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考虑非饱和路基性能劣化的路表振动响应研究
1
作者 张晶 杨吉红 +2 位作者 卢正 唐楚轩 刘杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期678-686,共9页
为了给应用落锤式弯沉仪(falling weight deflectometer,简称FWD)准确识别路基性能劣化提供理论基础,建立了考虑路基非饱和特性的弹性层状路面在FWD荷载作用下的振动响应计算模型。通过Laplace-Hankel变换对模型的动力控制方程进行了推... 为了给应用落锤式弯沉仪(falling weight deflectometer,简称FWD)准确识别路基性能劣化提供理论基础,建立了考虑路基非饱和特性的弹性层状路面在FWD荷载作用下的振动响应计算模型。通过Laplace-Hankel变换对模型的动力控制方程进行了推导求解,建立了路面和非饱和路基的动力刚度矩阵。并由层间连续性条件合成了公路结构的整体动力刚度矩阵,结合边界条件得出了FWD荷载作用下整个公路结构在变换域内的振动响应解。利用Laplace-Hankel逆变换对振动响应进行了空间-时间域内的数值求解,分析了FWD荷载频率和路基饱和度对振动响应的影响以及路基性能劣化与路表振动信号的关联性。研究结果表明:路表竖向动位移主要受FWD荷载低频成分的影响且随饱和度的增大而增大;相比较路表振动速度和路基表面竖向动应力,路表竖向动位移受路基性能劣化的影响更敏感,且在距荷载中心1.2 m位置处的路表竖向动位移变化率达到最大。研究结果可为路基性能劣化的反馈指标与位置选择提供科学依据。 展开更多
关键词 FWD 非饱和路基 回弹模量 位移响应 路基劣化
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微生物诱导碳酸钙沉淀改性膨胀土试验研究 被引量：10
2
作者 喻成成 卢正 +2 位作者 姚海林 刘杰 詹永祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期157-163,172,共8页
微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,简称MICP)技术可能是有助于解决膨胀土胀缩行为的一种潜在方法。用细菌浓度和脲酶活性作为控制指标,研究了在不同培养条件下的巴氏芽孢杆菌的生长特性,确定了最有利于细... 微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,简称MICP)技术可能是有助于解决膨胀土胀缩行为的一种潜在方法。用细菌浓度和脲酶活性作为控制指标,研究了在不同培养条件下的巴氏芽孢杆菌的生长特性,确定了最有利于细菌生长的温度、pH和摇床震荡速率。用MICP技术对两种不同的膨胀土进行处治,通过比较处治前后土样的自由膨胀率、无荷膨胀率、黏聚力、内摩擦角以及抗剪强度等物理力学指标,验证处治效果,从微观角度解释了改性膨胀土的作用机制。结果表明:培养温度为30℃、pH为7、摇床震荡速率为200 r/min时,最适宜细菌生长。MICP处治后的膨胀土自由膨胀率和无荷膨胀率均有明显下降,黏聚力、内摩擦角以及抗剪强度均有明显增强,MICP过程中生成的碳酸钙起到了孔隙填充和土颗粒胶结作用,同时钙离子对低价阳离子的置换和碳酸钙对土颗粒的包裹效应,共同作用改善了膨胀土特性。研究可为微生物处治膨胀土技术和工程应用提供参考。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP) 膨胀土 膨胀率 强度
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中国盐穴型战略石油储备库建设的问题及对策 被引量：4
3
作者 施锡林 尉欣星 +2 位作者 杨春和 马洪岭 李银平 《中国科学院院刊》 CSCD 北大核心 2023年第1期99-111,共13页
石油是重要的战略能源,建立充足的石油储备是保障国家政治、经济和国防安全的重大需求。我国石油对外依存度已连续3年超过70%,并且石油储备量也极低。地下盐穴是国际公认的石油大规模储备的优良场所,欧美发达国家在20世纪已建成多个盐... 石油是重要的战略能源,建立充足的石油储备是保障国家政治、经济和国防安全的重大需求。我国石油对外依存度已连续3年超过70%,并且石油储备量也极低。地下盐穴是国际公认的石油大规模储备的优良场所,欧美发达国家在20世纪已建成多个盐穴储油库群,建设盐穴储油有望成为破解我国石油危机的有效途径。文章调研了国外盐穴储油现状,揭示了我国战略石油储备存在的问题,分析了我国盐穴储油的技术、资源和交通等优势条件,提出了我国建设盐穴型战略石油储备的建议。研究表明,我国石油输运管道发达、盐穴储油技术储备充足、工程经验丰富,且建库所需的盐矿地质资源充足,可以在短期内建成大规模盐穴型战略石油储备库。 展开更多
关键词 能源 战略石油 盐穴储油库 问题 对策
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基于直剪试验的土工格室加筋层抗剪性能数值模拟
4
作者 范永丰 赵阳 +2 位作者 史先利 卢正 姚海林 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第2期98-104,共7页
土工格室作为一种特殊的土工合成材料,其三维蜂窝结构能够显著约束土体的侧向变形,在加筋路基、边坡和挡墙等结构中有着广泛的作用。在加筋土结构的服役过程中,土工格室难免会受到不同角度和不同层位的剪切作用,潜在滑动面极有可能穿过... 土工格室作为一种特殊的土工合成材料,其三维蜂窝结构能够显著约束土体的侧向变形,在加筋路基、边坡和挡墙等结构中有着广泛的作用。在加筋土结构的服役过程中,土工格室难免会受到不同角度和不同层位的剪切作用,潜在滑动面极有可能穿过土工格室加筋层。为更好地理解土工格室加筋层的真实剪切状态,基于直剪试验,使用数值计算的方法研究了土工格室加筋层在不同剪切角度、层位和不同宽高比下的应力-应变状态。结果表明:土工格室加筋层呈现明显的各向异性,土工格室对黏聚力和内摩擦角都有所提高,这与现行的三轴试验研究结果稍有不同;当剪切面平行穿过土工格室中部时,加筋层的抗剪强度最大;随着剪切面与土工格室角度的增加,加筋层的抗剪强度逐渐减小;随着土工格室宽高比的线性增加,加固层的抗剪强度也基本线性增加。研究成果可为土工格室加固路基、边坡和挡墙的稳定性研究提供参考。 展开更多
关键词 土工格室 土工合成材料 直剪 数值模拟
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土工格室加固边坡抗冲刷性研究 被引量：5
5
作者 韩宇琨 卢正 +4 位作者 姚海林 刘滨 范永丰 卢强 赵德强 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期3425-3433,共9页
土工格室边坡冲刷防护是一种绿色、经济、高效的防护方式。针对土工格室加固边坡防冲刷效果量化评价和工程应用问题,建立了降雨条件下边坡侵蚀分析模型,并与已有土工格室加固边坡冲刷试验进行对比验证。进一步考虑土工格室与坡面土体相... 土工格室边坡冲刷防护是一种绿色、经济、高效的防护方式。针对土工格室加固边坡防冲刷效果量化评价和工程应用问题,建立了降雨条件下边坡侵蚀分析模型,并与已有土工格室加固边坡冲刷试验进行对比验证。进一步考虑土工格室与坡面土体相互作用,重点围绕裸坡、仅铺设格室和格室植草3种工况开展研究,揭示了土工格室加固边坡防冲刷机制,全面研究了降雨强度、降雨历时、边坡坡度、边坡坡长、格室尺寸和植草条件等参数对土工格室边坡径流量和土壤流失量的影响,并对土工格室加固边坡防冲刷效果进行了参数敏感性分析。研究结果表明,土工格室能减少20%〜40%的土壤流失量,能有效起到边坡防冲刷的作用;土工格室与植物作用结合后可减少土壤流失量高达90%以上;各参数中,降雨条件和土工格室尺寸对边坡防冲刷效果有着至关重要的影响,边坡参数相对影响较小,研究可为土工格室加固边坡优化设计提供参考。 展开更多
关键词 土力学 土工格室 降雨:边坡:防冲刷 参数分析
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井筒流压快速分析方法及其在CO_(2)井中的应用
6
作者 何邦超 次惠岭 +4 位作者 白冰 刘建锋 邹炎 雷宏武 崔银祥 《石油机械》 北大核心 2024年第8期108-117,共10页
井筒作为井筒内工质流体和地下储层发生物质和能量交换的主要通道,其内部流体温度场和压力场的准确预测是深部流体注采工程中至关重要的内容,控制工程生产效率与安全性评估。通过总结前人研究工作,发现井筒内流体压力随深度近似线性变... 井筒作为井筒内工质流体和地下储层发生物质和能量交换的主要通道,其内部流体温度场和压力场的准确预测是深部流体注采工程中至关重要的内容,控制工程生产效率与安全性评估。通过总结前人研究工作,发现井筒内流体压力随深度近似线性变化的特征,在此基础上,提出一种关于井筒内流压的快速分析方法;建立了基于井筒内流体的质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程的井筒内流体温度、压力耦合计算模型,并利用该耦合模型就所提快速分析方法中待定参数与流体工况、井筒参数、地层物性等参数变化的敏感性进行分析;针对CO_(2)井,给出了井筒内流压快速分析表达式,结合工程现场数据进行验证,压力解精度在工程应用许可的范围内。所提井筒内流压快速分析方法基于文献统计得出,适用于气井、液井、生产井、注入井等,覆盖范围较广,具有计算参数少、方便快捷的特点,针对某指定工质流体的快速分析表达式中的待定参数可由室内研究人员给出。研究结果对现场工程师具有极大的便利性。 展开更多
关键词 井筒流动模型 快速分析方法 一维稳态流动 流体压力 敏感性分析 CO_(2)井
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煤矸石山人工造土造地绿化先导试验研究 被引量：1
7
作者 周洪 徐再刚 +15 位作者 白冰 包庆林 王明仲 崔银祥 朱克仁 支太阳 林钱成 文永进 韦天林 龙书云 刘芳 雷宏武 刘文廷 邹炎 秦剑桥 陈驰清 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期260-266,共7页
人工造土造地是近年来提出的一种煤基固废大规模处置利用的新型技术路线,用于煤炭矿山绿化和生态修复具有较大的潜力。通过从室内到室外逐步放大的试验研究有利于验证该技术的可行性,并减少其不确定性和风险。本次先导试验研究为在贵州... 人工造土造地是近年来提出的一种煤基固废大规模处置利用的新型技术路线,用于煤炭矿山绿化和生态修复具有较大的潜力。通过从室内到室外逐步放大的试验研究有利于验证该技术的可行性,并减少其不确定性和风险。本次先导试验研究为在贵州盘南煤炭公司所属的响水煤矿庙田矸石山开展的煤基固废人工造土造地绿化现场示范项目的第一阶段,介绍了前期勘察、检测化验以及室内人工造土作物种植试验等可行性研究工作,并重点介绍了现场先导试验的研究过程和结果。结果表明:箭舌碗豆在响水煤矿煤矸石人工造土中可快速生长,可作为室内人工造土作物种植试验的检验作物;先导试验完成人工造土先导试验区面积约764 m^(2)的种植工作和天然土壤对比区面积约349.2 m^(2)的种植工作,种植植物黑麦草出苗快、长势好,绿化率接近100%,先导试验区优于对比区,证明了人工造土造地技术路线在矿山绿化和生态修复应用上的可行性。该研究可为煤矸石山人工造土造地的其他更多应用提供借鉴。 展开更多
关键词 煤炭矿山 生态修复 绿化 人工造土造地 煤矸石山 煤基固废 先导试验
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基于数值实验的干热岩裂隙对流换热系数研究 被引量：2
8
作者 刘文廷 韩爱果 +4 位作者 白冰 何媛媛 崔银祥 雷宏武 秦剑桥 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期370-377,共8页
裂隙换热系数是干热岩地热资源评价、开发及模拟表征中的重要参数,通常需要通过试验测试得到。本文通过数值实验与控制变量法,丰富干热岩裂隙内的对流换热实验数据,利用现有裂隙换热系数公式计算裂隙换热系数,分析不同公式得到的换热系... 裂隙换热系数是干热岩地热资源评价、开发及模拟表征中的重要参数,通常需要通过试验测试得到。本文通过数值实验与控制变量法,丰富干热岩裂隙内的对流换热实验数据,利用现有裂隙换热系数公式计算裂隙换热系数,分析不同公式得到的换热系数随实验参数的变化规律,探讨裂隙换热系数公式的适用性。结果表明:各公式得到的换热系数随岩石试样外壁面温度的升高而增大,换热系数与流量之间的关系因不同公式而异,换热系数与裂隙开度之间呈正相关或负相关关系受流量大小的控制。部分理论公式在流量足够大时出现负值,另一部分理论公式的数值稳定性、适用性较好。 展开更多
关键词 数值实验 裂隙 干热岩 对流换热系数
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盐穴储气库微渗层注浆封堵试验研究 被引量：1
9
作者 刘元玺 李银平 +1 位作者 施锡林 赵凯 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期23-34,共12页
我国盐穴地下储气库大多建造在具有不同渗透性的层状盐岩地层中,因此保证储库拥有良好的密闭性至关重要。针对盐穴井筒“裸眼段”意外跨越微渗地层而导致储气库密闭性失效的问题,自主研发了渗漏地层注浆封堵试验平台,并结合现场地质渗... 我国盐穴地下储气库大多建造在具有不同渗透性的层状盐岩地层中,因此保证储库拥有良好的密闭性至关重要。针对盐穴井筒“裸眼段”意外跨越微渗地层而导致储气库密闭性失效的问题,自主研发了渗漏地层注浆封堵试验平台,并结合现场地质渗漏情况设计了注浆封堵可行性试验方案。在确定了兼具流动性和填充密实性的浆液配合比后,开展了超细水泥封堵岩芯的试验研究。结果表明,超细水泥可以有效填充岩芯孔隙并降低其渗透率,注浆后岩芯孔隙率和渗透率降幅分别达到近16%和95%。封堵试验数据显示浆液封堵范围与注浆时间呈幂函数关系,浆液流型满足幂律流,而非牛顿流。该研究成果可为盐穴储气库微渗地层注浆封堵提供必要的理论和试验依据,对类似密闭性失效井筒的二次利用具有重要意义。 展开更多
关键词 盐穴地下储气库 微渗地层 超细水泥 注浆 渗流运移
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有限单元内部场量的高精度求解
10
作者 次惠岭 白冰 +1 位作者 雷宏武 崔银祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3137-3146,共10页
有限单元法是目前最为广泛使用的数值分析方法,能够有效求解各类工程和科学问题。但在一些需要求单元内部场变量的情况下,传统形函数插值方法往往不能保证其结果精度。针对此问题,提出了一种高精度求解方案,基本思路是将有限单元与Taylo... 有限单元法是目前最为广泛使用的数值分析方法,能够有效求解各类工程和科学问题。但在一些需要求单元内部场变量的情况下,传统形函数插值方法往往不能保证其结果精度。针对此问题,提出了一种高精度求解方案,基本思路是将有限单元与Taylor展开相结合,建立并求解单元内部未知场量关于已知单元结点场量的线性方程组,各方程中系数取决于点的相对位置关系。研究发现:所提方案算法简单,可适用于多维度、多阶次单元,在非线性场和高阶场中性能卓越,是一种高效高精度的新型求解算法,可服务于非线性计算的中间步骤,及满足高精度后处理的需求。该方法并不局限于有限元方法,可推广用于包括无网格方法在内的各类离散数值方法。 展开更多
关键词 有限单元法 场量 TAYLOR展开 高精度
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