温度场与应力场耦合作用的喷砼边坡变形分析与控制

采用有限元的方法考虑地应力与温度应力的耦合作用,分析了在不同的边界温度作用下边坡应力场的交变特性和作用特点;边坡喷层面与岩层结合面处的剪应力的分布规律.指出在温度应力与地应力的耦合作用下,喷砼边坡坡顶与坡脚均为容易发生破坏的地方,通常坡顶的破坏形式为拉张破坏而坡脚则为剪切破坏.分析所得的温度场变化和变形与观测值变化规律一致,当温度变化剧烈时,边坡的防护必须考虑温度应力的影响.在分析喷射混凝土边坡变形机制的基础上,提出了相应控制措施,为优化工程设计、施工方案提供可靠的、定量的科学依据.     

硬质合金TiC/Al2O3/TiN复合涂层的热应力分析

采用有限元法分析了硬质合金TiC/Al2O3/TiN复合涂层的残余热应力,结果表明:iC/Al2O3/TiN复合涂层温度从800 ℃下降到0 ℃时,等效应力在TiN层内应力最高,为3 103 MPa;三轴应力在TiN涂层内以拉应力为主,最大拉应力为1 844 MPa,在硬质合金基体内以压应力为主,其最大压应力为-1 194 MPa;TiC层内拉应力比TiN层内略小,l2O3层为一应力低谷,夹在2个高峰之间;在刀片边缘应力相对较小,在刀片表面的中心应力相对集中.     

黄河三角洲地区深水高坝水库坝体坝基静动力应力变形分析

在黄河三角洲冲积平原上修建水库,由于坝基土粉粒含量较高,渗透性较强,因此,必须确保坝体坝基的稳定性。结合胜利油田修建的纯化水库,对坝体坝基静动力应力变形进行了研究分析,并与原型观测值进行了对比,最后得出了结论,对该地区地质条件下修建高坝水库并保证坝体、坝基的稳定性,可以起到一定的借鉴作用。     

农村电采暖设备与扶贫光伏接入允许容量

随着"煤改电"工程和光伏扶贫工程的推进,农村配电网电压质量面临着很大的考验。以目前常用的相变蓄热式电采暖和空气源热泵为例,对北方一个农村的典型低压配电网结构进行建模分析,在考虑电压满足要求的情况下,探究电采暖设备扶贫光伏发电最大的可接入容量。在扶贫光伏发电接入后,通过改变相变蓄热电采暖的蓄热时间,可以同时提高两者的允许接入容量,在保证光伏就地消纳的前提下,更好地满足农村用户的供暖用电需要。     

基于PSO-ELM的温室梨枣树液流量模拟

【目的】精准模拟温室梨枣树液流量。【方法】基于粒子群算法(PSO)优化的极限学习机(ELM)模型,选取了西北旱区的温室梨枣树逐日气象资料和梨枣树生理指标作为输入参数,构建了16种不同参数组合的PSO-ELM模型对梨枣树各生育期的液流量进行模拟,并与实测液流值进行对比。【结果】PSO-ELM模型能通过较少的输入参数实现梨枣树液流量的高精度模拟:全生育期液流量模拟中M_2模型(输入参数为叶面积指数、平均气温、实际水汽压、平均相对湿度、净辐射和风速)、M_4模型(输入参数为叶面积指数、平均气温、实际水汽压、平均相对湿度、风速和土壤含水率)及M_(12)模型(输入参数为叶面积指数、实际水汽压和平均相对湿度)的MAE、MBE、R~2、MRE及RRMSE范围分别为1.467 6～1.598 6 mm/d、-0.000 9～0 mm/d、0.370 6～0.435 4、0.177 2～0.185 5及0.202 6～0.214 0,GPI排名分别1、2和5,其中M_(12)的输入参数较少且模拟精度较高,其MAE、MBE、R~2、MRE、RRMSE分别为1.598 6 mm/d、0、0.370 6、0.185 5、0.214 0;萌芽展叶期、开花坐果期、果实膨大期和果实成熟期液流量模拟结果分别以M_(Ⅰ-11)模型(输入参数为净辐射、叶面积指数和实际水汽压)、M_(Ⅱ-15)模型(输入参数为实际水汽压和平均气温)、M_(Ⅲ-11)模型(输入参数为平均相对湿度、叶面积指数和土壤含水率)和M_(Ⅳ-12)模型(输入参数为叶面积指数、净辐射和平均气温)模拟精度较高,GPI排名分别为8、2、4和5。【结论】PSO-ELM模型模拟温室梨枣树不同生育期液流量均具有较高的精度,可作为温室梨枣树液流量估算的新方法。     

水工钢闸门圆孔蜂窝主梁强度及刚度简明计算

【目的】建立一套圆孔蜂窝梁强度及刚度(挠度)的简明计算公式,以解决现行蜂窝梁设计方法过于繁琐和误差较大的问题。【方法】采用有限元法建立了变化开孔布置及截面特性的126个等径圆孔和120个变径圆孔蜂窝梁模型,探讨了圆孔蜂窝梁的正应力、剪应力、米塞斯应力及挠度的分布规律,分析了其破坏机理,并以铁木辛柯深梁弯曲理论的实腹梁应力和挠度计算公式为基础,在对有限元计算结果进行回归分析基础上提出了圆孔蜂窝梁控制应力和变形的计算公式。【结果】圆孔蜂窝梁的强度破坏最可能发生在边孔上边缘、次边孔上边缘和跨中附近3个位置,最不利位置可根据边孔与次边孔的孔径比和孔径与梁高之比判定。经回归分析,得到一组以开孔前后截面惯性比、边跨比、径高比、开孔率和翼缘与腹板有效面积比为参数的半理论半经验的圆孔蜂窝梁强度及刚度简捷计算公式,该公式在工程允许范围内的最大误差不超过5%。【结论】所提出的圆孔蜂窝梁控制应力和刚度的计算公式误差小、形式简单、适用范围广,是一套简捷实用的圆孔蜂窝梁强度及刚度计算公式。     

四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩气藏应力敏感性及其对产能影响的定量评价

应力变化对页岩的渗透率影响较大,应力增加造成的渗透率降低对于页岩气储层产能会造成影响。通过四川盆地东部下志留统龙马溪组页岩气藏围压循环下的气测渗透率试验,建立了应力与渗透率的关系曲线。试验结果表明,应力敏感性对页岩渗透率的损伤具有明显的不可逆性,研究所用样本卸去围压后渗透率仅恢复至初始值的28%。采取有限元数值方法,基于质量守恒方程、达西定律、固体变形和孔隙弹性力学理论,建立了相应的流固耦合数值模型,用以定量表征相关参数和应力敏感性对产能的影响。模拟结果表明,在相同围压条件下,加压阶段弹性模量较大,卸压阶段弹性模量较小;沿岩心轴向方向,靠近出口处的渗透率和孔隙度较低,主应力较大;如果不考虑非线性应力敏感性效应,总产能计算结果可能被高估。     

海上中等强度砂岩出砂预测研究

针对中等强度砂岩岩石力学特性,采用岩石应力场与流体渗流场相耦合的方法建立了出砂预测模型,对生产过程中井壁岩石塑性区的扩展进行模拟,对出砂临界生产压差进行了计算。结果表明,非均匀地应力条件下塑性区最先在最小地应力方向出现,随着井底流压的降低,塑性逐渐扩展,并最终呈现椭圆状。由于塑性的影响井周应力发生变化,切向应力降低严重,井壁上的切向应力降为最小。井壁岩石的等效塑性应变超过0.0045,此时井壁岩石会发生大规模的脱落,造成严重出砂。实际生产表明,井底流压13MPa时,井口无出砂,计算结果与现场监测结果一致,较好地指导了现场完井防砂的选择。