Critical Behavior of Black Holes in an Einstein-Maxwell Gravity with a Conformal Anomaly

We study the P V critical behavior of a four-dimensional AdS black hole in an Einstein Maxwell gravity with a conformal anomaly by treating the cosmological constant as a variable that is related to the thermodynamic pressure, It is shown that there will be no phase transition if k = 0 or -1 are taken. When the charge ql of the conformal field and the coefficient α satisfy a certain relation, the van de Waals like phase transition for the spherical black hole can occur where the temperature is lower than the small critical temperature or higher than the large one. We also evaluate the critical exponents of the phase transitions and find that the thermodynamic exponents associated with this four-dimensional AdS black hole coincide with those of the van de Waals fluid.

基于深度学习的复合材料开孔板拉伸失效行为预测

为研究复合材料开孔板在拉伸载荷下的失效行为,基于开孔板的拉伸试验建立了高精度的有限元仿真模型,并批量生成了拉伸载荷-位移曲线的数据集。提出了一种双长短时记忆(Long short-term memory,LSTM)神经网络模型用于预测载荷-位移曲线,其中第1个LSTM模型进行输入特征的提取,第2个LSTM模型直接给出载荷-位移曲线的预测。结果表明:这一模型能够高效、准确地预测开孔板的拉伸载荷-位移曲线,在测试集上的决定系数R2可以达到0.9755,关键特征如初始刚度E0的预测误差仅为1.85%,极限载荷Fmax的预测误差仅为2.16%。

孔洞对疲劳裂纹扩展路径的影响

为了研究孔洞位置和尺寸对疲劳裂纹扩展路径的影响,利用ABAQUS有限元仿真软件建立改进CT试样的裂纹扩展仿真模型,采用扩展有限元法研究了在低周疲劳加载条件下Q235钢圆孔与裂纹尖端的角度、距离以及圆孔半径对裂纹扩展路径的影响,并通过引入裂纹偏转系数来定量描述不同参数对裂纹扩展路径偏转程度的影响。结果表明:当圆孔与裂纹尖端的夹角为45°时,裂纹偏转系数取得最大值;裂纹偏转系数随着孔洞半径的增加逐渐增大,随着圆孔与裂纹尖端距离的增大逐渐减小。

孔洞形状对层状岩石力学特性影响的FDEM数值模拟研究

为揭示孔洞形状对层状岩石力学性质和破坏模式的影响,采用有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)开展系列数值模拟研究。首先,阐述FDEM模拟层状岩石的基本原理,然后,开展不同层理倾角完整试样的单轴压缩模拟,并与试验结果进行对比验证。最后,对含有圆形、椭圆形、三角形、矩形和方形孔洞的层状岩石试样(β为0°、30°、45°、60°和90°)进行单轴压缩模拟研究。研究结果表明:对于不同孔洞形状的试样,抗压强度和试样破坏程度随层理倾角的增大呈V字型变化趋势,且均在层理倾角为0°时抗压强度取得最大值,在90°时破坏程度最为严重;孔洞的存在严重削弱了试样的力学性能,且削弱幅度与孔洞形状密切相关,其中方形和圆形孔洞对抗压强度的削弱能力最弱。将含不同形状孔洞试样的破坏模式随层理倾角的变化主要分为穿层理面拉剪混合破坏(β=0°)、沿层理面与穿层理面混合拉剪破坏(β=30°)、沿层理面剪切破坏(β=45°和60°)和沿层理面拉剪劈裂破坏(β=90°)。

复杂地质条件下工作面扩安一体化工艺实践

济宁二号煤矿93下10工作面切眼地质条件复杂,压力显现、顶板管理难度大,传统切眼扩刷方式支护难度较大、周期较长,严重影响矿井正常生产接续。通过对比传统的施工工艺,在工艺、费用投入上进行对比分析,探索并实践应用扩安一体化技术,即边扩刷切眼边安装支架。实践结果表明,该工艺降低了支护难度,减轻了职工劳动强度,在很大程度上解决了顶板支护困难以及工作面安装准备周期较长的难题,保障了工作面的快速高效安装,缓解了矿井生产接续紧张,具有一定的推广价值。

Mechanical Analysis of the Down-Hole String in a Deep Well

In a deep well,under high pressure and temperature,the force,deformation,and movement of the downhole string are very complicated. In this paper,based on the analysis of the working environment and load properties of the down-hole string in deep wells,the factors of high temperature,high pressure,and the complex structure of wells have been taken into consideration. The loads of the down-hole string,stability,back buckle configuration,dynamic characteristics,mechanical strength,and deformation have been systematically studied. On this basis,mechanical models of a down-hole string under different conditions have been established and software for aiding analysis has been developed. By using this software,deep well strings under different construction parameters can be simulated and analyzed,providing a theoretical basis and method for down-hole string assembly,as well as string down-hole construction and operation.

波纹管通孔柱轴压性能和滞回性能数值模拟

为了降低装配式混凝土柱之间装配的施工难度并节约施工成本,提出了一种波纹管通孔钢筋直接连接技术。利用有限元计算软件ABAQUS模拟分析了波纹管通孔柱在单调加载和静力推覆加载工况下的力学性能,研究了波纹管通孔穿插纵筋连接技术对装配柱受压承载能力和滞回性能的影响。结果表明:与现浇混凝土柱相比,波纹管通孔柱的轴压承载力提高了约13%;当轴压比取0.2和0.6时,波纹管通孔柱的延性系数分别提高了31%和28%,累积滞回耗能分别提高了3%和9%;随着轴压比增大,波纹管通孔柱的延性出现降低,累积滞回耗能增大,且延性和累积滞回耗能都高于现浇混凝土柱;从装配柱混凝土的应力云图、损伤曲线、滞后曲线、骨架曲线、刚度退化曲线等指标分析可以发现,波纹管对核心混凝土和柱纵筋具有较大约束作用,可以延迟构件的塑性变形;提出的波纹管穿插纵筋连接技术可以实现预制混凝土柱之间的有效连接,且该连接方式装配柱的抗震性能要优于现浇混凝土柱。

深埋厚硬顶板工作面长水平孔定向水力压裂区域卸压技术

针对深埋厚硬顶板工作面回采过程中周期来压持续距离长、超前支承压力集中系数高、动压显现强烈等问题,以羊场湾煤矿130208工作面为研究对象,依据关键层理论确定了目标压裂层位,基于Hubbert-Willsi非渗透性地层破裂压力计算公式得到理论起裂压力,选用了1.2 m^(3)/h大流量高压泵和能实现远距定向的千米定向钻机作为压裂装备,采用长水平孔定向水力压裂技术手段进行了区域卸压。结果表明,该技术卸压范围大,工作面进入压裂区域后周期来压步距明显减小、超前支承压力影响范围减小、应力集中系数降低、动载系数明显减小,来压期间支架增阻明显减小,指数函数增阻曲线比例明显减少,验证了长水平孔定向水力压裂技术效果良好,具有推广应用价值。

坚硬顶板深孔切顶卸压留窄煤柱护巷关键参数研究

针对坚硬顶板条件下窄煤柱及巷道围岩变形过大且矿压显现强烈的问题,以付家焉煤矿10102工作面回风巷为工程背景,对坚硬顶板深孔预裂切顶留窄煤柱护巷参数进行研究。通过对顶板切顶护巷的力学推理分析,切顶后顶板由初次来压前的三边固支、一边简支变成两边固支、两边简支,使得顶板更易垮落且垮落步距相应降低,缓和了工作面的矿压显现。对切顶留窄煤柱护巷的关键参数进行详细分析得出:煤柱宽度、切顶角度、切顶深度、切顶炮孔间距是实现精准切顶的关键因素,24 m的垂直切顶深度完全的切断基本顶,有效降低了基本顶的应力联系,缩短基本顶悬臂长度的同时最大限度降低了煤柱的载荷。数值模拟结果表明,8 m煤柱不切顶时支承压力最大,达41.8 MPa,煤柱的塑形破坏最大,甚至会导致煤柱留设失败;8 m煤柱切顶后,煤柱的支承压力最小,峰值为21.2 MPa,且煤柱内部压力集中区明显降低。切顶效果监测表明,随着预裂切顶的进行,对窄煤柱巷道的围岩控制起到了有效的作用。

开孔单层网壳结构的力学特性及稳定性

以网壳结构节点作为主要对象,对电厂干煤棚主体网壳结构构建数值模型,研究开孔网壳结构的屈曲模态,并进行非线性屈曲分析,探究竖向载荷与风荷载作用下的静力学特性.研究发现,网壳开孔处出现应力集中现象,竖向载荷作用下的节点最大应力为0.037 kPa,风荷载作用下的节点最大应力为0.024 kPa;竖向载荷作用下的节点最大位移为0.881 mm,风荷载作用下的节点最大位移为1.692 mm,较整体网壳结构节点平均位移分别增加69.34%和19.57%,均满足规范要求;特征值屈曲分析中,刚性节点网壳结构部分杆件发生形变,对结构安全有一定的影响.对网壳重新优化设计后,部分节点采用铰接节点,其特征值屈曲荷载较纯刚性节点的提高了4.12%,有效提升了网壳结构稳定性.

主钢件腹板开孔对部分包覆钢-混凝土组合梁性能的影响

部分包覆钢-混凝土组合梁(简称PEC梁)中主钢件腹板开孔时,构件厂浇筑混凝土可一次成形,且钢腹板两侧混凝土整体性好,但钢腹板开孔也带来应力集中等问题。本文研究了主钢件腹板开孔对PEC受弯性能、抗震性能的影响。结果表明:对比钢腹板未开孔的PEC梁,钢腹板开六边形孔、圆孔的PEC梁的抗弯承载力分别降低了15%、7%,延性也有所降低,但钢腹板开圆孔时PEC梁的延性仅略有降低;钢腹板开孔导致PEC梁的弯矩-转角滞回曲线由轻微的捏拢现象,但滞回曲线总体上依然饱满,表现出良好抗震性能;此外,在往复荷载作用下,钢腹板开孔将导致孔洞附近混凝土出现“X”状斜裂缝、以及主钢件最大削弱截面处翼缘拉断。

克氏原螯虾繁殖行为生态学的实验研究

针对克氏原螯虾（Procambarus clarkii）初次性成熟、生殖季节、交配体制、交配行为、掘洞行为、护幼抚育行为等独特的生殖对策和行为特性展开研究。在克氏原螯虾主要繁殖季节进行野外自然采集成虾样本进行交配产卵等实验观察统计，每批次采集成虾样本为30尾以上，体质量在15~40 g。结果表明：1）克氏原鳌虾生长快速且性成熟早，当年个体经6~12个月即可达到性成熟。2）该虾属秋冬季产卵类型，但交配季节宽泛，繁殖期长，一年中大部分时间均有交配现象。7月份（1龄、2龄，体质量22.4 g±2.56 g）交配率为20%，产卵率为0；8月份（1龄、2龄，体质量26.7 g±2.98 g）交配率为45%，产卵率为5%；9月份（1龄、2龄，体质量29.3 g±3.11 g）交配率达到60%以上，产卵率为10%；10月份（1龄、2龄，体质量30.9 g±3.39 g）交配率为75%以上，产卵率为35%，表明在自然条件下克氏原螯虾交配季节主要集中在8-10月，产卵高峰期主要集中在10-12月。3）交配体制属于繁殖行为学中的乱交制，雌雄性比较为松散，存在普遍的重复交配现象。4）具有明显的穴居性，掘洞行为是克氏原螯虾一个显著突出的生态习性，繁殖季节掘洞强度显著增强，掘洞目的主要为雌虾产卵孵幼，其他季节的掘洞目的则是为躲避不良的生态环境，冬春季则几乎没有掘洞行为，即不同季节克氏原螯虾的掘洞有着不同的生态功能。克氏原螯虾繁殖行为生态学的研究可为其开展人工繁殖和生产养殖提供理论依据。

地下厂房防渗排水系统渗流特性的有限元分析

在求解无压渗流场结点虚流量法的基础上,结合可精细模拟密集排水孔复杂渗流水力行为的改进排水子结构技术,对某地下厂房厂区洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元求解分析,着重研究了防渗排水系统中的帷幕和排水幕的渗流特性.研究表明,排水幕在排水通畅的前提下具有强大的排水能力,其排水孔间距在一定范围内变化对渗流场水头分布影响不明显.因此,可适当加大排水孔间距,以减少工程投资.

钢管混凝土梁柱长圆孔变型性高强螺栓节点抗震性能试验研究

设计钢管混凝土梁柱长圆孔变型性高强螺栓节点,上下节点板通过高强螺栓拼接连接钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁,并引入长圆形螺栓孔以提高节点的延性变形性能。本文通过两个长圆孔变型性高强螺栓节点试件及两个传统焊接节点试件的低周反复加载试验,对不同连接方式节点在地震作用下的承载力、延性变形能力、耗能能力、滞回性能进行研究与对比。试验结果表明,螺栓节点满足节点承载能力,同时其延性性能好于传统焊接节点,节点的延性变形能力通过螺栓在长圆孔中的滑移有明显提高。与焊接节点相比较,最终两个长圆孔变型性螺栓节点发生延性破坏,较大程度地改善了节点的抗震性能。

开孔对平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料力学行为的影响

通过拉伸、压缩和疲劳实验结合断口显微观察并与光滑试样进行对比,研究开孔对平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料力学行为的影响。结果表明:开孔试样的拉伸行为和光滑试样一样表现为非线性,拉伸强度降低11.8%,拉伸破坏应变降低54.3%;开孔试样的压缩行为与光滑试样不同,低应力时表现为线性,应力增大到一定程度时由于裂纹闭合效应较为明显,开始表现出明显的非线性,压缩强度降低12.2%,压缩破坏应变降低54.9%;开孔试样的疲劳极限约为其极限拉伸强度的88%,与光滑试样相同;开孔试样在拉伸、压缩和疲劳载荷作用下都具有较小的应力集中系数,对开孔敏感性较小;开孔试样断口一般从孔中间穿过,破坏首先发生在试样孔边应力集中最严重的地方,断口方向与孔边初始缺陷有关。

新型混凝土横孔空心砌块砌体受压性能研究

针对混凝土竖孔空心砌块存在的热、渗、裂等问题,提出并研究了一种混凝土横孔空心砌块.通过对9组(共54个)这种混凝土横孔砌块砌体的受压性能试验研究,了解了这种新型横孔砌块砌体的变形特征及破坏机理.基于试验结果并参考现行国家规范,提出了这种新型横孔砌块砌体的抗压强度计算方法.通过引入砌体对数型应力-应变关系模型,得到了这种新型横孔砌块受压应力-应变计算公式和弹性模量计算方法,对比结果表明,弹性模量计算值与试验值吻合良好.本文工作解决了新型横孔砌块抗压强度设计问题,为单轴受压下新型横孔砌块的内力分析和有限元分析提供了重要依据.

L-阿拉伯糖对B型和Q型烟粉虱刺探的影响——膜饲喂评价技术的优化

本文以观察人工饲料膜上刺孔直径及数量评价L-阿拉伯糖对B型和Q型烟粉虱刺探及取食行为为例,用人工饲喂的方法,从饲料的最佳蔗糖浓度、L-阿拉伯糖最佳添加浓度、实验最佳实验时间3个方面对膜喂饲评价技术进行优化,为刺吸式昆虫取食行为的基础研究提供简单可行的方法。结果表明:15%蔗糖最适合烟粉虱的饲喂实验,5%L-阿拉伯糖是合适的添加浓度,12 h是检查效果的最佳时间;取食添加5%L-阿拉伯糖的饲料后,B型烟粉虱在人工饲料囊上的刺探所形成的的大孔、中孔及小孔的数量均显著低于对照,而Q型烟粉虱刺探所形成的的大孔、中孔及小孔数量均显著高于对照。即L-阿拉伯糖抑制了B型烟粉虱的刺探和取食行为,却提高了Q型烟粉虱的刺探和取食行为,因此,5%L-阿拉伯糖对两种生物型烟粉虱可能存在不同作用机制。以15%蔗糖的液体人工饲料膜上的刺孔直径及数量来评价生物活性物质对烟粉虱取食行为影响效果的方法是可行的。

应用相似方法模拟研究底部钻具组合的公转运动规律

应用相似理论及相似转换法,推导出了模拟实验研究底部钻具组合(BHA)运动状态所遵循的相似指标及相似准则,简单介绍了如何应用该相似准则建立底部钻具组合运动状态模拟实验装置.本文采用BHA运动微分方程为基本方程推导相似准则,推导出的相似准则物理意义明确,可以用来指导BHA运动状态实验研究.

布孔方式对孔洞材料宏观力学性能影响的研究

运用材料破坏过程分析MFPA2D系统,从细观力学和损伤力学角度,研究了布孔方式对孔洞材料宏观力学性能以及破坏机理的影响。在研究中,分别建立了三种含双孔、四孔以及多孔的正方形数值模型。双孔以沿试件垂直中心线重叠布置,沿试件水平中心线并列布置和沿试件对角线倾斜布置三种方式进行布孔,四孔以正方形和菱形两种布孔方式置于试件中央区域,多孔成排布置并使其相邻四孔成正方形和菱形镶嵌于试件中。然后对这三种试件分别进行了标准的单轴压缩数值试验。通过对试验结果的讨论,阐明了布孔方式对孔洞材料宏观力学行为和细观损伤机理的影响。结果表明:孔洞的相互作用既可以增强应力集中程度,也可以减弱应力集中程度;正方形布孔方式比菱形布孔方式使孔洞材料具有更高的承载能力;多孔材料的延性断裂行为是孔洞应力屏蔽作用和材料损伤局部化行为共同作用的结果。

具有不同表皮的双渗地层试井分析有效井径模型及其压力动态

现场资料分析表明 ,在对双渗地层进行措施作业后 ,由于地层本身的物性差异 ,使得两层的作业效果往往不一样 ,即表皮系数大小不一样 ,而目前的双渗地层试井解释模型只考虑两层作业效果相同的情形 ,即两层为同一负表皮系数 ,该模型对两层作业效果不一样的测试曲线不能给出满意的解释。于是文章建立了具有不同表皮系数的双渗地层试井分析有效井径数学模型 ,求得了该模型的拉氏空间解析解 ,分析了其典型的压力动态特征 ,并对影响因素可能对井底压力动态曲线产生的影响进行了分析。实例计算表明 。