饱和砂土动力液化研究进展

饱和砂土在动载 (如地震荷载、爆炸荷载、振动荷载等 )作用下液化问题是防灾减灾领域中重要的研究内容。结合目前国内外饱和砂土在动荷载作用下研究的最新进展 ,着重对在动荷载作用下饱和砂土液化问题的理论模型研究、试验验证研究和数值模拟分析研究作了较详细的评述 。

头石山尾矿坝的动力液化分析

头石山尾矿库是一个拟建的新库,其等级按规范要求确定为二等库,且该库处于8度地震区,其动力稳定性应值得重视。对该尾矿库在某一地震波作用下进行了动力液化的计算与分析,为尾矿坝在高烈度地震区的设计及管理提供参考依据。

建筑物地基动力液化的两相介质动力有限元分析

应用饱和多孔介质动力学原理分析了建筑物地基的地震液化问题。将地基视为两相介质体系 ,水是可压缩的。根据土力学模型 ,采用双曲线非线性动力本构 ,考虑了砂土的剪胀性 ,刚度退化 ,滞回特性和土水相对运动等因素 ,建立了动力方程组。基于是否考虑渗流问题 ,建立了两种离散形式 :(1)以土骨架位移和水位移为未知量的矩阵方程 ;(2 )以土骨架位移、水位移和孔隙水压力为未知量的矩阵方程。用显式差分法求解 。

冰激振动下海洋平台地基土的动力液化研究

通过动力荷载分析,确定海冰荷载可以引起平台筒边土体液化,并阐述了判别土体液化的方法。利用冰激振动软件以及有限元软件对结构进行动力学分析,得到各筒边土体的最大剪应力。通过室内三轴实验和现场观测结果确定土体物理力学参数,利用判定公式计算得到土体抗液化极限应力。将两者进行对比,可判断筒边土体是否可能发生液化。以渤海某油田筒型基础平台为例,对平台基础土液化安全性进行了判别,证明该方法具有较强的创新性和可行性,对于这一类浅基础平台的地基土液化分析有一定的实践指导作用。

不同催化剂条件下毛竹材液化反应动力学研究

为了筛选出高效液化竹材催化剂,达到竹材温和条件下液化,该文利用等温差示热量扫描曲线方法,分析了不同催化剂（KCl和K2CO3）对毛竹材液化剂苯酚液化反应的影响。在20~300℃温度范围内,运用Kissinger方程在不同的升温速率（5、10、15和20℃/min）下进行动力学研究。结果表明：竹材液化反应是吸热反应;随着升温速率的增加,特征液化温度向高温方向移动;不同催化剂（K2CO3、KCl、无催化剂）条件下竹材液化反应表观活化能依次是45.95、59.99、58.00 kJ/mol,可见K2CO3适合做竹材液化的催化剂。由外推法得出竹材液化反应最佳工艺为：催化剂为K2CO3,初始液化温度为69.1℃,液化峰高温度为97.3℃,液化峰终温度为111.9℃。

HTPB/液化改性MDI聚合反应的动力学

用红外分光光度计研究了端羟基聚丁二烯(HTPB)与液化改性4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(LMDI)的反应动力学,计算了相应体系的反应活化能。通过红外光谱研究了60℃时HTPB与LMDI本体聚合反应形成聚氨酯的浓度-时间依赖行为,研究发现,随时间的增加,反应物的浓度呈指数下降,而浓度的倒数-时间则呈直线的关系。结果表明,NCO与OH的反应遵循二级反应动力学,反应活化能Ea=54.3kJ/mol。

不同介质条件下竹材的液化反应动力学

采用非等温差热分析(DTA)技术,分析了竹材在苯酚和酚油介质条件下液化反应动力学的影响。运用Kissinger方程在不同的升温速率下进行动力学研究,并由动态DTA曲线求出固化反应动力学参数,进而建立体系的液化反应动力学模型。实验结果表明,苯酚竹材液化体系(PLB)和酚油竹材液化体系(POLB)反应级数分别为0.905 9和0.950 5,平均活化能分别为68.95 kJ/mol和105.43 kJ/mol,指前因子分别为4.08×104s-1和8.91×104s-1;两者的反应级数较为接近,说明PLB和POLB的液化反应模式基本相同;与POLB相比,PLB液化体系液化能耗和液化温度相对较低。由外推法得出竹材液化反应最佳工艺为:液化介质为苯酚,初始液化温度为70.4℃,液化峰高温为110.5℃,液化峰终温为126.8℃。

液化天然气动力船通航脆弱性遗传耦合仿真

液化天然气动力船实施过程控制时存在安全脆弱性时序差异,本文采用系统理论过程分析方法对液化天然气动力船通航安全脆弱性进行遗传耦合风险分析。对液化天然气动力船通航过程进行安全脆弱性分析,得出灵敏性、暴露性和适应性影响因素,围绕船舶、燃料子系统以及外部环境系统等,提出基于系统控制思维的事故建模与安全控制方法。选择遗传算法,结合液化天然气动力船的系统组分以及外部环境进行基于系统理论事故模型和控制路径的因子耦合仿真,对液化天然气动力船通航时燃料供应脆弱性进行分析。在情景模拟下,分析船舶燃料供应过程中的脆弱性风险。仿真结果表明:液化天然气动力船通航过程中的安全涌现依赖遗传路径,需要全系统监测安全脆弱性,且需对供应系统和外部环境条件采取针对性的防护措施。

液化天然气动力船航行过程风险动态仿真

为研究复杂装备系统液化天然气(LNG)动力船的营运风险演变规律,受限水域船舶航行的过程风险,本文采用系统理论过程分析方法,通过构建船舶系统、LNG燃料系统及燃料使用过程的系统理论事故建模与过程模型,从组件失效、外部环境干扰及组件交互3个维度分析LNG动力船航行系统的安全性。基于马尔可夫过程假设,采用马尔可夫链与云模型并构的方法,提出LNG动力船受限水域船舶航行的过程风险性态仿真模型。以LNG动力船从长江某锚地航行至指定泊位为例,结合复杂水域船舶航行的场景,对LNG动力船受限水域船舶航行的过程风险进行性态仿真。通过单一环境和真实环境下仿真结果对比分析,验证模型的有效性和灵敏性。仿真结果表明:LNG动力船舶航行过程风险演化呈“浴盆曲线”规律,船舶航行初始和终末时段风险较高,且人因素和外部环境干扰是LNG动力船系统营运过程中风险形成的首要原因。

液化天然气动力船供气系统的动态模拟

基于液化天然气(LNG)动力船供气系统的工作流程,讨论发动机在工况变化时如何设置控制方案,以达到更好的温度控制效果,以满足双燃料发动机的工作需求。使用AspenHYSYS流程模拟软件对该工作流程进行动态模拟,研究系统在工况变化时的运行情况。针对供气时的工况变化,改变液化天然气的流量,同时供气温度需要稳定在一定范围内,提出2种维持供气温度相对稳定的调节方案:改变热源的供热量或调节加热介质(水乙二醇)的流量,在HYSYS中分别进行动态模拟。改变热水流量时,输气温度可以控制在20℃~32℃;改变水乙二醇流量时,输气温度控制在22℃~28℃。采用2种调控方式结合的综合方案时,天然气温度能较好地稳定在22℃~28℃,并且不需要引入其他外加冷源,响应较快,故综合方案最适合应用于实际系统中。

“京城水系”液化石油气动力游艇检验工作

“京城水系”是由北京市水利局与旅游局合资开发的北京市水上旅游工程,是北京市政建设重点项目,也是庆祝中华人民共和国成立50周年的献礼工程之一。该工程涉及到北京市旅游资源的开发、水资源利用以及城市生态环境综合治理等诸多方面。市政府投资数亿元对河道进行清理,河岸进行绿化,并开发了八一湖至颐和园及长河段等水上旅游航线,使之成为北京市又一旅游景观。水系自开放以来吸引了大批中外游客,取得了良好的经济效益和社会效益。

土体液化判别方法在振动注浆机具研制中的应用

直接针对振动注浆机具振源设计的需要,根据实际地震液化资料和室内土动力液化试验资料,基于土体液化影响因素多元拟合相关性分析结果,通过概率处理的办法求解土体动力液化的概率模型判别式。回判检验证实,所求的概率模型判别式具有较高的回判成功率(78.8%),能够满足岩土地震工程对精度的一般要求。进一步分析表明,通过该概率模型判别式,可以建立振动注浆机具的振源特性与土的特性和埋深、振动持时之间关系,从而为振动注浆机具的研制提供必要的振源设计参数。

LNG动力船冷能和余热发电系统的模拟优化

提出利用有机朗肯循环系统来回收液化天然气(LiquefiedNatural Gas,LNG)动力船上的LNG冷能和烟气余热的发电系统。以4 800 kW的双燃料拖船为研究对象,利用ASPEN PLUS流程模拟软件对该系统进行模拟,并对循环工质和热交换器端部温差进行优化分析。模拟分析结果表明:在相同膨胀机人口温度下,热交换器端部温差为90℃时,乙烷工质系统在膨胀机入口的压力为15 MPa时有最优的发电功率值;双机系统最大发电功率达157 kW,完全可以通过减少一个150 kW的主柴油机发电机组来产生巨大的经济效益和环境效益。

LNG动力船应急响应系统流程GSPN-MC仿真模型

为解决液化天然气(LNG)动力船中出现的LNG燃料泄漏的风险问题,提出广义随机Petri网(GSPN)同构其马尔科夫链(MC)的方法,仿真LNG动力船燃料泄漏应急响应系统流程。首先,描述LNG动力船燃料泄漏风险,建立燃料泄漏应急响应系统流程图;然后,构建LNG燃料泄漏应急响应系统流程的GSPN模型及其同构的MC;最后,结合LNG泄漏应急演习中的操作流程,仿真分析应急响应流程,获取系统的稳定状态概率等应急响应主要效能。结果表明:应急响应的前期准备和LNG储罐泄漏程度判断环节容易出现堆积现象;事态判断及后期处置总结耗时相对较长,应为流程优化的重点。

我国内河LNG动力船发展现状、问题及对策建议

为使液化天然气(LNG)成为未来船用动力燃料的首选,介绍我国内河LNG动力船舶建(改)造及水上加注站建设的发展现状,指出推行LNG动力船面临的困难和问题有:政府资金补贴不足,企业经济效益不明显;基础设施建设严重不足,LNG动力船加注十分困难;船舶安全存在认识误区,政府监管制度不够健全;相关技术规范不完善,改造技术欠成熟;船员技术培训滞后;试点审批流程复杂,企业改造积极性不高。针对当前存在的问题,提出推广应用LNG动力船的建议:进一步加大LNG动力船财政资金补贴力度和范围;制订并完善LNG动力船相关技术标准规范;尽快完善LNG动力船加气站布局规划和立项建设;及时改革LNG动力船审批流程和监督管理制度;"以点带面"积极、稳妥、全面地推广LNG动力船改造。

第一笔大型LNG动力船订单对船用LNG发展的影响

2017年11月,法国达飞(CMA CGM)公司宣布与中国船舶集团签订9艘大型集装箱运输船建造订单,这批船舶平均体积22 000TEU,采用液化天然气(LNG)作为动力。文章回顾了全球船用LNG的发展现状,分析了订单对于世界全球船用LNG发展的影响,作为第一笔明确要求使用LNG作为燃料的大型船舶订单,肯定了LNG作为船舶燃料的光明前景,推动了LNG水上加注设施的建设,为船用LNG的发展提供了新的思路。同时,对于我国提高船舶制造水平和加速船用LNG发展方面也有积极影响。

LNG动力船废气重整制氢反应特性数值分析

采用计算流体力学(CFD)建立合理的船用废气重整制氢反应器模型,在进口重整气体温度为500℃、水碳比为2的工况下研究液化天然气(LNG)动力船废气重整制氢反应特性,研究重整气体的温度、水碳比和流速对反应特性的影响。研究结果表明:在反应区域,沿气体流动方向,H_(2)的摩尔分数逐渐增大,CH_(4)的摩尔分数逐渐减小,H_(2)O的含量先增加后减少。温度由400℃升高至1000℃,出口H_(2)的摩尔分数由8.4%增大至11.1%,重整反应的能量转换效率由19.48%提高至25.75%。水碳比由1升高至6,H_(2)的摩尔分数由8.2%增大至10.0%,后减小至9.8%;重整反应的能量转换效率先由18.03%提高至23.23%,后下降至22.61%。流速由0.01 m/s增大至0.10 m/s,H_(2)的摩尔分数由12.66%减小至4.90%,系统的能量转换效率由29.87%下降至11.06%。

砂土地基下桩柱码头结构地震响应数值研究

本文通过引入上负荷面剑桥模型,考虑超固结以及结构性因素对土体力学特性的影响后,在统一理论框架下对不同土体介质材料的应力应变关系与液化特性进行了数值试验研究。研究结果表明,与黏性土相比,砂性土由于其颗粒间的微观结构在外力扰动下更容易遭到破坏,对外力扰动极为敏感,因此更容易导致土体的屈服和液化,相关结论可为饱和可液化地基环境条件下的工程结构设计提供参考。