临河碎石土路堤稳定性的试验研究

为了研究临河碎石土路堤的稳定性,基于相似理论,通过离心模型试验,研究了不同坡率和分台阶的情况下,碎石土路堤在坡外水位上升过程中的稳定性,测量了试验过程中路堤内的孔隙压力,分析了试验机理。结果表明:在模拟水位上升约10 m的情况下,20 m高、坡比1∶1.75、压实度96.5%的碎石土路堤没有明显的滑动破坏,但有反映其不稳定的裂缝产生。如果这种路堤发生半幅跨塌等水毁事故,可能与堤基处理不好、水对路堤的冲刷等有关。如果路堤高度大,在空间上不允许用1∶1.75的放坡时,可以考虑1∶1.5的坡比,分台阶填筑;分台阶填筑路堤时,台阶平面与上边坡交界处是应力集中部位,在设计和施工时应注意防护。     

线列式结构毁伤在弯曲载荷下的增益

为了提高破片杀伤战斗部在防空反导任务上的毁伤威力，研究了在弯曲载荷下线列式结构毁伤相较于聚焦式结构毁伤的毁伤效果增益。基于应力集中效应进行了理论分析，设计了模拟飞机外壳受这两种毁伤模式的结构等效靶标并对其在弯曲载荷下的应力分布进行了数值模拟计算和静力学实验验证。研究结果表明，相比于聚焦式结构毁伤，在相同载荷下线列式结构毁伤使目标结构内最大应力平均提高16%，达到屈服破坏所需的载荷平均减少18%。     

微震-应力联合监测的工作面采动影响规律

基于微震-应力联合监测手段,分析工作面回采期间的采动影响规律.结果表明:工作面初采阶段,采动应力的影响范围为70~73 m,覆岩破裂高度集中在40 m以内;见方期间,采动应力的影响范围为140~150 m,覆岩破裂高度集中在80 m以内.相对于初采阶段,见方期间应力集中程度进一步增加.将得到的采动影响规律应用于现场实际,确定了超前支护距离和停采线位置,并对煤体的冲击危险性评价起到了积极作用.     

复杂断层对深部岩体原位应力分异与集中的影响

地应力随深度呈线性增长，在深部高应力将成为常态。随着深度的增大地质结构复杂性增加。断层、小裂缝、节理裂隙广泛发育。为了探索断层对地应力的影响及其发生机制，本文在7个超千米钻孔中进行了水压致裂地应力测试，定量确定了断层上下盘、断层间、断层端部、断层交汇处及断层远场的应力。研究了断层位置和属性对应力大小和方向的影响。通过三维数值模拟，阐明了断层附近应力的非均质性，解释了断层对地应力积聚和分异的影响。受区域构造及断层作用影响，地应力大小、方向以及状态在不同位置发生显著的分异。在断层附近，地应力的集中程度和方向变化随断层位置而发生差异；在离断层较远处，地应力大小和方向与区域构造应力一致。利用历史地震动矢量对震源机制解进行了验证。结果表明，断层属性和位置将对应力分异产生显著影响。应力分异由强到弱依次为断层间、断层交汇处、下盘、断层端部及上盘，而方向变化强弱依次为下盘、断层间、断层端部、断层交汇处和上盘，揭示了断层诱发应力累积和方向转变的内在机制。     

基于相关分析的对接接头缺口应力集中系数不确定性研究

针对对接接头焊缝形状变化引起的缺口应力集中系数不确定性问题，基于参数化有限元分析和相关性分析进行研究。焊缝几何形状的不确定性由引入控制点的几何变化进行模拟，并基于仿真实验生成的大量测试数据样本计算控制点间的相关性，通过蒙特卡洛模拟获得大量随机焊缝数据。在缺口应力法基础上，使用ANSYS进行参数化建模，建立引入焊缝形状不确定性的对接接头有限元模型，对对接接头焊趾处的缺口应力集中系数进行研究，得到不同缺陷等级下的分布规律，总结了焊缝形状不确定性对缺口应力集中系数的影响。在此基础上，基于得到的大量实验数据建立焊缝几何参数的一阶响应面模型。结果表明：缺口应力集中系数与焊趾倾角及焊缝高度呈正相关，与焊缝宽度呈负相关，其中，焊趾倾角的影响最大，焊缝高度的影响最小。     

泥泵轴端螺纹应力集中系数及其影响因素

泥泵轴端螺纹根部有较严重的应力集中效应，使得螺纹根部局部应力较大，在交变载荷作用下，泵轴易发生疲劳破坏，影响工程进度及经济效益。本文以某绞吸挖泥船舱内泵的轴端螺纹为研究对象，在ANSYS中建立泵轴端部二维轴对称有限元模型，计算了螺纹根部的局部最大应力及相应的应力集中系数，分析了螺纹根部倒角半径、螺纹牙高、螺距和螺纹位置对应力集中系数的影响。结果表明，应力集中系数随螺纹根部倒角半径的减小而增大；螺纹牙高度对应力集中系数的影响不大，可忽略；应力集中系数和螺距线性正相关；适当增大螺纹与轴肩间距有利于减小应力集中系数。本文计算所得应力集中系数可用于修正材料的S-N （应力-寿命）曲线，从而提高泵轴疲劳寿命预报的精确度，各因素的影响规律可为泵轴结构优化设计提供参考。     

顺北油气田破碎性地层井壁稳定技术难题与对策

近年来,顺北油气田多口井因钻遇破碎性地层出现了严重的井壁坍塌掉块情况,导致阻卡频繁,多口井回填侧钻,已成为顺北油田勘探开发的重大技术难题之一。统计分析了顺北油气田奥陶系破碎性地层复杂现状,针对破碎性地层技术难点,研究分析了其坍塌失稳机理,提出了安全钻井技术对策。失稳机理主要为受挤压构造影响,地层破碎,应力集中,加之地层高角度裂缝、层理等弱面发育,胶结性差,结构松散,极易发生剪切破坏,产生大面积坍塌失稳现象。钻井液应强化致密封堵、固结性能,提高地层完整性和岩石强度,适当提高钻井液密度,加强力学支撑作用,同时提高钻井液携带能力,保持井眼清洁。破碎性地层钻进时应尽量简化钻具,优化钻井参数,“少进多退”,保证井下安全。     

井控半封闸板体失效机理与密封性能研究

为了提高井控半封闸板防喷器安全性能，对现役的半封闸板防喷器进行了失效分析及密封性能评价，完成了闸板体的表征测试以及材料拉伸和冲击试验，通过溢流关井时半封闸板受力分析，基于闸板体材料应力应变测试数据，建立了全尺寸半封闸板防喷器模型，在井下高压流体和油缸压力复合载荷下对闸板体和密封胶芯的力学性能进行了仿真研究。结果表明当油缸压力超过9.4MPa ，闸板本体的凹槽根部刚好进入屈服变形，最大等效应力发生在闸板本体的凹槽根部，导致闸板体过早断裂失效。分析还发现胶芯与闸板上端接触区域的应力集中最为明显，可见由于复合载荷的作用，胶芯上部受到挤压作用，产生严重变形，进而失去密封能力。最后提出了减小闸板应力集中的措施，这些结果为溢流情况下半封闸板防喷器的安全操作提供指导依据。