沿空掘巷应力动态变化规律研究

针对沿空掘巷应力动态变化问题,以张双楼煤矿沿空掘巷为例,采用钻屑法得出走向方向煤层应力动态变化特征,并对变化特征进行分析。根据实测和分析得出,受到岩性、地质构造和顶板呈现的"O-X"破断影响,采空侧煤体应力峰值呈现周期性出现,周期距离等于周期来压步距;受到采空侧围岩应力状态、巷道掘进引起的应力重新分布和覆岩运动的共同作用,沿空巷道实体煤中应力变化不一,或降低或增高或转移。沿空掘巷的应力变化特征对于防冲卸压计划安排和冲击矿压防治工作具有重要指导意义。

1605年琼山M 7½级地震区现今地应力动态变化特征及对东寨港沉陷的指示意义

文章利用1605年琼山7½级地震区不同区块布设的3个地应力监测台站应变观测数据,进行了地应力动态变化分析并对其记录的应力突变信息进行了提取,分析了2016年3月—2018年5月地应力变化与构造活动情况,并探讨了东寨港地貌演化趋势及其沉陷机理。结果显示:研究区总体受北西向挤压应力场作用,使得位于马袅-铺前断裂与铺前-清澜断裂上盘的演丰和大致坡地区以拉张应力场为主,位于断层下盘的锦山地区以挤压应力场为主;马袅-铺前断裂和铺前-清澜断裂在区域应力场作用下,不断进行非震活动来调整局部应力场,其中,马袅-铺前断裂在2016年3—7月、2017年10月和2018年4月有过多次活动,铺前-清澜断裂在2017年10月和2018年4月有过2次活动,马袅-铺前断裂较铺前-清澜断裂活动能量强;应力场变化趋势指示以铺前-清澜断裂(F13-1)为界,东部有逐步抬升趋势,西部的东寨港可能还会持续沉降;断层活动趋势指示以马袅-铺前断裂(F2-2)为界,东寨港北部演丰地区的沉降速率应该大于南部三江地区;此外,体应变监测数据也指示了位于海南岛南北地震带下部的岩浆活动痕迹。综合研究认为,东寨港沉陷主要受深部岩浆上涌导致的马袅-铺前断裂与铺前-清澜断裂的正断活动控制,并受到全新世海平面变化与软土沉积地层性质导致软土流滑、砂土液化以及海水侵蚀等多方面影响。文章创新性的将钻孔应变观测技术应用于探索海岸带地区典型震陷地貌演化规律与趋势研究,在地应力监测与构造地貌研究领域都有着重要的学术价值,同时,该成果对东寨港地区红树林保护、城镇规划建设等方面亦具有重要的应用价值。

连铸机结晶器液压振动装置结构应力动态响应分析

结晶器液压振动装置是提升连铸装备水平以提高实际生产应用能力并保证铸坯质量的关键设备之一。针对某大型工程技术有限公司设计的结晶器液压振动装置,采用系统计算机辅助工程(CAE)技术对整体设备建立了分析模型,并进行了结构动态行为仿真。通过对结晶器液压振动装置的固有频率分析和应力动态响应分析可知,整体结构系统的第一阶频率远高于最大激励频率,不会出现共振现象;所有激励频率下结构完全满足考虑了动应力的强度要求。

8.8 m特厚煤层采场覆岩运动与应力动态演化研究

为揭示8.8 m特厚煤层开采过程中覆岩运动与应力演化规律,以上湾煤矿12401综采工作面为背景,利用相似模拟、数值模拟、现场实测等方法开展了研究和分析。研究结果表明:随着工作面推进,工作面前方煤层中的最大和最小主应力均发生集中现象,应力集中程度随着工作面推进而增大,最大主应力集中程度和变化梯度大于最小主应力,但峰值超前煤壁范围小于最小主应力峰值超前煤壁范围;采空区存在应力恢复现象,随着工作面推进,应力恢复程度逐渐升高,最大主应力恢复程度高于最小主应力;工作面附近大裂缝与井下来压关系密切,地表会出现相对较大的裂缝,靠近回采巷道位置裂缝宽度变窄;基岩较薄处覆岩只存在冒落带和裂隙带,弯曲下沉带随着基岩厚度的变化而改变。开展8.8 m特厚煤层采场覆岩运动与应力演化规律的研究能够为神府东胜煤田特厚煤层资源开发利用提供指导。

陆相页岩油藏三维空间应力场动态演化规律

砂页互层是中国陆相页岩油藏的一个显著地质特征。由于不同层内的孔渗和力学性质差异巨大,二维模型无法为页岩油藏开发提供准确的指导。本文针对中国陆相页岩油储层纵向多砂页互层特点,建立多压裂水平井三维流固耦合数学模型,并分别考虑地层非均质引起不同层内的应力敏感效应,通过数值模拟研究页岩油储层内单井和多井生产过程中的应力场演化规律。结果表明,当已钻井需要关井进行重复压裂时,重复压裂的位置应当选择水平井筒中部位置,重复压裂最优井段的长度也与生产时间有关,生产时间越长,最优复压井段越短;当以储层的总体开发效率为目标时,应当在不同小层内进行井位设计,如此可以在避免井间干扰的情况下减小井距,增大储层整体动用程度;在进行空间布井的时候也要考虑不同层内的井在水平面上具有一定井间距(大于300 m),且不同层内的井间距不同,如此才能使得页岩油藏达到较好的整体开发效果。本文建立模型可为页岩油立体布井、加密井及重复压裂提供技术支持。

AH36钢焊接接头动态应力应变特性分析

基于热弹塑性法研究了160°对接AH36钢焊接接头动态应力应变过程,同时制作试样,利用三维全场应变测量分析系统记录焊接应变的动态变化,验证了焊接有限元结果的准确性.分析了预热温度和焊接速度对动态应力应变的影响.研究结果表明,随着预热温度的增加,焊接变形逐渐减小.预热温度为200℃时的平均焊接变形量比未预热时的平均焊接变形量降低了34.6%,同时改善了焊接应力场的分布情况,增加焊缝及热影响区的压应力分布区域,但应力幅值对预热温度的改变不敏感.焊接变形随焊接速度增大而增大,当焊接速度大于5 mm/s时,增长趋势逐渐平缓,焊接变形场等势分布面积减小.随着焊接速度的增加,焊接压应力场分布区域减小,焊接拉应力场分布区域增大,焊接速度的改变还会造成平板厚度方向中间层厚度处的应力出现波动.

POY底层丝动态热应力波动原因分析及解决方法

动态热应力是一项能准确反映预取向丝(POY)内在品质的指标。动态热应力的高低与后道加弹在线张力表现为正相关,着重讨论了造成POY底层丝的加弹在线张力相比非底层丝高的原因,并提出了提高POY底层丝与非底层丝动态热应力统一性,解决POY底层丝因加弹在线张力超设定上限引起切丝的方法。

影响POY动态热应力测试因素的探讨

采用YG367型全自动长丝热应力测试仪探究试验速度、牵伸比、加热箱温度等因素对预取向丝(POY)动态热应力的影响。试验结果表明:在50~150 m/min的试验速度范围内,试验速度对POY动态热应力并无太大影响;在150~250 m/min试验速度之间,POY动态热应力随着试验速度的增加而变大;牵伸比为1.60、1.65、1.70时,POY动态热应力随着牵伸比的增大而增大,成正比关系;加热箱温度对POY动态热应力也有一定的影响,但无明显规律,因此加热箱温度选定后不要轻易改变。

三峡船闸区地应力测量和开挖完成后动态变化

为了给三峡工程设计提供可靠的第一手资料,在工程前期的地质勘测和岩石力学科研工作中,对三峡工程区域、尤其是永久船闸地区进行了大量的地应力测量与研究。在船闸区开挖完成后,对其地应力的动态变化进行了分析。叙述了永久船闸最高边坡的三闸首南北两坡的深钻孔地应力测量成果和对船闸地区地应力场剖析,以及工程开挖完成后岩体应力的动态变化。

动荷载作用下深部巷道围岩动态应力分布规律及能量演化特征

巷道开挖后,围岩地应力集中分布和外界动荷载扰动是影响巷道安全稳定的2个重要因素。基于有限模型和LS-DYNA的隐—显式计算功能,分析了初始应力分别为10、30、50 MPa的岩体巷道在动荷载作用下的力学响应,获得了巷道围岩动态应力分布、能量变化及演化规律和动态变形损伤特征。研究结果表明,动荷载作用下,动态压应力集中主要分布在巷道顶部和底角附近,动态拉应力集中主要分布巷道两帮;压应力集中程度随初始应力的增大而减小,拉应力集中区域无明显变化;动载入射侧围岩质点位移和振动速度始终大于透射侧;随着初始应力的增大,围岩质点位移增大,振动速度减小;动荷载会引起围岩起初始应变能释放,岩石的应变能密度降低;巷道围岩的动态损伤总是从巷道顶部附近开始,且围岩损伤程度和范围都会随初始应力的增加而增大。

构架结构振动与动态应力仿真研究

首先利用有限单元法,建立了详细的构架有限元模型并求解其各阶振动模态,在此基础上建立了完整的刚一弹性体车辆系统动力学模型;通过动力学模拟计算得到了构架在车辆曲线通过和随机激扰下的结构振动响应;最后,将构架的动力学计算结果返回到有限元中,得到了构架的动态应力时间历程与分布特性。该种研究方式不仅完成了多体系统动力学研究中刚体与弹性体的有机结合,而且为转向架在结构设计阶段通过模拟计算就可获得车辆运行过程中构架的动态应力分布,为评估其疲劳寿命奠定了基础。该仿真技术同样实用于其他相关研究领域,如航空航天、工程机械和公路车辆等。

汶川8.0级地震前区域应力场动态研究

利用成都、昆明遥测数字地震波形记录资料,研究大量小震震源机制解和视应力值,分析了区域应力场动态和视应力值的时-空分布。给出川青地块平均应力场方位的时间变化。川青地块平均主应力场的方位在汶川8.0级地震前出现明显扰动,同时,地块力轴张量的倾角变化也很明显。得出2006～2007年川青块体逆冲型地震比例偏高,汶川8.0级地震前区域中小地震震源错动类型发生变化的结果,与区域地形变的分析结果是一致的。根据地震波形全波段计算辐射能量,求得的视应力σapp值揭示区域视应力值的微动态起伏过程与区域主压应力场方位的转折类似,可用于地块蕴震物理过程的探索。从汶川8.0级地震前的中短期视应力σapp值的空间分布看,震中所在的龙门山断裂带是低应力分布区,而相对高视应力则分布在外围地区。这些图像可能揭示了汶川8.0级地震前中短期发震构造附近呈现的闭锁现象。

功能梯度材料裂纹尖端动态应力场

研究受反平面剪切作用的功能梯度材料动态裂纹问题，通过积分变换－对偶积分方程方法推出了裂纹尖端动态应力场，时间域内的动态应力强度因子由Ｌａｐｌａｃｅ数值反演获得。研究结果表明功能梯度材料的梯度越大，相应的裂纹问题的动态应力强度因子值越低．

动态应力场中成型的自增强聚丙烯的结构与性能

动态应力场中成型的自增强聚丙烯的结构与性能官青，申开智，朱居木，张弓，吉继亮（四川联合大学工程塑料国家重点实验室成都６１００６５）关键词动态应力场，自增强，聚丙烯自从１９６２年Ｗｔｍｄｅｒｌｉｃｈ及其同事在高压下发现聚乙烯形成伸直链晶体以来［１］，利...

气体钻井钻柱动态应力特征

气体钻井的循环介质为气体,黏滞效应远小于泥浆,因此气体钻井钻柱的失效情况比较严重。针对具有超细长比特征的全井钻柱,加入钻柱与井壁的碰撞模型,运用有限元节点迭代法,通过对碰撞冲击应力条件下气体钻井与泥浆钻井的动力学特性分析对比,探讨了气体钻井钻具的失效机理。分析表明,气体钻井的涡动频率和涡动速度明显高于泥浆钻井,气体钻井时钻柱与井壁的碰撞更为频繁且冲击应力比泥浆钻井更大,成为导致其钻柱失效的主要因素之一。

爆炸应力波作用下缺陷介质裂纹扩展的动态分析

采用透射式焦散线测试系统,进行爆炸应力波作用下缺陷介质裂纹扩展试验,研究了含与炮孔共线的预制裂隙介质裂纹扩展速度、加速度、裂纹尖端动态应力强度因子和动态能量释放率的变化规律以及它们之间的变化关系。试验结果表明,在爆炸应力波作用下裂隙两端产生了两条翼裂纹A、B,翼裂纹A的长度较翼裂纹B长,两条翼裂纹向相反的方向扩展;在翼裂纹扩展过程中,存在着加速与减速的过程,扩展速度瞬间达到峰值,其后逐渐振荡下降;动态应力强度因子也呈现瞬间达最大值到逐渐减小连续振荡变化的趋势,动态应力强度因子KId>KIdI;翼裂纹尖端的动态能量释放率对裂纹扩展具有驱动作用。

水锤载荷作用下管道变形及动态应力

采用基于流构耦合的有限元方法模拟了管道内三维水锤现象发生的过程及管壁的动态响应。在考虑流体与管道结构体相互作用的基础上,通过任意拉格朗日欧拉法(ALE)仿真分析和确定了管壁最大变形发生在距管末端约1/3管径处,最大变形滞后于水锤波到达时刻。进一步研究发现,在管壁三维动态应力中,周向应力起主要作用,并且与水锤压力波的周期具有较强的相关性。

激光冲击2024铝合金诱导动态应力应变实验研究

为了研究激光冲击波动态加载过程中金属材料的动态应力应变特性,采用高功率激光器单次冲击2024铝合金薄板,利用STSS-1应力检测模块采集激光冲击波动态加载靶材背面的动态应变信号,通过Johnson-Cook动态本构模型计算相应的动态应力,并用XRD技术检测了靶材表面的残余应力。实验结果表明:激光冲击波诱导的塑性应力波强度远大于弹性应力波强度,材料主要处于塑性变形阶段;随着靶材厚度减小,靶材背面应力波强度增加,此应力波在靶材背面金属/空气界面的反射波强度增强;实验使用的2024铝合金屈服强度在392 MPa左右。

地震作用下大型渡槽结构动态应力计算方法研究

作者首先采用常规有限元法求出渡槽结构需要计算部位周围处的有限元结点位移和加速度 ,然后利用最小余能法对南水北调水利工程中某大型渡槽槽身结构的动态应力进行了计算。结果表明 :采用最小余能法计算悬臂梁结构在地震动作用下的动态应力结果与作者的方法较接近 ,而常规有限元的计算结果较理论解有较大误差 ;对单跨渡槽槽身结构 ,常规有限元法的动态应力计算结果比理论解出现较大的偏差 。