柔性边界三轴压缩条件下含瓦斯水合物煤体宏细观力学性质

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作者 高霞 王楠楠 +3 位作者 秦程 张保勇 蒋静宇 吴强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2691-2710,共20页

为探究不同边界条件下围压对含瓦斯水合物煤体的宏细观力学性质影响规律,对饱和度80%的煤样进行围压12、16、20 MPa下双轴离散元试验。首先,考虑颗粒形状效应、水合物胶结作用以及热缩管的影响,选取抗滚动阻力线性模型和平行黏结模型,... 为探究不同边界条件下围压对含瓦斯水合物煤体的宏细观力学性质影响规律,对饱和度80%的煤样进行围压12、16、20 MPa下双轴离散元试验。首先,考虑颗粒形状效应、水合物胶结作用以及热缩管的影响,选取抗滚动阻力线性模型和平行黏结模型,分别构建了刚性边界和柔性边界的含瓦斯水合物煤体双轴数值模型。其次,通过与室内试验结果(偏应力−轴向应变曲线、体积应变−轴向应变曲线、内摩擦角、黏聚力以及试样破坏模式)对比,验证了数值模型的可靠性,并发现柔性边界能更好地反映试样轴向应变−偏应力特征、剪胀特性以及强度特性。基于所建数值模型,从试样内部位移场、力学平均配位数、平均孔隙率、接触力链以及水合物黏结破坏角度揭示围压和边界条件对含瓦斯水合物煤体宏细观力学性质的影响规律。结果表明:①随着围压的增大,刚性边界的破坏型式多表现为单斜面剪切破坏;柔性边界的破坏型式由单叉型剪切破坏转变为单斜面剪切破坏。②随着围压的增加,2种边界的力学平均配位数均呈增大趋势,平均孔隙率均呈减少趋势,试样更密实,试样强度增加。③随着围压的增加,颗粒间法向接触力继续增加,试样强度增加,分布在轴向附近的法向接触力随之增大,而在水平向附近的法向接触力变化较小,竖向与水平向法向接触力差异越明显,各向异性更突出;在峰值强度处,随着围压从12 MPa增加到20 MPa,柔性边界法向接触力增加了54.50%,刚性边界法向接触力增加了45.70%。④在不同围压和边界条件下,试样产生张拉和剪切2种不同破坏形式,试样内部起裂主要以水合物和煤间剪切裂纹为主导;随着围压的增大,2种边界内部剪切裂纹数量呈逐渐减小趋势。研究结果从细观尺度上揭示围压对含瓦斯水合物煤体强度变形破坏等宏观力学特性的影响机制。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 含瓦斯水合物煤体 离散元 三轴压缩试验 围压 柔性边界

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高强混凝土剪力墙抗震性能及其性能指标试验研究 被引量：39

2

作者 梁兴文 辛力 +2 位作者 邓明科 方林 张兴虎 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期37-45,共9页

为了改进高强混凝土(HSC)剪力墙的变形能力,按变形能力设计方法设计5个剪跨比分别为1.5和1.0的剪力墙试件,进行拟静力试验。根据试验结果,研究中高、低矮HSC剪力墙的破坏形态、破坏机理及变形性能。结果表明,分段约束箍筋对提高弯曲型... 为了改进高强混凝土(HSC)剪力墙的变形能力,按变形能力设计方法设计5个剪跨比分别为1.5和1.0的剪力墙试件,进行拟静力试验。根据试验结果,研究中高、低矮HSC剪力墙的破坏形态、破坏机理及变形性能。结果表明,分段约束箍筋对提高弯曲型剪力墙的变形能力是有效的;剪力墙变形能力设计方法在一定程度上是可靠的;剪力墙塑性铰区转角与其破坏程度有较好的相关性。根据墙体不同阶段的破坏程度,将剪力墙结构的性能划分为"使用良好、保证人身安全、防止倒塌"三个水平,提出用层间位移角和塑性铰区转角共同作为剪力墙结构的性能控制指标,并给出了三性能水平的建议值。将该HSC剪力墙与已有的普通混凝土剪力墙的试验结果进行比较,表明只要采取合理有效的抗震措施,并按强剪弱弯原则进行截面承载力设计,HSC剪力墙的抗震性能能满足设计要求。 展开更多

关键词 HSC剪力墙 性能指标 分段约束配箍 塑性铰区转角 层间位移角

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剪力墙受力性能的宏模型静力弹塑性分析 被引量：24

3

作者 陈勤 钱稼茹 李耕勤 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期35-43,共9页

建立了以弯曲变形为主的钢筋混凝土剪力墙的静力弹塑性分析宏模型 ,宏模型由钢筋混凝土膜单元和钢筋混凝土柱单元组成 ,分别模拟剪力墙的墙板和边缘构件。宏模型以有限元为基础 ,但自由度比有限元模型少得多。用宏模型编制了剪力墙静力... 建立了以弯曲变形为主的钢筋混凝土剪力墙的静力弹塑性分析宏模型 ,宏模型由钢筋混凝土膜单元和钢筋混凝土柱单元组成 ,分别模拟剪力墙的墙板和边缘构件。宏模型以有限元为基础 ,但自由度比有限元模型少得多。用宏模型编制了剪力墙静力弹塑性全过程分析程序 ,采用单自由度补偿法求解病态方程组 ,得到有下降段的能力曲线 ,可以预估剪力墙的变形能力和位移延性。 9片剪力墙试件的计算结果和试验结果的对比说明了宏模型的有效性。通过计算分析 ,研究了轴压比。 展开更多

关键词 钢筋混凝土剪力墙 宏模型 静力弹塑性分析 约束边缘构件 受力性能

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等截面矩形隔离段内流场的三维数值模拟 被引量：6

4

作者 范晓樯 李桦 丁猛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期129-131,共3页

针对三维矩形等截面隔离段中由激波 附面层干扰诱导的复杂流场 ,采用有限体积方法、OC TVD格式结合B L代数湍流模型隐式求解了三维雷诺平均N S方程 ,数值模拟了三维流场内复杂的激波串和旋涡结构。计算结果表明所采用的数值方法能够很... 针对三维矩形等截面隔离段中由激波 附面层干扰诱导的复杂流场 ,采用有限体积方法、OC TVD格式结合B L代数湍流模型隐式求解了三维雷诺平均N S方程 ,数值模拟了三维流场内复杂的激波串和旋涡结构。计算结果表明所采用的数值方法能够很好地捕捉隔离段内流场的复杂流动现象。 展开更多

关键词 超声速燃烧冲压发动机 隔离器 有限体积法 激波效应 等截面管道 数值模拟 三维流场 飞机

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高层配筋砌块砌体剪力墙的延性设计研究 被引量：8

5

作者 蔡健 潘东辉 +1 位作者 何建罡 张兴富 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第7期33-38,共6页

针对配筋砌块砌体的特点,采用数值计算的方法确定配筋砌块砌体剪力墙的屈服曲率和极限曲率,并建立剪力墙曲率延性比和位移延性比的关系。根据计算结果,讨论轴压比、剪跨比、边缘钢筋屈服强度、腹板竖向钢筋的抗力、砌体的抗压强度和极... 针对配筋砌块砌体的特点,采用数值计算的方法确定配筋砌块砌体剪力墙的屈服曲率和极限曲率,并建立剪力墙曲率延性比和位移延性比的关系。根据计算结果,讨论轴压比、剪跨比、边缘钢筋屈服强度、腹板竖向钢筋的抗力、砌体的抗压强度和极限压应变对剪力墙位移延性的影响,其中限制轴压比、设置约束边缘构件是提高剪力墙延性的有效途径。通过推导出的轴压比限值的近似公式,分析各因素对轴压比限值的影响,并建议采用约束砌块砌体和约束混凝土作为约束边缘构件以提高墙的延性。结合高层建筑工程实际,分析确定不同约束边缘构件的矩形截面和工字形截面剪力墙的轴压比限值,提出约束边缘构件的构造要求和实用的设计建议。 展开更多

关键词 配筋砌块砌体 剪力墙 位移延性 轴压比 约束边缘构件

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扩展边界元法研究围压下巴西圆盘应力强度因子 被引量：4

6

作者 葛仁余 曹兵 张金轮 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期847-853,共7页

建立了扩展边界元法,研究围压作用下巴西V形切口圆盘(SV-BD)应力强度因子的新途径。首先在切口尖端区域挖取一微小扇形域,将该扇形区域的位移和应力场表示为有限项奇性指数和特征角函数的线性组合,代入弹性力学控制方程,导出关于巴西圆... 建立了扩展边界元法,研究围压作用下巴西V形切口圆盘(SV-BD)应力强度因子的新途径。首先在切口尖端区域挖取一微小扇形域,将该扇形区域的位移和应力场表示为有限项奇性指数和特征角函数的线性组合,代入弹性力学控制方程,导出关于巴西圆盘切口应力奇性指数的常微分方程组特征值问题,运用插值矩阵法一次性计算出切口各阶应力奇性指数及其相应的位移特征角函数。再将位移和应力场的组合回代到在被挖去微小扇形域后的剩余结构内建立的边界积分方程,离散后求解出组合系数,同时获得巴西V形切口圆盘(SV-BD)应力强度因子。数值计算结果表明:扩展边界元法计算纯围压作用下巴西裂纹圆盘应力强度因子的结果与解析解的相对误差不超过0.548%,证明了论文方法的有效性;还表明纯围压作用下,随着切口张角的增大,巴西圆盘应力强度因子逐渐由负值向正值转化。因此,纯围压作用下,巴西裂纹圆盘和小张角巴西切口圆盘是闭合的,而大张角巴西切口圆盘是I型劈裂破坏的。 展开更多

关键词 巴西圆盘 应力强度因子 围压 扩展边界元法 应力奇性指数

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试井及生产资料在储气库早期评价中的应用 被引量：10

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作者 王飞 张士诚 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期102-106,156,共5页

针对陕224井区储量、储层连通性、边界封闭性不确定的问题,运用压力恢复试井与生产动态分析相结合的方法,通过压力恢复曲线拟合,确定近井地带特性参数,如井筒储集系数、表皮系数,并获得4组储层及边界解释模型;利用流量标准化拟压力曲线... 针对陕224井区储量、储层连通性、边界封闭性不确定的问题,运用压力恢复试井与生产动态分析相结合的方法,通过压力恢复曲线拟合,确定近井地带特性参数,如井筒储集系数、表皮系数,并获得4组储层及边界解释模型;利用流量标准化拟压力曲线拟合校正了解释模型,求取到气藏关键参数,如地层系数、径向复合半径、流度系数比、储容系数比、边界位置,计算井区共动用储量10.43×108m3。研究表明,试井与生产动态分析相结合的方法,弥补了资料周期短、精度低的缺陷,克服了解释模型不全面、不唯一的弊端,获得了完整准确的井区气藏模型。 展开更多

关键词 试井解释 生产动态分析 储层连通性 边界封闭性 储量评价 陕224井区

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侧向有限越流承压含水层中非完整井非稳定流模型及解析解 被引量：6

8

作者 冯庆高 蔡兵华 +1 位作者 冯晓腊 袁祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期168-176,共9页

工程建设中当距离抽水井r=rb处水位基本没有变化或不受抽水影响时,或当此处存在止水帷幕时,含水层系统视为侧向有限延伸,rb为有限半径。为此,构建更加符合工程实际的侧向有限延伸的典型弱透水层-承压水层系统中非完整井非稳定流计算模型... 工程建设中当距离抽水井r=rb处水位基本没有变化或不受抽水影响时,或当此处存在止水帷幕时,含水层系统视为侧向有限延伸,rb为有限半径。为此,构建更加符合工程实际的侧向有限延伸的典型弱透水层-承压水层系统中非完整井非稳定流计算模型,同时考虑井径和井储效应的影响,应用Laplace变换和分离变量法得到了水位降深在拉氏空间下的解析解,并应用拉氏数值逆变换Stehfest法得到真实空间下的水位降深。新建立的解析解可以进一步退化为诸多已有解,并进一步将其与已知解和有限元数值解进行对比,验证了所得解的正确性和可靠性。基于新建解重点分析了侧向边界和井的完整性对承压水层水位降深的影响。结果表明:含水层系统的侧向有限边界仅对抽水后期的水位降深影响明显,含水层系统侧向无限延伸情况下的水位降深要大于情形1(在r=rb处为定水头边界)且明显小于情形2(在r=rb处为不透水边界)下的水位降深,rb越小,两者之间的误差越大;抽水井的完整性对整个抽水期间不同情形下的水位降深均有明显的影响,承压含水层顶板处的水位降深随着抽水井滤管的长度和埋深的增加而减小。 展开更多

关键词 非完整井 越流承压含水层 侧向边界 解析解 非稳定流

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牙缝约束下模糊连接法对单颗牙齿的分割 被引量：2

9

作者 杨玲 王中科 王云鹏 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2009年第21期5031-5034,共4页

采用模糊连接分割算法克服牙齿边界的模糊性对待选牙齿进行初分割,以获取完整的外缘轮廓,其次采用牙弓拟合及牙缝定位方法获取牙缝边界信息,并对初分割结果施以边界约束,从而克服模糊连接分割算法难于分割粘连牙的特点。实验结果表明,... 采用模糊连接分割算法克服牙齿边界的模糊性对待选牙齿进行初分割,以获取完整的外缘轮廓,其次采用牙弓拟合及牙缝定位方法获取牙缝边界信息,并对初分割结果施以边界约束,从而克服模糊连接分割算法难于分割粘连牙的特点。实验结果表明,该方法能够有效地分割出单颗牙齿。将其扩展到CT序列切片上,即可实现单颗牙齿的三维分割,克服畸形牙的分割难题。 展开更多

关键词 CT图像 模糊连接 牙弓拟合 牙缝定位 边界约束 单颗牙齿

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限域流动空间内固液边界滑移的临界尺度与作用规律 被引量：2

10

作者 周锦铭 郭岩宝 +2 位作者 乔小溪 张向军 周强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期9-13,共5页

固液边界的滑移现象成为微纳流动系统中不可忽略的因素。为了揭示固液边界滑移规律对流动行为的影响及其临界尺度效应,应用ANSYS软件建立同轴旋转圆柱体间不可压缩液体的物理模型;在层流模式下,采用不同边界条件分析不同旋转速度下微纳... 固液边界的滑移现象成为微纳流动系统中不可忽略的因素。为了揭示固液边界滑移规律对流动行为的影响及其临界尺度效应,应用ANSYS软件建立同轴旋转圆柱体间不可压缩液体的物理模型;在层流模式下,采用不同边界条件分析不同旋转速度下微纳间隙区域内液体的流动特性。结果表明:无滑移边界条件下,微间隙的流场速度分布曲线存在0.7 mm的临界间隙尺寸;有滑移边界条件下,外圆筒壁面滑移对系统阻力矩的影响存在尺寸效应,内圆筒壁面滑移对系统阻力矩有明显作用,但无尺寸效应。 展开更多

关键词 微纳流动系统 COUETTE流 限域空间 边界滑移

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完整井抽降水引起的侧向有界越流承压含水层变形解析研究

11

作者 蔡兵华 李忠超 +1 位作者 冯庆高 袁祥 《安全与环境工程》 CAS 北大核心 2020年第4期8-14,23,共8页

考虑含水层在侧向有限延伸(有界),即在距离抽水井r=R(R称为有界半径)处存在补给源(如回灌源)使得地下水水位在该处没有变化或不受抽水的影响,进而基于完整井抽水的特点,在平面应力假定的基础上,从Biot固结方程出发,应用Laplace变换得到... 考虑含水层在侧向有限延伸(有界),即在距离抽水井r=R(R称为有界半径)处存在补给源(如回灌源)使得地下水水位在该处没有变化或不受抽水的影响,进而基于完整井抽水的特点,在平面应力假定的基础上,从Biot固结方程出发,应用Laplace变换得到了非稳定流完整井抽水作用下,侧向有界越流承压含水层的竖向位移和径向位移的解析解,并重点分析了不同侧向边界对完整井抽降承压水引起的含水层变形的影响。结果表明:侧向有界承压含水层的竖向变形要小于侧向无界承压含水层,而侧向有界承压含水层的径向变形大于侧向无界承压含水层;随着有界半径R的增大,侧向有界承压含水层的竖向变形和径向变形越接近于侧向无界承压含水层,抽水影响的范围也随之越大,且侧向有界承压含水层的最大径向变形的位置也越远离抽水井。该理论可为基坑承压水控制提供依据。 展开更多

关键词 完整井抽水 越流承压含水层 侧向边界 变形 解析解

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侧壁约束下压缩激波/湍流边界层相互作用低频不稳定性实验研究

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作者 张凌峰 何淼生 +1 位作者 籍元 刘洪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期119-130,共12页

侧壁面约束条件下压缩激波/湍流边界层相互作用(Shock-Wave/Turbulent Boundary-Layer Interactions,SWTBLIs)呈现出区别于经典二维SWTBLIs的强三维特性,尤其是低频不稳定性问题自发现以来就受到了广泛关注,而其与下游压缩环境之间的关... 侧壁面约束条件下压缩激波/湍流边界层相互作用(Shock-Wave/Turbulent Boundary-Layer Interactions,SWTBLIs)呈现出区别于经典二维SWTBLIs的强三维特性,尤其是低频不稳定性问题自发现以来就受到了广泛关注,而其与下游压缩环境之间的关联性尚不明确。本文基于带侧壁约束的超声速压缩拐角构建三维受限的SWTBLIs流动,并通过自由射流风洞实验进行了系统研究,其中来流Ma∞=2.5,湍流边界层发展厚度对矩形流道宽度的占比约0.08,压缩拐角在12°~24°的宽范围内变化。通过不同压缩拐角下流场结构演化及壁面压力脉动信号谱特性的对比,揭示了侧壁面约束条件下压缩拐角对SWTBLIs低频大尺度振荡时间-空间演化行为的影响规律和作用机制。研究发现:压缩拐角角度较小时,侧壁面约束导致的“拖尾效应”有助于延缓压缩拐角附近流动分离模式的过渡,并抑制压缩激波的不稳定性;压缩拐角达到20°及以上时,压缩拐角前沿逐渐发展为大尺度流动分离模式,侧壁面约束的角区将首先发展出能量集中的低频脉动,并逐步演化为两种峰值频率分别约为50Hz和200Hz量级的不同大尺度间歇性低频振荡叠加行为,且伴随着压缩激波形态的显著改变;两种低频振荡行为都属于SWTBLIs流场的全局性不稳定振荡,但沿着展向振荡强度差异显著,角区内的振荡强度远远高于中心主流区域。 展开更多

关键词 进气道 侧壁约束 激波/湍流边界层相互作用 超声速压缩拐角 低频大尺度振荡

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配筋砌体剪力墙约束边缘构件的研究(英文)

13

作者 潘东辉 《科学技术与工程》 2008年第3期824-827,846,共5页

通过对配筋砌体剪力墙约束边缘构件的研究,提出相应的构造措施。通过设置了约束边缘构件后,墙体延性的变化,分析确定了约束混凝土和约束砌体边缘构件的具体构造做法,在该做法的基础上,进行参数分析,确定各个参数的影响作用,并建议了设... 通过对配筋砌体剪力墙约束边缘构件的研究,提出相应的构造措施。通过设置了约束边缘构件后,墙体延性的变化,分析确定了约束混凝土和约束砌体边缘构件的具体构造做法,在该做法的基础上,进行参数分析,确定各个参数的影响作用,并建议了设置约束边缘构件墙体的曲率延性计算公式。大量的数值计算表明,该公式与数值计算结果吻合。 展开更多

关键词 配筋砌体 剪力墙 构造 约束边缘构件

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