基于动态模量的含多裂缝沥青路面开裂分析

基于断裂力学基本理论,在有限元方法中利用动态模量主曲线和时温转化因子确定行车速度下的沥青混合料力学性质,采用移动荷载模式,考虑行车速度、荷载及温度对含多裂纹的沥青路面结构进行动力特性分析。研究表明:移动荷载作用下的面层与基层两类裂缝尖端应力因子K1、K2值呈现正负交替的规律;较低的车速和荷载的增加都会加速裂缝的扩展;低温和高温工况下对路面结构都是不利的。面层低温和高温都是以张开型裂缝K1为主导因素,基层低温时以张开型裂缝K1为主导因素,而基层高温时以剪切型裂缝K2为主导因素。

基于拉曼放大和半导体光放大的BOTDA

从理论上分析了基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA),通过建立与拉曼放大有关的泵浦光和信号光的耦合方程,对信号光波形进行了数值仿真。仿真结果表明,双端拉曼放大技术可有效地补偿传感信号的传输损耗,提高系统测量精度。搭建了基于拉曼放大和半导体光放大(SOA)相结合的BOTDA分布式光纤传感系统,实验结果与仿真结果吻合较好,针对49.6 km的传感距离,空间分辨率达到40 m,温度分辨率1℃。

缓释抗凝冰沥青混合料在麻昭高速的应用

麻昭高速昭通段属于高原季风气候,冬季时有降雪凝冰,将抗凝冰集料等体积置换等粒径的AC-13普通集料,进行抗凝冰沥青混合料性能研究。结果表明,采用合理的级配设计,AC-13抗凝冰沥青混合料具有良好的路用性能和抗凝冰性能。同时,由于抗凝冰改性剂中的缓释成分,在耐久性测试后,仍然满足空隙率的要求。

先验信息约束层析成像静校正技术在柴西南地区的应用

在柴达木盆地西部南区,针对不同的地质目标采集了多块三维地震资料,对于该地区进一步的油气勘探开发,需要整体认识该区域的地质特征和沉积相,为此在该区开展了三维地震资料连片处理研究。柴西南地区近地表结构复杂,岩性多变,地表高差达600 m,低、降速层厚度变化大(4～200 m),连片处理中静校正问题突出。在对各种静校正方法适应性分析的基础上,提出了先验信息约束层析成像静校正技术,阐述了该方法的基本原理和实现步骤。在方法实现时,区块之间的初至时差采用相关法予以消除,初始速度模型采用相控处理的小折射和微测井资料来建立,并将该模型作为初至波非线性层析反演的约束条件,建立了准确的近地表速度模型,计算全区的静校正量。应用效果分析表明,先验信息约束层析成像静校正技术可以较好地解决复杂地区三维地震资料连片处理中的静校正问题。

叠前反演技术在锦州31-6地区浊积扇砂体含油气性预测中的应用

辽中凹陷锦州31-6区块东二段发育远源浊积扇沉积体系,形成东西两个浊积扇体。在地震剖面上表现为蠕虫状反射结构,叠后反演剖面上砂泥岩纵波阻抗差异小,含水砂岩和含气砂岩在叠后波阻抗剖面上无法区分,储层预测和烃类检测十分困难。以测井岩石物理分析为基础,应用叠前AVO同步反演技术对锦州31-6区块面积约165km2的三维地震资料进行叠前反演,并采用密度和剪切模量交会区分砂泥岩,采用纵横波速度比和拉梅常数交会预测气层分布,取得明显效果,可供邻区浊积扇体储层预测和油气检测借鉴,探索了一条在渤海湾开展隐蔽油气藏勘探的新路子。

神东煤热解产物分布调节方法

为了提高神东煤热解转化率,调节热解产物分布状况,为工业装置提供数据支持,采用100 kg级固体热载体试验装置,分析了神东煤分别掺入15%液化残渣(DCLR)和5%橄榄石对热解产物分布的影响。结果表明,神东煤单独热解时半焦产率为76.13%,热解气产率为12.97%,焦油产率为6.19%,焦油中轻质组分占比61.89%,重质组分占比38.11%。神东煤掺入15%液化残渣时,半焦产率为75.07%,比神东煤单独热解降低1.39%;热解气产率降低12.18%,气体产物中除H_(2)体积分数增加外,其他组分含量均有所下降;焦油产率为8.32%,比神东煤单独热解增加34.41%;焦油中重质组分升高至53.45%,焦油品质下降。神东煤掺入5%橄榄石热解,半焦产率为73.90%,比神东煤单独热解降低2.93%;热解气产率为14.91%,比神东煤单独热解增加14.96%,气体中CO_(2)、CH_(4)和H_(2)体积分数升高;焦油产率为5.67%,比神东煤单独热解下降8.40%,焦油中轻质组分提高至70.28%,重质组分降低至29.72%,焦油品质提高。通过3种半焦FTIR分析,神东煤掺入15%液化残渣的热解半焦中C=O、C—O、—CH_(2)、—CH_(3)等官能团吸收峰强度比神东煤热解半焦小,O/C与H/C降低。神东煤掺入5%橄榄石的热解半焦中,1702 cm^(-1)处的C=O和1220 cm^(-1)处的C—O phenol的吸收峰基本消失,—CH、—CH_(2)、—CH_(3)官能团峰值在3种半焦中最小,O/C与H/C在3种半焦中最低。

煤直接液化残渣与神东煤共热解特性研究

实验选用500 g级基于热重系统热解装置研究了神华液化残渣与神东煤共热解特性。结果表明,在反应器侧壁温度为200~600℃区间内,同一时刻,随着液化残渣配比的增加,热解胶质层比例增加,热解过程中传热加剧,煤样中心温度逐渐升高;液化残渣配比为20%时,煤样中心温度最高。液化残渣配比由0%增加至25%时,热解总失重量逐渐减小,焦油收率逐渐升高,热解特性趋好。当液化残渣比例由10%增加至25%时,半焦粘结加剧,3~6 mm粒级产率由51.99%降至34.03%,大于6 mm粒级占比由39.82%增加到57.06%;当液化残渣配比达到20%时,有一半以上的半焦粒度增加。

呼伦贝尔褐煤热解特性研究

采用热重分析研究了呼伦贝尔褐煤的热解特性,探讨了粒径和升温速率对热解过程的影响,并从动力学上进行了分析。结果表明,随升温速率增加,褐煤的失重率变化不规律,最大失重速率峰对应的温度向高温偏移;随着粒径增大,褐煤的失重率先增加,后降低,最大失重速率峰对应的温度逐渐升高。在280~350℃低温区,随着升温速率的增加,煤样热解活化能规律变化不明显;在350~450℃区间,随着升温速率的增加,热解活化能先增大,后减小;在480~800℃高温区,热解活化能随着升温速率的增加而升高。随着粒径的增大,热解反应活化能先升高,后降低。

神东煤回转窑热解破碎特性

为研究神东煤在回转窑热解过程的破碎特性,利用100 kg级回转窑研究了粒径25~13 mm的神华补连塔矿区神东煤的热解破碎特性,考察了加热终温、停留时间、回转窑转速3种反应条件对神东煤的碎裂粉化程度的影响。结果表明,在回转窑热解时,随温度升高(120~700℃),神东煤产物总碎裂率α由20.48%升至68.74%,粉化率β由1.70%升至16.55%;随停留时间增加,α由15.66%升至68.22%,β由1.32%增至15.71%;随回转窑转速增加,α由17.54%升至71.43%,β由1.26%增至15.08%。通过对神东煤回转窑热解过程破碎影响因素进行灰色关联分析,发现3种反应条件(反应终温、停留时间、回转窑转速)对热解产物总碎裂率和粉化率的影响顺序一致,其中加热终温影响程度最大,其次是停留时间,回转窑转速影响程度最小。建立了神东煤热解破碎过程粒径关联函数模型,模型充分反映了煤热解温度、停留时间和转速与粒径分布的关系,经验证破碎后平均粒径计算值与试验值的相对误差小于5%,能较好地预测神东煤在回转窑热解过程中破碎后的粒度变化情况。

民用清洁煤制备特性研究及过程能耗分析

北方供暖的民用低阶散烧煤排放污染严重问题亟待解决,试验研究了神华榆家梁煤制备民用清洁煤的工艺条件影响及过程能耗。研究结果表明,反应时间15 min时,热解温度550~700℃,榆家梁煤热解半焦中灰含量、挥发分、硫含量均低于民用燃料煤质量指标要求。对600℃半焦进行有害元素含量分析,分析结果均低于民用燃料煤质量指标要求。通过Aspen Plus对洁净煤生产工艺能耗分析,系统能效为84.81%;原煤含水量从5%升至24%,干燥单元能耗占比由0.70%升至2.75%,系统能效由85.44%降至83.68%;焦油回收单元热解气中焦油组分分压小于0.001P_(g)(热解气)时,增大洗油循环量,焦油产量无明显增加;随着热解气燃烧量增加(0~60 t/h),系统能效由80.20%提高至84.68%。

颗粒过滤器除尘效率的实验研究与数学建模

为开发煤热解工艺的高温荒煤气脱尘技术,在错流式固定床颗粒过滤实验平台上测试了表观气速、粉尘浓度、过滤介质粒度和床层厚度等关键参数对除尘器除尘效率的影响。结果表明,粉尘浓度在10.0~96.8 g/m^3范围内增大且颗粒床表层过滤作用显著时,除尘器效率先增大后减小;大粒径瓷球对应的除尘效率较低,但压降降低显著;床层厚度增大,过滤器的除尘效率和压降均增大。过滤器运行初始状态,床层过滤过程属于深层过滤,随粉尘在床层内沉积,迎流面表层过滤作用增强,可直接脱除45.0%~52.0%的粉尘。建立了描述错流式颗粒过滤过程的一维非稳态数学模型,使之可以预测过滤平台在不同操作条件下的净床除尘效率和粉尘沉积率。应用该模型,预测热解气气氛下过滤器(床层厚度0.6 m,填充6 mm瓷球)的净床除尘效率有所下降,为82.94%。

频散AVO技术在南海南部盆地深水区流体检测中的应用

地震波经过油气储层后具有较强的速度频散现象,体现在振幅随频率而变化的特性上。频散AVO技术基于地震振幅随炮检距和频率共同变化的特性,能够检测与油气饱和度有关的速度频散异常,提高流体检测精度。使用基于Smith-Gidlow的两项AVO近似公式,拓展成与频率相关的方程,在频谱分解的基础上,反演求解频散的大小。在频散AVO计算过程中,对比测试了几种频谱分解方法,确定了高分辨率的频谱分解方法。最后将频散AVO技术应用于南海南部盆地深水区的真实地震数据上,结果表明,基于流体引起的地震频散现象,使用频散AVO技术在流体检测方面具有潜力。

东海平湖油气田八角亭构造储层反演研究

针对东海平湖油气田八角亭构造储层岩性及含油气性与波阻抗相关性较差的资料特点,研究探索出一套与之相适应的储层反演方法与流程,并对储层空间分布进行了预测,从而为该构造的储层评价与储量计算工作奠定了基础,并为波阻抗与岩性相关性较差条件下的储层预测提供了可借鉴的技术思路.

基于变车速的非平稳路面动荷载

当车辆在均匀的路面上行驶时,车速的改变会引起路面的非平稳激励,由于车速的改变,适用于频域分析的方法已不再有效。现用状态空间模型来描述车辆在时域的动态特性。分别针对两种车辆悬架系统:四分之一车辆模型和二分之一车辆模型,采用数值计算来定量地分析加速和减速对路面动载的影响。改进的方法可用于研究路面结构的动态响应,对更好地进行路面结构设计和路面非破损检测与评价有很大的帮助。

沥青路面破损状况的客观权重模糊模式识别交叉迭代评价

随着高速公路的发展,现有规范已不能完全适用于高等级公路沥青路面性能的评价,不能反映真实路况。本文结合相关研究现状采用路面车辙代表深度Dr、裂缝率Ck、修补率Lr等指标来表征路面破损技术状况。采用了客观权重的模糊模式识别交叉迭代模型,避免了人为因素的干扰,能够直观的体现出各种因素对路面破损的影响,提高路面破损状况评价方法的科学性和适用性。通过实例分析了解评定过程,并为我国高速公路沥青混凝土路面养护质量的评定及养护对策的制定提供了参考依据。

基于双向拉曼放大的布里渊光时域分析系统

报道了一种基于双向拉曼放大的布里渊光时域分析系统(Brillouin optical time domain analyzer,BOTDA).利用双向拉曼抽运对信号光进行拉曼放大以补偿光纤损耗及布里渊抽运波的消耗,从而使光纤后端的测量分辨率得到改善,测量分辨率在整段传感光纤趋于一致,同时避免了调制不稳定性引起的频谱扩展,克服了传统BOTDA存在的信号强度指数下降的弊端,使传感精度得到进一步提高.实验实现了50km传感距离,温度分辨率达0.6℃,空间分辨率为50m.实验测量并分析了基于双向拉曼放大的BOTDA信噪比和光功率分布特性.

光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统的影响

报道了光脉冲编码对基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA)的影响.实验表明,光脉冲编码能够在保证较高空间分辨率的同时减小布里渊频移的不确定性.实验实现了49.6km传感距离,在整段传感光纤上温度分辨率1℃,空间分辨率2.5m.本文实验测量并分析了系统的信噪比和光功率分布特性.