预应力UHPC-NC组合梁结合面徐变剪应力分析

在恒载应力作用下,预应力UHPC-NC组合梁因两种材料不同的徐变特性及加载龄期的差异导致结合面产生徐变剪应力,分别采用解析法和有限元法对结合面徐变剪应力进行分析。在解析法中,用三角级数表示UHPC-NC结合面的应力分布,基于结合面上的变形协调,利用最小余能原理推导出结合面徐变剪应力计算公式。在有限元法中,将组合梁UHPC层与NC层均划分成四边形平面应力单元,对结合面则采用等效杆单元模拟。以T形截面预应力UHPC-NC组合梁为例进行计算方法的验证,两种方法的计算结果吻合良好,且研究发现徐变剪应力最大值位于梁端;在此基础上对影响结合面徐变剪应力分布的UHPC层压应力、梁高、计算龄期、环境年平均相对湿度等参数进行分析,结果表明:结合面徐变剪应力最大值随着UHPC层压应力、计算龄期、环境年平均相对湿度的增大而增大,但基本不随梁高变化;结合面徐变剪应力最大值的位置随着梁高的增大而逐步向跨中靠近,其他因素不影响应力最大值的位置。研究结果可为UHPC-NC组合梁结合面的抗剪设计提供参考。

气井积液临界气速预测新方法

气井产生积液后,气体流速不足以将液体完全提升到地面,可能导致气井停产。准确预测气井临界气速可以提醒操作人员及时采取措施以预防积液发生。基于环状流最小气液界面剪切应力准则,结合管壁均匀液膜速度流场解析解,建立了临界气速预测新模型。该模型通过联立环状流的液相流量与气相动量方程得到气液界面剪切应力表达式,令其导数为零求解临界气速,简化了积液模型的求解流程。新模型考虑了井斜角、管径、压力和气芯中液滴夹带等因素对积液临界气速的影响。收集国内外不同文献中的室内实验数据以及现场生产数据,评估新模型和其他具有代表性的积液模型预测临界气速的精度,表明新模型要优于其他积液模型。对于管径为1 in、2 in、3 in、4 in、6 in垂直和倾斜管道实验室积液实验,新模型预测平均相对误差为1%;对于管径为2.441 in~4.28 in的直井和管径为1.75 in~6.18 in、井斜角为13°~64°的斜井,新模型预测的临界气速较生产数据平均相对误差不超过23%。