热损伤花岗岩能量演化机制及损伤本构模型

对25、200、400、600、800℃处理后的花岗岩开展单轴压缩试验,研究了温度变化对花岗岩力学性质、能量演化机制的影响,并建立了不同温度处理后的花岗岩损伤本构模型。研究结果表明:温度由25℃增加至800℃时,花岗岩峰值应力和弹性模量逐渐减小,峰值应变逐渐增加,花岗岩逐渐由脆性向延性转变。高温后花岗岩能量演化曲线具有相似性,峰前弹性能逐渐增大,耗散能先增大后减小,峰后弹性能急剧减小,耗散能突增。峰值应力处花岗岩总能量和弹性能随温度增加呈先增大后减小的规律,耗散能随温度增加逐渐增大。弹性能耗比变化反映了热损伤花岗岩损伤变形阶段的转变,随着温度增加,热损伤花岗岩压密阶段占比增加,弹性和塑性变形阶段占比降低,峰后阶段占比增加。通过弹性能耗比识别了热损伤花岗岩应力—应变曲线压密阶段,并基于损伤力学和Weibull统计分布理论建立了考虑压密阶段热损伤花岗岩分段本构模型,该模型理论值与试验值具有良好的一致性,能够准确描述热损伤花岗岩的变形破坏过程。

基于伯格斯混杂接触的砂质泥岩加轴压卸围压蠕变细观研究

为了探究不同轴-围增卸比下深部软岩蠕变特性和失稳规律,利用颗粒流程序(PFC^(2D))进行二次开发,并引入一种伯格斯-平行黏结混杂接触,建立了不同开采条件下砂质泥岩细观蠕变模型,基于已有砂质泥岩常规三轴压缩和加轴压卸围压蠕变试验验证了细观模型的可靠性,并在此基础上开展了不同加轴压卸围压蠕变应力路径下砂质泥岩细观蠕变特性及能量演化规律研究。研究结果表明:3种轴-围增卸比下砂质泥岩应力-应变曲线均表现为应变硬化特征,峰值偏应力与总裂纹数随轴-围增卸比的增大而增大;设计了3种不同加轴压卸围压细观蠕变应力路径,在相同围压及其卸载速率下,随轴-围增卸比的增大,加速蠕变失稳阶段历时快速减少,轴-径应变极值的差值逐渐增大,且同阶段的轴向稳态蠕变速率也增大;随蠕变时间的增长,放顶煤和无煤柱开采的伯格斯接触占比呈先增加而后减小,保护层开采则呈先缓降后快速减小,且在同蠕变时间时,伯格斯接触占比与线性接触占比均随轴-围增卸比的增加而增长,平行黏结接触占比随轴-围增卸比的增加而下降;在相同围压及其卸载蠕变速率下,卸荷前砂质泥岩总能量以弹性能为主,卸荷后耗散能占主导地位,弹性能耗比初始阶段随轴应变的增加而呈非线性快速增长,后在前3个蠕变阶段呈“锯齿状”缓慢下降至加速蠕变阶段起始点,而后以较大速率突增,且增长速率随轴-围增卸比的增大而逐渐减小。

单轴压缩下不同尺寸充填体能量损伤演化特征试验研究

对4种不同尺寸(40,70.7,100,150 mm)的充填体试件进行了室内单轴压缩试验,研究了尺寸变化对充填体能量演化规律和损伤破坏机制的影响,并得到了基于弹性能耗比的充填体破坏前兆判据。研究结果表明:单轴压缩下不同尺寸充填体的能量演化规律相似,体现为峰前以弹性应变能积蓄为主,峰后耗散能占比不断上升并迅速超越弹性应变能;随着试件尺寸的增加,充填体在峰值应力处总输入应变能、弹性应变能和耗散能均呈非线性下降趋势;根据耗散能曲线,可将充填体能量损伤演化过程划分为初始损伤、损伤加速、损伤稳定发展和损伤破坏4个阶段;试件尺寸越大,弹性能耗比K值变化幅度越大;弹性能耗比K值曲线整体先上升后下降,持续到一个较低值,在临近峰值应力处再转为上升。弹性能耗比K值曲线的这一变化规律可作为充填体临界破坏前兆特征。

中国能源需求预测及供给对策

随着中国工业化和现代化进程的加快,能源需求越来越大。同时能源利用效率不高、污染严重等问题也暴露出来了。本世纪初二十年中国能源消耗的总量将迟到什么水平,其品种结构又将如何,这是规划能源建设的前提依据。本文通过弹性预测法、回归预测法、间接预测法三种方法预测上述指标。同时简单介绍中国能源供给现状及趋势,提出一些相应的时策。

绿色产业园区的需求侧能源规划

建设绿色产业园区,成为上海市在新时期重要的发展战略之一。阐述了园区需求侧能源规划的基本概念,介绍了需求侧能源规划的六个步骤,着重介绍了规划目标设定中产业绿色发展指数和地均能耗弹性系数等关键性能指标的设定。并针对产业园区发展特点提出能源微网的方案。

太原节能降耗的三大困局及应对措施研究

"十二五"前三年,太原市节能降耗工作取得显著成效,但是在万元GDP能耗下降的同时,仍然存在能源消费总量持续增长,能源消费结构变化,能源消费弹性减小等影响节能降耗工作的因素,旨在通过分析影响节能降耗工作的影响因素,正确看待万元GDP能耗的下降,为今后节能降耗工作奠定基础。

基于弹性能演化全过程的岩石脆性评价方法

脆性破坏是岩石的一项重要力学特性,建立准确的脆性评价方法对岩石工程具有重要意义。岩石峰前存储的弹性能演化特点直接决定了峰后的脆性破坏特征。因此,综合考虑峰前弹性能的积聚特性和峰后弹性能的释放特性,建立一种基于弹性能演化全过程的岩石脆性评价指标。利用该脆性评价指标开展不同岩性单轴压缩、不同围岩以及水压试验的脆性特征评价。试验结果表明:建立的脆性评价指标能全面反映岩石脆性特征。在单轴试验条件下,该指标能准确地评价各类岩石的脆性差异性;常规三轴压缩条件下,大理岩和石英砂岩的峰前弹性能的积聚率和峰后弹性能耗散率随着围压的增加而不断降低;水压条件下,石英砂岩的脆性指数随着水压的增加而不断提高,随着围压的增加,水压对脆性指标的影响逐渐减弱。试验结果验证了该指标的合理性,研究结果丰富了岩石脆性评价方法。