二维应力作用下岩石单裂隙渗流规律的实验研究

在对人工充填砂裂隙进行剪切实验的基础上,分析了剪应力和法向有效应力作用下裂隙岩石的渗流特性,并提出了二维应力作用下裂隙岩石渗流模型,即剪应力和法向有效应力耦合作用下的渗流公式。

爆炸膨胀环一维应力假定的分析与讨论

对爆炸膨胀环的运动过程和应力状态进行了理论分析,指出膨胀环在径向变形过程中其厚度减小将引起内外壁的速度差,对膨胀环内外壁的速度差进行了分析。由于膨胀环内外壁速度差的存在必然造成复杂应力状态,无法满足一维应力假定,由此推断出实验中利用外壁速度计算出的应力要略大于膨胀环内的平均应力。利用LS-DYNA三维动力学有限元程序验证了理论分析结果,利用膨胀环外壁速度计算出的应力比数值模拟给出的膨胀环内平均应力大1%左右。

二维应力场下承压地层中渗流的液固耦合问题

考虑到多孔介质渗透率随孔隙变化的特点， 研究二维应力场下承压地层中渗流的液固耦合问题， 提出了解耦方法； 并求出耦合条件下的孔隙压力与介质应力的解析解。计算表明， 耦合效应不容忽略。

一维应力动态加载下战斗部装药力学响应预报模型

为获得战斗部装药在高过载侵彻下的动力学行为,对战斗部装药(黑索今(RDX)基高聚物粘结炸药(PBX))在高应变率下的动态力学响应特性进行了研究。采用改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)实验技术对RDX基PBX炸药动态力学性能展开研究、压电传感器监测试件两端应力状态、高速相机拍摄实验中的试件变形过程,确保实验试件变形在动态应力平衡和常应变率加载条件下进行,保证实验数据的有效性。结果表明,该RDX基PBX炸药具有明显的密度效应及应变率效应,当应变超越0. 075时应变率效应显著增强。基于应变能函数,建立该RDX基PBX炸药在一维应力状态下修正的Rivilin本构模型,模型拟合结果与实验结果基本相符,仿真结果得到的应变时间信号及试件变形模式与实验结果基本吻合。

粉质砂土的土-水特征及一维应力变形试验研究

浅层非饱和土的力学特性与其土-水特征密切相关,研究自重应力作用下土体的土-水特征曲线及一维应力变形对于边坡、基坑等工程的稳定性分析具有重要意义。采用应力相关的压力板仪对西南某地区的粉质砂土进行了干燥试验及k0固结试验。结果表明:在较低的竖向应力状态下,应力大小变化对粉质砂土的土-水特征曲线影响不大;在一定的净竖向应力状态下,粉质砂土的体积应变随吸力的增加呈线性增大;在一定的吸力状态下,粉质砂土的k0固结变形是非线弹性的,净竖向应力越大,土体的体积应变越大,孔隙比越小。

二维应力——强度干涉模型

本文介绍了二维应力概率密度函数和二维疲劳强度概率分布函数的求法,建立了一种便于实用的二维应力——强度干涉模型,给出了用其进行疲劳可靠性分析和设计的方法,并通过实例作了具体说明。

非均质岩体中一维应力波演化过程分析

地下球形药包爆轰后将产生很强的地震波,其传播受到多种因素的影响。把岩石介质的弹塑性帽盖模型耦合到有限差分法程序中,对一维爆轰波在非均质岩石体中的传播、演化机理进行了数值模拟与分析;着重探讨了一维应力波从“硬”岩石层进入“软”岩石层、从“软”岩石层进入“硬”岩石层时,波在形状和强度等方面的变化规律;同时探讨了岩石介质中存在的“软弱夹层”对一维应力波传播的影响。

城市固体垃圾一维应力压缩计算研究

对城市固体垃圾的一维应力压缩计算方法进行研究,计算结果表明:垃圾的初始孔隙比对一维应力压缩起着重要的影响,而垃圾的初始天然密度对一维应力压缩的影响不大。建立了城市固体垃圾一维应力压缩的计算方法,该方法考虑了城市垃圾填埋的实际过程,因此,既方便又实用。

溪洛渡大坝混凝土二维应力状态下破坏准则与本构关系试验研究

采用溪洛渡水电站拱坝混凝土施工配合比,进行二维应力状态下(压—压、拉—压、拉—拉),实际拱坝混凝土的破坏准则与本构关系研究。根据试验结果,并结合已有二维应力状态下混凝土的破坏准则与本构关系研究模型,建立了适用于该工程拱坝混凝土二维应力状态下的破坏准则模型与本构关系。

多维应力400℃低周疲劳寿命评价准则的探讨

通过对四种不同缺口形式的2.25Cr1Mo钢圆柱形试样400℃低周疲劳行为的研究,用当量应变范围准则评价了多维应力状态下的高温低周疲劳寿命。研究结果表明,用当量准则评价高温低周疲劳寿命可以替代部分试验,但仍需做进一步的分析探讨。

二维应力对PbTiO_3多晶薄膜相变的影响

用热力学唯象埋论研究了二维应力对PbTiO3多晶铁电薄膜相转变的影响。理论分析表明，在二维应力的作用下，薄膜的相转变温度Tc将发生移动，该移动量△T的大小和正负不仅与应力的性质有关，而且与晶粒的取向有关。经推导给出了△T与晶粒取向之间的关系式。对晶粒呈随机取向的多晶薄膜，在二维张应力的作用下，平均Tc将向高温移动，并且相转变温区将展宽。

多维应力状态下高温低周疲劳寿命评价

现代工业正在向着高速、高温、高压的方向发展 ,疲劳问题严重威胁着现代工业设备的安全。该文采用 2 2 5Cr 1Mo带预裂纹环状缺口圆柱形试样的实验数据及有限元分析结果 ,研究了采用当量塑性应变范围Δεp 、当量蠕变应变范围Δεc 和当量应变范围Δε,来评价材料在 4 0 0℃、应变速率为每秒 0 2 %、不同缺口形式下的高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命的可行性、缺口形式对疲劳寿命 (疲劳总寿命和裂纹扩展寿命 )的影响以及蠕变 疲劳交互作用对高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命的影响 ,最后利用最小二乘回归方法 ,得到了该材料高温低周疲劳总寿命和裂纹扩展寿命评价方程〔1～ 7〕 。

放射性固体废物一维应力压缩的应用研究

通过对放射性固体废物桶内压缩过程的研究，建立了废物桶内一维应力压缩模型，并根据模型设计最优压缩策略对放射性固体废物装填进行指导。结果表明，不同的压缩策略废物的装填总量以及压缩后的桶内装填效率差别较大，装填总量相差1倍左右，装填效率相差20％～30％。采用压缩策略的装填方式较无序装填方式在废物减容方面提高10％左右，且废物装填次数也显著降低，符合工程应用与废物最小化要求。

岩体软硬度对一维应力波演化影响研究

地下球形药包爆轰后将产生很强的地震波,其传播受多种因素的影响。本文把岩石介质的弹塑性帽盖模型耦合到有限差分法程序中,对一维爆轰波在非均质岩石体中的传播、演化机理进行了数值模拟与分析。着重探讨一维应力波从“硬”岩石层进入“软”岩石层、从“软”岩石层进入“硬”岩石层时,波在形状和强度等方面的变化规律,同时也探讨了岩石介质中存在的“软弱夹层”对一维应力波传播的影响。这些对于人防工程等中的波阻抗的功能梯度效应和智能防护等方面的研究具有一定的参考价值。

泡沫铝衰减一维应力波特性研究

为了解泡沫铝衰减一维应力波特性,完善泡沫铝动力性能的理论体系。首先运用一维应力波理论及泡沫铝的力学特性,对应力波在泡沫铝中的传播规律及泡沫铝衰减应力波性能等问题进行了理论分析。然后基于SHPB(霍普金森压杆)技术,运用LS-DYNA对一维应力波在泡沫铝中的传播规律及泡沫铝衰减应力波特性进行了数值模拟研究。理论与数值模拟结果均表明:在应力波的传播路径上增加泡沫铝,应力波通过泡沫铝后,其应力幅值、波长、及应力幅值作用时间均发生明显的变化;在该条件下,增加5 mm厚的泡沫铝,一维应力波经过泡沫铝后,可以衰减掉未增加泡沫铝时应力幅值的39.9%,应力波由原来的矩形波变成三角形波,波长与持续时间也显著减小。同时,厚度对泡沫铝衰减应力波幅值具有较为明显的影响,相同能量的应力波通过泡沫铝材料厚度越厚,则应力波幅值衰减越明显;由此可知,泡沫铝用于防护冲击与爆炸荷载的缓冲吸能材料方面具有非常好的应用潜力。

土体与时间相关的－维应力－应变性状、弹粘塑性模型和团结分析（续）

土体与时间相关的－维应力－应变性状、弹粘塑性模型和团结分析（续）殷建华ＪａｃｋＩ．Ｃｌａｒｋ（加拿大纽芬兰纪念大学冷海资源中心）７ＥＶＰ模型参数的确定在假说Ａ中，太沙基因结理论被用来计算团结中超孔隙水压力和压缩，次团结系数被用来估计次团结中的蠕变压缩...

基于自动球压痕和一维应力波的皮质骨模型参数标定

在皮质骨Johnson-Cook模型准静态参数的标定过程中通常需要进行重复试验,不仅过程繁琐,而且增加成本,因此,有必要对标定过程进行简化。利用自动球压痕试验、图像处理及混合定律标定皮质骨的准静态力学性能参数,基于一维应力波获得皮质骨的动态力学性能参数,从而得到皮质骨的Johnson-Cook模型参数。建立基于ABAQUS有限元软件的皮质骨钻削仿真模型,通过试验对Johnson-Cook模型参数进行验证。研究表明:仿真结果与试验结果吻合度较高,说明本文所提的简化方法可用于标定Johnson-Cook模型参数。

YYF(含DLJ)评说莫尔二维应力圆理论的局限性——带论近百年来全世界研究这一问题的力学家们对它的误解

就近百年来中、外力学家们关于莫尔二维应力圆理论和公式所作的种种补充研究成果进行了探讨。首先介绍为解决地壳岩体在三维构造应力场作用下发生断裂或错动所提出的DLJ三维应力圆理论和计算公式;同时也说明引用DLJ理论和公式所应注意的地壳岩体的结构条件以及莫尔二维应力圆公式作为DLJ三维应力圆公式的特例或简化式所适用的范围或局限性。由此得出结论:近百年来,由于对莫尔理论和公式的实质缺乏精辟的了解,致使众多的所谓补充研究成果的论著缺乏理论价值。

基于力学时变性的页岩油藏四维地应力演化规律研究

裂缝对页岩岩石力学性质影响突出,准确表征含裂缝页岩的岩石力学性质变化是实现页岩油藏压裂-投产过程中四维地应力场精准刻画的重要基础。已有四维地应力研究通常认为应力变化主要源于孔隙压力改变,未考虑岩石力学性质变化对四维地应力的影响。利用在线CT实验,明晰了孔隙压力与页岩孔缝体积的关系,依据应变能理论,推导了裂缝体积与页岩泊松比、弹性模量的理论关系,建立了孔隙压力与泊松比、弹性模量的时变理论模型。结果表明,层理缝开启是页岩岩石力学参数具有时变性的主要原因,孔隙压力越大,裂缝开启条数越多,裂缝空间呈指数型增长。随裂缝体积增加,页岩泊松比快速增加、杨氏模量快速减小,页岩强度大幅降低。以济阳坳陷页岩为例开展分析,裂缝体积占比提高至1%时,杨氏模量由37.5GPa下降至15.06GPa,泊松比由0.22上升至0.35。依托数值模拟方法对比分析岩石力学参数时变性对四维地应力演化的影响,考虑岩石力学时变性特征的四维地应力模拟能够更好地表征页岩压裂-投产过程中的应力大小演化与方向偏转的规律,与实际油藏压裂-投产过程中的四维地应力演化规律更加吻合,模拟结果更加可靠。研究成果能够为页岩油立体井组合理部署、优化设计、风险预警等提供理论支撑。

页岩油储层补能前后四维地应力模拟及加密井复杂裂缝扩展规律研究

针对安83井区长7含油层水平井区采出程度低、剩余油丰富的问题,结合考虑页岩油储层地质力学参数、天然裂缝等的非均质性和各向异性,建立一套地应力场与渗流场耦合机理模拟方法,将传统油藏渗流模拟与地质力学模拟相结合,并通过压裂施工参数、现场试井数据、微地震监测数据等,开展了储层补能前后四维地应力模拟及加密井复杂裂缝扩展规律研究。研究结果表明,该区储层杨氏模量高、泊松比低,易发生破裂;大规模压裂可以形成复杂裂缝,基本上为长250 m、宽80 m的多簇式裂缝条带;水介质补能能够起到均匀补能效果,效果比气介质好;老井补能至原始压力的80%时,压裂裂缝改造充分,裂缝扩展均衡,老井单井补能液量5000 m^(3)最优;300 m加密井补能至原始地层压力的120%时,压裂后改造较充分,单井补能液量25000m^(3)左右最优。该模拟分析方法对同类型油藏地应力模拟及裂缝扩展规律研究有重要指导意义。