“下三带”理论和“P-h”临界曲线法预测底板突水

"下三带"理论经过长时间的理论研究和生产实践,在承压水上安全开采,防止底板突水灾害起到了重要作用。"P-h"临界曲线法在预测底板突水方面考虑的因素更多,具有一定的实践价值。

基于Janbu法的边坡整体稳定性滑动面搜索新方法

对于边坡整体稳定分析,找到了一种用随机角来搜索随机滑动面的新方法。在此过程中,采用简化Janbu法计算安全系数。这种新方法产生随机滑动面的过程是:先假定滑动面与边坡上、下缘的交点,在某一初始方向的情况下,以下缘交点为基点开始每随机一个角度方向,使其与对应的滑动体土条划分竖线相交,直到随机角度方向与上、下缘交点的连线重合,将这些交点依次连接,即可得到一条随机曲线(或随机滑动面)。通过随机模拟曲线,发现随机角物理意义明确,具有以下两个独特优点:①只有一个随机条件,随机因素易于控制,便于计算机编程;②为保证其随机曲线为一光滑曲线,可对随机角进行适当优化,并且在条分数足够大时,能够模拟任何曲线。针对以往随机搜索精度不高的问题,采用近似曲线来代替随机曲线的方法加以改进,并且将近似曲线的生成进行了简化。经各种实例对比分析后,得出此方法计算得出的安全系数与以往研究成果颇为接近,得到的最危险滑动面亦与实际情况相符,因而可说明此方法能够适用于边坡整体稳定性分析。

分析输液曲管临界流速的迁移矩阵法

提出了一种分析输液曲管临界流速的方法 .与其它方法相比 ,该方法不但容易处理带任意多个中间支承和变刚度、变曲率的输液曲管问题 ,而且由于对各段位移、内力关系导出了一系列显式 ,故不管离散段数多少 ,最终都只需解一个三阶矩阵方程 ,因此计算量小。

大型电力系统PV曲线的求取

本文阐述了利用延拓法求取ＰＶ曲线的一般算法。这种方法避开了常规牛顿－拉夫逊潮流计算中的奇异点，同时提供了自动步长设定，并对分叉点附近的数值上过渡问题利用潮流多解予以改进；此外，对负荷与发电机出力的变化方式及发电机的容量限制等问题进行了研究，并作了实例系统的计算。

疏松砂岩临界出砂压差的计算方法研究及应用

提高气田开采速度与控制地层出砂之间的矛盾已逐渐成为困扰疏松砂岩气田开发的主要问题之一。准确预测气层出砂的临界生产压差,以此作为气井配产的重要依据之一,对气井测试及开采具有重要的现实意义。对疏松砂岩气田的出砂机理进行了全面分析,利用测井资料计算岩石力学参数,并运用Mohr-Coulomb破坏准则计算气井出砂的临界生产压差。通过对比S气田多口气井实际出砂生产压差与计算的临界出砂生产压差,其符合程度较高,表明该方法合理,对疏松砂岩气田合理生产压差的确定具有指导意义。

轨底坡对曲线线路钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响

考虑轮轨蠕滑接触关系,以及普通货车两轴转向架的导向轮对和非导向轮对分别作用在曲线两股钢轨轨头上的应力、应变,建立基于临界平面法的钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测模型,研究不同轨底坡对曲线线路钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响。结果表明：在各种轨底坡下外轨疲劳裂纹均主要由导向轮引起,而内轨疲劳裂纹在轨底坡为1∶40-1∶25时主要由导向轮引起,在轨底坡为1∶20-1∶10时主要由非导向轮引起;线路曲线半径越小,导向轮作用下的内外轨疲劳裂纹萌生越早,反之则非导向轮作用下的内轨疲劳裂纹萌生越早;磨耗型新轮与75kg·m^-1新轨接触时,在曲线半径≤1000m条件下采用1∶20的轨底坡,在曲线半径〉1000m条件下采用1∶40的轨底坡,可以延长钢轨疲劳裂纹萌生寿命;选取不同的轨底坡,可以改变轮轨接触斑的位置、面积和黏着—滑动区的分布及蠕滑力,进而影响到钢轨疲劳裂纹萌生寿命,但改变轮轨接触斑位置的范围有限,不同轨底坡时接触斑移动距离在外轨上小于10.2mm,在内轨上小于3.0mm。

分析输液曲管振动和稳定性的有限元法

考虑流体与曲管的相互作用 ,利用虚功原理导出了输液曲管振动问题的有限元格式。为了提高精度 ,文中还提出了一个具有 7自由度的特殊曲管元。对于自激振动问题 ,通过特征值求解 ,求出了输液曲管发生颤振失稳时的临界流速。对于动力响应问题 ,通过引入伴随系统实现方程的解耦 ,可把输液曲管这类非经典系统化成单自由度问题求解。

关于如何正确研究和应用水驱特征曲线——兼答《油气藏工程实用方法》一书

应用水驱特征曲线应遵循 3个原则 :稳定水驱原则、直线段原则和含水率界限原则。应用一般的水驱曲线必须作某些条件的限定 :根据地层原油粘度和根据与实际资料的相关性选择水驱曲线。由我国研究者提出的两种广义水驱特征曲线 (z曲线和Y1曲线 )可适用于各种类型的水驱油田 ,应尽快予以推广。《油气藏实用工程方法》一书误导了水驱曲线的研究和应用 。

微尺度悬臂管颤振的研究

本文基于修正的偶应力理论并考虑Lagrange应变张量所给出的几何非线性,运用Hamilton原理建立了微悬臂管的平面振动微分方程.通过对线性方程的特征值分析,得到了微管的前四阶复频率及临界流速—质量比曲线(临界流速曲线)对材料长度尺寸参数的依赖关系;并且发现宏观管和微尺度管(或者具有不同材料长度尺寸参数的微管)的临界流速曲线可能会相交.运用基于中心流形—范式理论的投影法,计算了临界流速处系统的第一李雅普诺夫系数和退化特征值关于流速的变化率,以此为基础论证了分岔的超临界性质;并对临界流速曲线上的滞后部分及不同尺度管的该曲线的交点处的动力学性质作了探讨,发现了不同的分岔方向.

工字形曲线组合梁负弯矩区侧向失稳分析

目的为曲线组合梁结构设计提供理论依据,研究负弯矩区工字形曲线组合梁考虑上、下翼缘均发生侧向弯曲变形与扭转变形的稳定性。方法基于能量法推导等端弯矩作用下曲线钢梁上、下翼缘及混凝土板应变能,基于势能驻值定理推导曲线组合梁侧向失稳临界弯矩解析解。分析比较不同参数对临界弯矩的影响。结果曲率半径从4000 mm增加到8000 mm,临界弯矩增加了18.5%。底板宽厚比由9增加到17,临界弯矩增加了一倍;混凝土板厚度由120 mm增加到160 mm,临界弯矩增加了19.1%;钢筋数量由8根增加到16根,临界弯矩增加了8.9%;腹板高厚比由25增加到37,临界弯矩降低了40%。随着跨度的增加,临界弯矩整体趋势逐渐减小但曲线存在回弹。结论临界弯矩受腹板高厚比、底板宽厚比和曲率半径的影响较大,可结合工程实际通过增大曲率半径和底板宽厚比或减小腹板高厚比来控制侧向失稳临界弯矩。

微尺度悬臂管颤振的有限维研究

基于修正的偶应力理论并考虑Lagrange应变张量所给出的几何非线性,运用Hamilton原理建立了微尺度悬臂管平面振动的积分-微分方程.通过Galerkin方法将原积分-微分方程离散成常微分方程组,研究了临界流速-质量比曲线的不同阶Galerkin近似解与精确解的符合程度以及它们对材料长度尺寸参数的依赖性.对不同的模态截断数,运用基于中心流形-范式理论的投影法计算了临界流速处系统的第一Lyapunov(李雅谱诺夫)系数和临界特征值关于流速的变化率,以此为基础分析了系统的分岔模式,探讨了模态截断数对系统动力学性质的影响.临界流速-质量比曲线的滞后部分及交点处的动力学性质表明,系统存在不同的分岔方向,用6个模态的Galerkin离散化方程作分岔图对此进行了验证,并通过理论分析及数值方法分别计算了颤振的固有频率.

考虑多影响因素的无缝线路稳定性研究有限元法

根据轨道结构特点以及轨道胀轨变形特征,将扣件、轨枕和道床模拟成一个弹性约束单元,导出约束单元的扭转刚度,将线路初始弯曲变形部分模拟成初始弯曲变形单元,从而建立考虑线路初始弯曲变形部分位置发生变化、不同初始弯曲变形弦长和初始弯曲变形矢度以及不同钢轨类型和曲线半径对无缝线路临界温升影响的无缝线路稳定性研究有限元法。算例分析结果表明:曲线半径越大,初始弯曲变形弦长越小,60kg·m-1钢轨线路比50kg·m-1钢轨线路的稳定性更高;曲线半径越小,初始弯曲变形弦长越大,50kg·m-1钢轨线路比60kg·m-1钢轨线路的稳定性更高。对于曲线半径较小的线路,初始弯曲部位越靠近线路纵向两端,线路的稳定性越差;扣件、轨枕和道床组成的约束单元刚度降低,临界温升也随之降低,会影响无缝线路的稳定性。

含瓦斯煤弹性应变能计算新方法研究

为了探索含瓦斯煤破坏时释放弹性应变能的科学计算方法,针对硬岩与含瓦斯煤力学特征的差异,理论分析了常用冲击倾向性指标法计算弹性应变能的局限性。基于含瓦斯煤扩容力学特性,提出了以扩容临界点为界限,依据应力-体积应变曲线与横坐标轴围成的面积计算含瓦斯煤弹性应变能的新方法,并分别对硬岩和含瓦斯煤弹性应变能计算分析。结果表明,对于硬岩,常用冲击倾向性指标法和新方法计算结果基本一致,验证了本文提出的新方法的科学性;对于含瓦斯煤,常用冲击倾向性指标方法计算值远远大于新方法计算值。本文提出的"应力-体积应变"弹性应变能计算方法更能反映含瓦斯煤加载过程变形特征,为煤矿动力灾害的防控研究提供理论依据。

细长压杆临界载荷的图乘法近似求解

从细长压杆的挠曲线方程出发,采用图乘法,近似计算了两种不同支承细长压杆的临界载荷,并将其结果与欧拉法的精确解作了比较。

复合材料叠层曲板在轴压位移下的非线性稳定特性研究

本文采用动态松弛法（ＤＲ法）研究了正交铺设复合材料叠层曲板在单向均匀轴压位移作用下的非线性稳定特性。给出了不对称正交叠层圆柱曲板在两种简支边界条件下的边界应力和板中心无量纲挠度的数值结果，讨论了铺层顺序、层数、曲率等因素对其稳定特性的影响。针对ＤＲ法计算中影响数值收敛性和稳定性的差分网格效应问题。

利用U曲线法对35CrMo钢理想临界直径的研究

本文通过热处理工艺试验,研究35CrMo钢的淬火理想临界直径,根据不同位置的洛氏硬度绘制U型曲线,推算出材料的淬火理想临界直径。调质处理后,当零件直径大于材料淬火临界直径时,表面为索氏体和贝氏体混合组织,强度下降明显。

无因次注入-采出曲线法计算采收率方法改进

无因次注入-采出曲线法适用于水驱稳定阶段预测油藏最终采收率。在实际应用中,与其他采收率预测方法相比,其误差普遍偏大,参考价值较低。为提高无因次注入-采出曲线法预测采收率的实用性,对该方法进行了改进:据开发中后期注采平衡模型,当阶段产水量等于油藏废弃时的临界含水率乘以阶段注水量时,则确认水驱失效,重新推导了添加临界含水率限定条件的采收率求解过程。以X14油藏为例,演示了利用改进后的无因次注入-采出曲线法计算最终采收率的过程;在绥靖油田典型油藏中应用,预测结果的准确度相对改进前有了较大提高,验证了方法改进的可行性。

基于构件合力的曲线梁桥最不利激励方向确定

为弥补以构件响应分量作为判别标准的结构最不利激励方向确定方法在实际工程应用中的不足,提出一种以构件合力(位移)为判别标准的结构地震动最不利激励方向确定方法.基于反应谱理论,推导出该方法的计算公式.以一座典型的曲线梁桥为例,建立了全桥有限元模型,应用该方法确定曲线梁桥的最不利激励方向并与多方向线性时程分析结果进行对比.研究结果表明,基于构件合力的结构地震动最不利激励方向确定方法可以综合反映构件整体的受力性能随地震动激励方向的变化情况,计算量相对较小且具有较高的可靠性;当以构件合力(位移)作为判别标准时,按照现行规范规定的地震动激励方向对曲线梁桥进行抗震性能验算,发现能够满足实际工程抗震设计的需要.

恢复力模型中求突变折点的一种新方法

在结构弹塑性动力计算中,恢复力曲线是一个重要问题。简化的折线型恢复力模型虽然应用简单,计算工作量小,但是有个突出缺点,即存在很多刚度突变点,即折点,这给计算带来麻烦。本文针对这一问题,提出了一种折点处理新方法。利用结构动力学方程和线性加速度法等推导出求解折线型恢复力模型中加载点和卸载点两类折点的计算公式。该公式基于结构动力学方程推导而来,逻辑严密,结果可信,精度有保证。此外,计算突变折点出现时刻,仅涉及结构动力特性等几个已知量,计算简单,不需迭代,计算工作量小。而且加载点与卸载点两类折点的计算公式形式简单又统一,方便编程。

云南省缺资料小流域临界雨量计算分析

小流域因缺乏长期监测的降雨径流资料,临界雨量的计算是其山洪灾害防治面临的难题之一。针对云南省山洪灾害特征,以典型资料匮乏小流域为基本单元,采用水位流量反推法、频率曲线法、灾害与降雨频率分析法3种方法分析临界雨量,并通过适用于资料匮乏地区的地貌瞬时单位线模拟流域汇流过程。结果表明,3种方法计算的临界雨量值较为接近,其中结合了地貌瞬时单位线的水位流量反推法更适用于计算分析云南地区临界雨量;可见在推求山洪灾害临界雨量计算时采用地貌瞬时单位线模拟云南省流域汇流过程合理可行。