双柱型花瓶式弧形墩有限元模拟及受力分析

双柱型花瓶墩由于具有系梁,其受力特征更为复杂。本文针对双柱型花瓶式弧形墩进行有限元模拟和力学分析。对比分析了现浇花瓶墩与装配式花瓶墩在上部荷载作用下受力和变形特点,分析了在极限荷载条件下的盖梁湿接缝处塑性区域及裂纹扩展机理。研究表明:盖梁上表面主要承受拉应力,装配式混凝土在接缝处的受力性能不如整体现浇,接缝处为受拉薄弱区域,易在荷载作用下产生拉裂。研究结果对于双柱型花瓶式弧形墩的设计和施工具有重要的参考价值。

基于随钻参数的砂岩与砂质泥岩地层分界面智能识别

地层岩体种类的识别是地质和岩土勘察工作的重点内容,为解决地层界面岩性辨识困难的难题,研发了一种随钻测量系统,提出了相应的数据处理及分析方法。采用基于机器学习技术的方法,选取支持向量机(SVM)算法,研究了一种通过随钻参数反演地层岩体种类的方案。得出了如下结论:建立各参数同孔深数据的对应关系,有利于机器学习数据库的建立和反演方案的实施。随钻监测数据处理原则是:识别各种非钻进状态及异常状态,建立纯钻进状态的时间—孔深曲线和各随钻参数—孔深变化的曲线。SVM在地层岩体种类识别方面取得了良好的效果,预测结果与钻探记录基本一致,可用于地层关键岩体种类识别,防止虚假钻孔和虚假编录,为岩土工程智能勘测提供了新的途径。

凿岩机钻头破岩机理分析及岩体可掘性预测

为分析凿岩机钻头的破岩机理,提高破岩效率,预测掘进岩体的等级,运用离散元方法对凿岩机钻头的破岩过程进行分析。模拟了不同级别围岩、不同地应力条件下的破岩过程,得到了不同类型围岩下的钻进破岩力及其破岩比功。对影响岩体等级的岩体主要参数进行敏感性分析,得到了峰值破岩力和均值破岩比功与岩体单轴抗压强度的关系、岩体单轴抗压强度与场切深指数(field penetration index, FPI)的关系。通过FPI值的范围对岩体进行可掘性预测和围岩质量分级。研究成果可为实际工程使用凿岩机开挖过程中的岩体可掘性评价及围岩动态分级提供一定参考。

基于霍克-布朗强度准则的水力压裂离散元数值模拟研究

基于霍克-布朗强度准则提出了一种修正的破裂压力公式,并用颗粒流离散元(particle flow code,PFC)软件建立水力压裂模型进行了验证。对不同地应力状态下的岩石水力压裂过程进行了数值模拟,通过将模拟计算得到的破裂压力结果与所提出的修正破裂压力公式的解进行对比,发现2者在不同地应力状态下都比较吻合,验证了修正的破裂压力公式的可靠性。同时,研究了不同地应力状态对水力裂纹的扩展、数目、宽度、直径等的影响。研究结果对水力压裂增产技术在非常规油气的开采应用中有积极的指导作用。