非圆形隧洞收敛-约束特征曲线的数值求解方法

利用应力释放法原理,在收敛-约束解析法基础上,提出了适合任意断面隧洞的收敛-约束特征曲线数值求解方法,通过与收敛-约束解析法对比验证该方法的有效性,并与常用的数值方法进行对比,最后对收敛-约束特征曲线数值求解方法的计算误差进行分析.研究结果表明:收敛-约束特征曲线数值求解方法适合非圆形隧洞,由于通过施加节点支撑反力实现应力释放,该方法同样适合应力状态复杂的隧洞;以滇中引水工程为例,将收敛-约束特征曲线数值求解方法与收敛-约束解析法的计算结果进行对比,验证了收敛-约束特征曲线数值求解方法的有效性;收敛-约束特征曲线数值求解方法计算结果存在一定的误差,其整体相对误差小于10%.收敛-约束特征曲线数值求解方法的适用性更加广泛,可为隧洞工程的初期支护优化设计及安全性评价提供参考,具有一定的工程应用价值.     

基于微结构定量分析的非饱和土广义有效应力原理

为解决各种概念分歧,采用神经网络方法建立了非饱和土的广义吸力模型．该模型理论突出了土的微结构效应,将微结构状态和含水量状态结合起来研究非饱和土的吸力和有效应力,认为广义吸力由土体微结构和含水状态惟一确定。     

后注浆钢管桩桩-土界面力学特性及微观结构

后注浆微型钢管桩具备施工速度快、布置形式灵活、承载力高等优点,在输电线路基础工程中具有广阔的应用前景.目前有关注浆后桩-土界面力学行为与强度特性尚未得到定量认识,因此,需要开展后注浆钢管桩桩-土界面力学特性及微观结构的试验研究.依托国网沧州东光北变220 kV线路工程,对原状土和不注浆钢管桩、后注浆钢管桩桩侧不同水平距离处土体及桩-土界面进行现场取样,通过室内试验分析了注浆作用对土样变形及抗剪强度参数的影响,借助微米CT扫描仪和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)测试手段,从微观层面对比分析注浆作用下桩-土界面结构的变化及浆液进入原状土体的程度及分布特征.结果表明:注浆后浆液的渗入使得土体结构更加密实且黏聚力明显增大,但浆液影响范围有限.研究成果可为该桩型加固机理的揭示及工程设计提供参考依据.     

锚杆形态参数对杆体-砂浆界面剪切力学行为的影响

为了研究锚杆形态参数对杆体-砂浆界面剪切性能的影响,开展了杆体-砂浆界面二维等效侧限剪切试验,探究了不同法向应力下各锚杆形态参数对界面峰值剪切强度τ_(max)、剪切耗能值E的影响,基于逐步回归分析的结果表明:对峰值剪切强度而言,肋间距和肋高度是最主要的影响参数,而且这两个参数之间存在明显的耦合关系,肋角度对峰值剪切强度的影响与法向应力大小有关,而肋宽则影响微弱;对剪切耗能值而言,在低法向应力时,其与肋高度有关,而在高法向应力时,其与各形态参数均不显著。除此之外,基于爬坡比K和剪胀角β提出了破坏模式定量分类标准,得到了不同法向应力下锚杆的临界肋间距和肋角度,通过临界值可以判断界面的破坏模式。当肋间距小于临界值时,界面以切齿破坏为主,当肋角度小于临界值时,界面以滑移破坏为主,当肋间距和肋角度均大于临界值时,界面则会出现剪胀滑移破坏或剪切破碎破坏。试验结果为螺纹钢锚杆的形态优化提供了参考,同时为进一步揭示锚杆杆体-砂浆界面的破坏演化过程奠定了基础。     

页岩储层离子扩散特征及影响因素分析

页岩储层压裂返排液中矿化度有明显升高,这与页岩储层离子扩散能力有关。目前,对于尚没有定量表征页岩储层离子扩散能力的方法。本文提出了一种评价页岩离子扩散能力的方法,并分析其影响因素。结果显示页岩储层中黏土矿物含量越高,离子扩散速度越快,持续时间越长。尤其是蒙脱石,其孔隙结构遇水发生反应,盐离子迅速扩散,会引起储层中压裂液矿化度的升高;盐溶液和表面活性剂也会对页岩储层的离子扩散能力有明显影响,但影响方式有诸多不同,Na⁺ 和K⁺通过压缩黏土扩散双电层厚度来降低页岩在溶液中的离子扩散能力,此外,K⁺还能进入页岩硅氧四面体中,阻止盐离子扩散;活性剂会引起溶液分子间作用力的改变,降低页岩在溶液中的离子扩散能力。通过页岩储层离子扩散实验对认识页岩储层裂缝发育程度和页岩储层性质具有重要的工程意义。     

民族地区高校教师绩效考核指标体系的构建

综合运用文献研究、专家讨论、AHP、模糊评价等方法,构建民族地区高校教师绩效考核指标体系,力图使民族地区高校教师绩效考核能运用明确的标准、科学的方法和规范的流程,对民族地区高校教师的素质、教学、科研和社会服务等方面的工作行为和工作结果进行评价,制定行之有效的提高教师个体绩效和民族地区高校教师绩效的管理策略。     

基于多任务学习的公路隧道支护方案优化分析

为提升公路隧道施工过程中支护设计的实时性和合理性,以浙江省龙丽温高速典型隧道的围岩地质特征和支护方案为研究背景,分析围岩特征与支护参数的相关性,确定了以围岩风化程度、坚硬程度、岩体完整程度、地下水状态、围岩稳定情况为输入围岩特征,锚杆间排距、锚杆长度、喷砼厚度、钢拱架型号为输出支护参数的多任务学习模型结构。针对多任务学习模型预测的支护参数,采用层次分析法对比评价了预测与实际支护参数。结果表明预测支护参数综合得分高于实际支护参数,更为优秀。研究方法及成果为实现公路隧道快速支护方案选型和评估有较大参考价值。     

统一屈服面空间相交问题的处理

提出了一种空间分区处理技术,以解决弹塑性数值分析中多重屈服面空间相交时,应力超出屈服面后使屈服面难以确定、继而引起塑性因子无法计算等问题.在应力角位于0到π/3之间时,利用通过统一剪切屈服面交线的子午面将屈服面的外部区域划分为2个区域,提出以拉伸屈服面与剪切屈服面相交而成二面角的平分面来划分这两种屈服面外部区域的方法,从而可将屈服面外的应力空间划分成4个区域,接着推导出了它们之间分界面的数学表达式,最后提出了相应的屈服函数选择法则,并将其增量本构格式插入FLAC3D软件中.通过算例的数值计算结果与解析结果的对比,验证了此处理技术力学上的合理性和数学上的正确性.     

致密储层渗吸特征与孔径分布的关系

致密油气藏资源量巨大,作为重要的替代能源可以极大地缓解中国的原油对外依存度。致密储层微纳米孔隙发育,毛细管力渗吸作用强,充分发挥渗吸排驱作用对提高致密油气产出至关重要。然而,由于致密储层孔隙结构复杂,目前对于渗吸特征与孔径分布之间的关系尚不清楚。选取致密火山岩和页岩开展实验,并与致密砂岩进行对比。通过高压压汞测试和自发渗吸实验分别获得致密储层孔径分布和渗吸特征参数,并建立两者之间的相关关系。结果显示致密储层渗吸体积与时间的双对数坐标系下,自发渗吸曲线呈现三段式特征:初期直线段、曲线段和后期直线段。其中初期直线渗吸段为主要阶段,吸水速度大大超过扩散段,且吸水量占总吸水量的比例超过90%,可采用渗吸指数和扩散指数对渗吸特征进行表征。渗吸指数和扩散指数与孔径分布特征关系密切;渗吸指数约为0. 5,主要反映了宏孔孔径分布特征,渗吸指数越大,宏孔越发育;扩散指数低于0. 3,主要反映了中孔分布特征,扩散指数越大,中孔越发育。本文研究有助于理解致密储层渗吸特征与孔径分布的关系,对发挥渗吸驱替作用和提高致密油气高效产出具有重要意义。     

锦屏二级水电站引水隧洞减压孔布置方案优化

以锦屏二级水电站引水隧洞为研究对象,以衬砌最大压应力为目标,对减压孔布置方案进行优化分析。考虑减压孔孔径、间距和入岩深度的影响,通过正交设计数值试验,确定这几项因素对衬砌外缘水压力的影响程度从大到小排列顺序为:减压孔入岩深度、孔径、间距,且随着孔隙水压力的增大,不同布置方案对泄压效果的影响逐渐减弱,衬砌安装1周后,其影响范围达到0.3 MPa。因此,为降低衬砌外缘水压力,保证衬砌的安全性,宜优先考虑增大减压孔的入岩深度。通过极差分析,得到各因素对衬砌结构安全性的影响,并确定减压孔最优布置方案为间距2.86 m、孔径0.2m、入岩深度0.2 m。