二氧化碳注入条件下井筒水泥环完整性若干研究进展

井筒水泥环完整性是实现二氧化碳(Carbon dioxide,CO₂)地质封存长期安全有效的重要保障。在CO₂的捕集、利用及封存过程中,低温CO₂流体注入过程将引起井筒结构温度和压力的分布变化,易造成井筒水泥环完整性失效。为评价CO₂注入条件下井筒水泥完整性和优化注入参数提供理论指导和分析方法,文章在简要综述前人相关研究的基础上,重点介绍了笔者的相关创新研究成果：1)简述了CO₂注入井井筒完整性失效的研究现状,重点介绍了CO₂注入过程中井筒流动模型以及不同注入参数对井筒温度分布的影响;2)简述了含缺陷水泥环完整性的研究现状,重点介绍了井筒裂纹断裂参数计算方法,定量分析了CO₂注入井含缺陷水泥环的完整性,揭示了水泥力热性能对径向裂纹和界面裂纹扩展行为的影响规律。文章可为CO₂注入过程施工参数优化、井筒水泥环完整性评价等方面的相关研究与应用工作提供有益参考。     

土钉瞬态应力动力特性对比研究

基于探索性的洞室土钉支护试验,概述了洞室土钉支护抗动载试验的基本情况,并给出了洞室拱顶土钉的测试数据。依照实验现象,考察对比了毛洞段与土钉支护构措段的瞬态应变和炸药药量的关系,及其两者的瞬态应变和加载次数的关系,构措段具有较好的降低应变的能力。依照一维粘弹性理论对拱顶土钉进行了Maxwell模型的参数拟合;并用此模型确定了土钉用建筑钢的动力粘性因数,其与前拟合公式者相近。     

预应力水冲桩抗裂性能研究分析

某码头工程下部结构采用预应力水冲锤击桩,试桩过程中发现,在贯入度较大的情况下桩身多处产生横向裂缝,使桩尖无法达到设计标高。为分析产生裂缝原因,通过静荷载试验的方法检验桩身的抗裂性能;结果表明张拉控制应力未达到设计值,是导致桩身产生环向裂缝的主要原因;提出适当调整预应力,能够有效地解决预应力水冲桩桩身裂缝的问题。     

剪切荷载对裂隙渗透性影响研究现状

综述了剪切荷载对裂隙岩体渗流特性影响的研究现状,认为:目前这方面的研究主要采用室内试验和数值模拟2种方法.室内试验方法可以准确地得到剪应力和裂隙渗透系数的关系,但对试验仪器精度的要求比较高,试样的制作比较复杂,试验的可重复性差;数值模拟方法能够定性地模拟出剪应力对裂隙渗透性的影响,但裂隙的宽度、走向、密度和长度等参数较难确定.总结了剪切过程中裂隙岩体渗透系数的变化规律,即:剪胀发生前,裂隙渗透系数随剪切位移的增加而减小;剪胀发生后,裂隙渗透系数随剪切位移的增加急剧增大,达到峰值位移后裂隙渗透系数趋于稳定甚至会减小.指出了需要进一步研究的问题:剪切荷载作用下裂隙变形和破坏规律;不同法向荷载作用下剪切荷载对裂隙渗透性的影响;裂隙岩体本构关系;等等.     

某车型后挡风玻璃银浆焊接开裂分析及工艺优化

汽车后挡风玻璃表面有热丝银浆覆盖的电路系统,其通电接头需焊接在银浆表面.然而,车辆后挡风玻璃在焊接区域可能会发生开裂现象.为降低后挡风玻璃在焊接区域开裂的风险和提高后挡风玻璃使用寿命,本文通过有限元仿真和试验的方式对后挡风玻璃银浆焊接开裂进行分析,以及采取将焊锡位置往银浆中部移动和将银浆块的形状由方形优化为圆形的方式对...     

顺直河道双桥墩纵向桥段流场过剩切应力特征数值模拟

为了揭示纵向桥墩跨径对河床附近过剩切应力特征的影响机理及规律,利用FLOW-3D软件,参考西汉(西安—汉中)高速公路纵向桥墩设计方案,采用定床方式对顺直河道双桥墩纵向桥段河床附近的过剩切应力进行了数值模拟,分析圆形桥墩直径对下游涡街影响范围长度的影响规律.以直径为0.04 m的圆柱桥墩模型为例,分析纵向桥跨径对河床附近...     

一种新型钢-混凝土组合结构的抗爆性能

为了提高防护结构的抗爆炸性能,提出了压型钢板一方钢管钢筋混凝土组合结构.运用ANSYS大型有限元软件,对这种新型的防护结构和普通钢筋混凝土结构在相同爆炸荷载下的响应进行了数值模拟和对比分析.研究结果表明:这种新型的防护结构能够降低结构变形,防止底部混凝土过早开裂,同时具有较高的强度储备,是一种比较理想的抗爆炸防护结构.     

爆炸荷载作用下RC单向简支板的优化设计

目前,对爆炸荷载作用下的钢筋混凝土(RC)结构和构件的设计主要采用控制其动力响应最大位移的方法,例如TM-5和ASCE的试算法,类似于静力作用下的极限状态设计法,虽然过程简单,却无法获得最优化的设计.由RC板的抗力-挠度(R-y)曲线分析可知,曲线下方面积代表板在爆炸荷载作用下可能吸收的能量,直接体现RC板抵抗爆炸荷载的能力.采用TM-5和ASCE推荐的单自由度体系简化RC简支单向板,选用双折线模型计算RC板的R-y曲线,分析不同配筋率的R-y曲线下方面积,面积最大时的配筋率即为该设计的最佳配筋率,改变板的几何尺寸,按上述方法分别得出不同设计方案的最佳配筋率.爆炸荷载作用下必须考虑应变率对混凝土和钢筋的应力影响和材料非线性,不能直接应用静力计算中的矩形等效原则简化计算,研究采用分层法迭代求解R-y双折线的特征值.研究成果和分析方法对爆炸荷载作用下的RC板的结构设计和加固设计具有较高的指导价值.     

爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的有限元分析

对于重要的建筑物和防护结构,通常都要考虑爆炸冲击荷载的作用,目前钢管混凝土已被广泛地应用于工程结构中.为研究爆炸荷载作用下钢管混凝土柱的力学性能,采用非线性有限元软件ANSYS/LSDYAN对方钢管混凝土柱在表面爆炸荷载作用下的反应进行了数值模拟.混凝土采用HJC模型,钢管采用考虑应变率的随动硬化塑性模型.分析了折合距离为1.0时柱子的破坏形态和不同折合距离时关键点的位移反应.研究表明,折合距离为1.0时,尽管内填混凝土破坏严重,但钢管能约束混凝土的横向变形,表现出良好的延性,抗爆性能优越.且随着折合距离的增大,柱子变形明显减小.     

钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节疲劳应力特征

为研究钢板组合梁桥主梁与竖向加劲肋连接细节的疲劳应力特征,通过建立四跨连续钢板梁桥整体有限元模型以及无横梁处、小横梁处主梁两种节段有限元模型,提取疲劳荷载移动下的两主梁竖向位移差,对比分析无横梁与小横梁两种情况主梁相对竖向位移的差异及原因,进一步提取主梁与竖向加劲肋连接细节应力,讨论无横梁与小横梁两种情况主梁与竖向加劲...