风城油田超稠油油藏非均质储集层地应力场特征

风城油田浅层超稠油油藏非均质储集层具有埋藏浅、非均质性强、隔夹层发育等特点,阻碍SAGD蒸汽腔的发育,需要利用水力压裂建立渗流通道。为指导储集层压裂,分析了非均质储集层沉积特征、地应力场分布,以及隔夹层对地应力场的影响,结合岩石力学室内实验、测井资料解释和地应力测试结果,建立埋藏深度为282~332 m储集层三维应力场模型。模拟结果与小型压裂测试比较显示,建立的三维应力场模型贴合实际地层侧向压力系数和最大水平主应力与垂向主应力的比值,能较好地反映储集层岩性交界面和应力特征。超稠油储集层以垂向主应力为主,利于引导垂向裂缝;岩性交界面地应力突变,储集层砂岩最小水平主应力小于泥岩隔夹层最小水平主应力。泥岩隔夹层具有较高的破裂压力、杨氏模量和最小水平主应力,裂缝扩展能力弱于油砂段。压裂设计应选择隔夹层内或下方射孔,控制缝高,避免砂堵,以达到较好改善渗流能力的目的。

基于压力胶片技术的轮胎与路面接触应力分析

为揭示沥青路面与轮胎接触的应力分布状况,该文基于压力胶片技术,设计两种不同路面结构分别进行0h、2h、4h、6h、8h的加速加载搓揉试验,并采集和统计应力分布特征,结果显示:平均应力随搓揉时间的增加而减小,GAC-13路面与轮胎接触平均应力大于AC-13;主应力分布率亦随搓揉时间的增加而减小,并且GAC-13路面与轮胎接触主应力分布率高于AC-13。该文提出的平均应力和主应力分布率概念可以为进一步研究接触应力与路面抗滑性能提供借鉴。

印度板块挤压驱动龙门山断裂带活动的三维数值模型

采用有限元方法模拟了印度板块的持续向北推进、挤压对龙门山断裂带及其邻区的影响,根据模拟结果 ,对比GPS、地震和地质学观测数据,定量分析了汶川大地震发生前断裂带的走滑速率以及最大主应力的分布特征,据此探讨了汶川大地震的发震机理.模型由弹性上地壳和粘弹性下地壳组成,其中上地壳包括了青藏高原、四川盆地、华南地块以及印支地块,块体内断层的处理方法主要采用了库仑摩擦模型.研究结果如下:(1)通过调整龙门山断裂带摩擦系数,发现伴随摩擦系数值的增加断裂带走滑速率逐渐降低,当其达到0.95,已接近GPS测量结果 .由此可认为龙门山断裂带应处于强摩擦环境.(2)与松潘甘孜地块中其它区域相比,整个龙门山地区处于高摩擦强度、低应力的环境下,这有利于能量缓慢而稳定的积累直至达到其破裂极限,从而引发强烈地震.(3)沿龙门山断裂带上下两盘的最大主应力分布特征具有很强的规律性,自西南到东北可划分出泸定-大邑、大邑茂县、茂县北川、北川青川四段.其中上、下两盘应力差最大值出现在大邑茂县段14～20 km处,应力差最小值出现在泸定大邑段,而北川茂县段上、下两盘的应力值则十分接近.这种最大主应力的分布特征与汶川地震余震震中的空间分布特征十分相似.

复合材料开孔层合板的纤维铺放路径优化设计

本文以开孔平板的单向拉伸和销栓挤压为应用背景,提出了一种面向应用的复合材料构件CAE/CAM一体化纤维铺放路径优化设计方法。利用ANSYS有限元分析工具,根据复合材料构件的受力分析,按构件的主应力形式选用纤维类型、按主应力方向优化设计构件的纤维铺放路径,并按主应力大小设计纤维铺放密度,以充分发挥纤维复合材料性能,提高构件的强度和刚度。详细讨论了应用该方法所涉及的建模、网格划分、理论铺放路径生成和实际铺放路径修正等相关技术。

深部巷道围岩变形破坏机理数值模拟分析

为了研究和分析深部巷道围岩变形破坏机理,以五龙矿3431B深部运输巷道为工程实例,运用FLAC3D对其变形破坏进行数值模拟,对数值模拟结果进行处理分析,得到主要截面的最大最小主应力和位移等值线的分布特征,进而得到与此分布规律有关系的深部运输巷道围岩变形破坏机理以及松动圈形成机理,进而确定松动圈的范围和合理的支护方式并对锚杆和锚索的作用做出评价。

矿山溜井出矿新工艺的探讨

根据溜井出矿的特点，提出了在溜井出矿中采用叶片滚筒强制出矿的方式，它优于现行的常规出矿设备的出矿指标；并阐述了叶片滚筒装置设计的原则。实验证明，这是一个矿山溜井出矿的优化工艺。

矩形受剪切空间褶皱薄膜弹性应变能和主应力有限元分析

薄膜因其厚度薄、抗弯刚度小,当外载荷产生的压应力超过临界压应力时,会出现局部屈曲现象而形成褶皱.褶皱的出现不仅会影响薄膜结构的表面精度,还会改变结构的应力分布状态,进而影响结构的静力和动力特性.研究褶皱的影响因素及其机理,对准确预测薄膜褶皱变形、有效控制或消除褶皱变形,具有重要的意义.本文对矩形受剪切空间薄膜的褶皱进行数值分析.首先,运用非线性屈曲法、直接干扰法以及显式动力法分别对薄膜结构的褶皱进行分析,研究褶皱的数量、褶皱的几何信息与分布情况,并通过与实验结果的对比,验证数值分析方法的正确性.其次,在非线性屈曲法、直接干扰法和显式动力法中选取最合适的方法,以非线性有限元软件ABAQUS为平台,在不同网格密度、不同膜材厚度和不同加载条件下对矩形薄膜受剪切褶皱进行进一步分析,以分析薄膜结构的能量和应力分布,具体包括应变能密度分布、整个薄膜所具有的能量以及主应力分布情况.本研究可为空间薄膜结构褶皱的进一步研究、薄膜结构膜材的选择以及形状控制等提供参考.

地铁列车荷载对上覆高速公路影响的数值模拟

地铁列车荷载会对周围环境造成不良影响,导致周围土体产生附加变形,进一步发展可能对地铁运营造成安全隐患。该文以某双线盾构隧道与上覆高速公路路基关系为背景,采用三维有限元分析的方法,首先研究模型边界及列车荷载简化的过程,然后分别研究不同列车速度下单线及双线列车通过后路面及地层残余沉降分布特点,路基最大与最小主应力变化情况。结果发现:列车荷载作用后路面及地层残余沉降均呈现出"马鞍状"分布,双线列车荷载通过后,相比单线列车荷载工况,路面及地层最大残余沉降从隧道正上方转移至两条隧道中心处,最大残余沉降增大了10%~25%,而路基两侧均出现了一定范围的应力集中现象,可能在列车荷载循环作用后,路基两侧产生开裂,而单线列车荷载通过建议不用限速措施,双线列车荷载通过速度不宜超过60 km/h,最好不要出现双线同时通过的情况。