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隧道掘进面接近地质界面时围岩的应力特征研究 被引量：10
1
作者 熊良宵 袁学武 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期38-44,共7页
隧道开挖地层中往往呈现出明显的地质变异性,如软硬岩层的不均匀分布等,使隧道开挖后的力学行为十分复杂。本文采用FLAC3 D初步分析了隧道掘进面接近地质界面时围岩的应力状态,并探讨侧向应力、纵向应力、断面形式对围岩应力的影响规律... 隧道开挖地层中往往呈现出明显的地质变异性,如软硬岩层的不均匀分布等,使隧道开挖后的力学行为十分复杂。本文采用FLAC3 D初步分析了隧道掘进面接近地质界面时围岩的应力状态,并探讨侧向应力、纵向应力、断面形式对围岩应力的影响规律。分析结果表明:当隧道由硬岩往软岩或由软岩往硬岩向地质界面掘进时,掘进面前方围岩均有应力集中现象。隧道无论由硬岩往软岩还是由软岩往硬岩掘进至地质界面时,掘进面前方边墙位置围岩径向应力均随侧向应力的增大而增大,掘进面前方拱顶和边墙位置围岩纵向应力均随纵向应力的增大而增大。马蹄形隧道开挖至硬岩与软岩的地质界面时,掘进面后方边墙位置围岩应力均小于圆形隧道相应位置的围岩应力。 展开更多
关键词 隧道 地质界面 侧应力系数 洞室形状 应力
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低浓度煤层气水合物法提纯的研究进展
2
作者 郭东东 孙嘉鑫 +4 位作者 朱恒银 姚津津 刘志超 宁伏龙 王韧 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期186-195,共10页
低浓度煤层气(LCCBM)的高效开发利用对于缓解我国能源紧缺和实现国家“双碳”目标具有重要意义。LCCBM水合物法提纯技术由于原料简单环保、储气率高和反应溶液循环利用等优点而受到广泛关注,但该技术的工业化应用仍面临水合物生成条件... 低浓度煤层气(LCCBM)的高效开发利用对于缓解我国能源紧缺和实现国家“双碳”目标具有重要意义。LCCBM水合物法提纯技术由于原料简单环保、储气率高和反应溶液循环利用等优点而受到广泛关注,但该技术的工业化应用仍面临水合物生成条件较苛刻、CH4分离效率较低等挑战。因此,研究者对LCCBM水合物及其技术进行了大量研究工作。首先概述了LCCBM水合物法提纯原理;然后分别综述了热力学促进剂、动力学促进剂、促进剂复配体系及其他促进措施等对LCCBM水合物法提纯技术的改善作用,指出了当前研究存在的问题;最后提出了促进剂复配体系下多方法结合(水合耦合)、多级分离是LCCBM水合物法提纯技术迈向工业化的基础。 展开更多
关键词 气体水合物 低浓度煤层气(LCCBM) 促进剂 相平衡条件 形成动力学
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中国地下水电站洞室群工程特点分析 被引量：6
3
作者 徐光黎 李志鹏 +4 位作者 宋胜武 陈卫东 张世殊 董家兴 申艳军 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期203-208,共6页
近年来,我国的水电能源开发得到了空前的发展,取得了世界瞩目的成就。总结、归纳已有工程的特点,对地下工程建设具有重要的指导和借鉴意义。在收集、整理大量的国内外地下水电站洞室群资料的基础上,根据多年来地下水电站厂房工程实践,... 近年来,我国的水电能源开发得到了空前的发展,取得了世界瞩目的成就。总结、归纳已有工程的特点,对地下工程建设具有重要的指导和借鉴意义。在收集、整理大量的国内外地下水电站洞室群资料的基础上,根据多年来地下水电站厂房工程实践,分析了我国地下水电站洞室群工程的特点。研究得出:随着时代的进步和开挖技术的发展,地下洞室群的断面面积、高度、宽度和长度均呈指数式快速增长,规模之大,居世界第一。花岗岩、灰岩、砂岩约占洞室围岩总数的67%,总体上围岩介质强度高,工程地质条件好。随着水电能源开发向西推进,地下洞室埋深的加大,原始地应力值越来越大,高地应力的地下洞室超过50%,导致地下洞室群出现了超乎寻常的变形和破坏事件。除重力驱动型破坏之外,应力驱动型和复合型破坏模式日益增多。建议针对高烈度、高地应力、围岩条件较差的洞室,应考虑采用曲线体形而不是沿袭拱顶直边墙体形。 展开更多
关键词 地下洞室群 规模 围岩 地应力 破坏
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大宝山复杂钼矿地层钻孔堵漏技术研究与应用 被引量：13
4
作者 孙平贺 乌效鸣 +1 位作者 赵均文 赵仁明 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期132-136,共5页
钻孔漏失是钻进过程中经常碰到的问题。大宝山钼矿区地层条件复杂,多以软硬夹层和岩石裂隙为主,地下水丰富,局部漏失比较明显。为了解决该区域地层钻孔的漏失问题,笔者在分析地层及现场工艺条件后,提出并设计了脲醛树脂水泥球堵漏方案... 钻孔漏失是钻进过程中经常碰到的问题。大宝山钼矿区地层条件复杂,多以软硬夹层和岩石裂隙为主,地下水丰富,局部漏失比较明显。为了解决该区域地层钻孔的漏失问题,笔者在分析地层及现场工艺条件后,提出并设计了脲醛树脂水泥球堵漏方案。经室内评价性实验,确定了以水泥、脲醛树脂、酒石酸等为主要原料的现场堵漏配方,该方案初凝和终凝时间比较短,操作过程比较简单,水泥球在酸性条件下能够保持自身的稳定,减少浸泡条件下堵漏材料的分解,配比材料经济。通过现场漏失钻孔段的实际堵漏验证,该方案可以有效解决大量漏失的问题,减少了辅助作业的时间,降低了工程成本。 展开更多
关键词 水泥球 复杂地层 钻孔堵漏
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不同剪切作用下水合物钻井液微观结构试验研究 被引量：3
5
作者 韩博 张凌 +3 位作者 王童 张学东 衣雪峰 刘向飞 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期760-769,共10页
在钻进水合物地层过程中,井壁附近水合物的分解和环空中水合物的分解与再形成,很可能会引起井壁失稳坍塌以及环空堵塞等复杂情况,从而影响钻井的顺利进行。在此过程中,由各组分相互作用形成的钻井液微观结构起到了至关重要的作用。但由... 在钻进水合物地层过程中,井壁附近水合物的分解和环空中水合物的分解与再形成,很可能会引起井壁失稳坍塌以及环空堵塞等复杂情况,从而影响钻井的顺利进行。在此过程中,由各组分相互作用形成的钻井液微观结构起到了至关重要的作用。但由于多组分钻井液的微观结构非常复杂,文中仅针对组分简单的水基聚合物钻井液(NaCl、CMC、PVPK90相互组合),考虑钻井液在井底钻头与环空处所受的不同剪切作用(分别为600r/min和6000r/min),结合冷冻干燥方法,利用扫描电子显微镜观测了这两种剪切作用后不同组分的水基聚合物钻井液相应的微观结构。结果表明,聚合物分子以网络骨架结构形式悬浮于钻井液中,一小部分水分子、无机盐离子等被吸附在聚合物骨架结构表面上,大部分水分子、无机盐离子等小分子物质游离于聚合物网络骨架孔隙中;对于环空中含水合物的岩屑,热量主要通过网络骨架结构的热传导与充填其中流体的对流导热而传递至岩屑表面,而后通过热传导进一步向岩屑内部传递;钻井液的微观结构随着剪切作用、浓度与组分的改变而发生变化,这就对上述的传热过程产生影响,进而对钻井液中水合物分解的传热特性产生影响。 展开更多
关键词 剪切作用 水合物 钻井液微观结构 热量传递
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基于CEEMDAN-INHT的地下洞室爆破振动时频分析应用研究 被引量：1
6
作者 孙苗 吴立 杨钧凯 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期14-20,共7页
爆破地震波信号采集会因监测环境、测试系统等因素导致实测信号中混有噪声,噪声的存在将导致信号希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)时频分析结果失真。原因有二:其一是经验模态分解(Ensemble Empirical Mode,EMD)处理含噪... 爆破地震波信号采集会因监测环境、测试系统等因素导致实测信号中混有噪声,噪声的存在将导致信号希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)时频分析结果失真。原因有二:其一是经验模态分解(Ensemble Empirical Mode,EMD)处理含噪爆破地震波信号会得到具有模态混淆现象的固有模态函数(Intrinsic mode function,IMF)分量;其二是Hilbert变换受Bedrosian定理的约束在处理模态混淆分量时会产生负值瞬时频率,从而造成巨大的分析误差。为获得真实的爆破振动属性需对HHT进行改进,在EMD中添加自适应噪声信号得到自适应补充集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)算法;再对CEEMDAN得到的IMF进行归一化Hilbert变换,得到改进归一化Hilbert变换(Improved Normalized Hilbert Transform,INHT)。通过上述两步可建立CEEMDAN-INHT时频分析算法,为验证该算法可有效提高含噪爆破地震波振动信号时频分析精度,进行HHT和CEEMDAN-INHT含噪仿真振动信号时频分析对比研究。最后将CEEMDAN-INHT用于某地下洞室爆破地震波信号时频分析中,发现该算法能有效克服EMD固有的模态混淆现象,同时得到反映真实爆破振动属性的时-频-能特征参数,对从频率-能量的角度进行洞室爆破开挖共振分析,实现爆破地震波危害控制具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 爆破地震波信号 经验模态分解 HILBERT变换 固有模态函数
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TBM滚刀破岩过程影响因素数值模拟研究 被引量：91
7
作者 孙金山 陈明 +2 位作者 陈保国 卢文波 周传波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1891-1897,共7页
全断面岩石掘进机(TBM)的破岩效率主要受刀盘设计和岩体特征的影响。采用颗粒流方法建立了岩石试件与滚刀的数值模型,对TBM滚刀破岩过程的影响因素进行了分析。研究表明,单刃滚刀交替作用下强度较低的岩石中易形成规则的张拉裂纹而生成... 全断面岩石掘进机(TBM)的破岩效率主要受刀盘设计和岩体特征的影响。采用颗粒流方法建立了岩石试件与滚刀的数值模型,对TBM滚刀破岩过程的影响因素进行了分析。研究表明,单刃滚刀交替作用下强度较低的岩石中易形成规则的张拉裂纹而生成较大岩碴;强度较高的岩石中滚刀的侧向挤压促使形成块度较小的片状岩碴;双刃滚刀作用下岩石表面受到强烈挤压后出现较大的拉应力,使岩石更易破碎,且仅在强度较高的岩石中才易形成透镜状岩碴。滚刀破岩过程中存在能耗最小的最佳间距,该最佳间距随着岩石强度的增大而减小。滚刀破岩过程中,结构面对裂纹扩展具有显著的控制性作用,并阻隔损伤向结构面下的岩石中渗透;随着结构面与滚刀侵入方向夹角的减小,结构面将引导裂纹向岩石深部扩展,而当夹角较大时,结构面则会引导裂纹横向扩展,易导致大块岩碴的形成。 展开更多
关键词 全断面岩石掘进机(TBM) 滚刀 破岩 颗粒流法 数值模拟
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多孔同段爆破漏斗形成机理的数值模拟研究 被引量：52
8
作者 王鹏 周传波 +1 位作者 耿雪峰 贾建红 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期993-997,共5页
采用ANSYS/LS-DYNA非线性三维动力有限元软件,对岩石在多孔同段爆破作用下的应力分布与传播机制,进行了数值模拟。得到了不同时刻的应力分布云图和典型单元的应力-时间历程曲线,根据结果分析研究了应力波传播规律与爆破漏斗的形成过程,... 采用ANSYS/LS-DYNA非线性三维动力有限元软件,对岩石在多孔同段爆破作用下的应力分布与传播机制,进行了数值模拟。得到了不同时刻的应力分布云图和典型单元的应力-时间历程曲线,根据结果分析研究了应力波传播规律与爆破漏斗的形成过程,探讨了影响爆破漏斗形成的相关因素,并通过现场试验加以验证,试验结果与数值模拟结果相吻合。 展开更多
关键词 多孔同段 爆破漏斗 数值模拟
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高速铁路隧道围岩抗力系数现场试验与理论研究 被引量：11
9
作者 李波 吴立 +2 位作者 邓宗伟 陈剑 唐爱松 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期532-540,共9页
以沪昆高速铁路隧道为依托,通过现场径向液压枕试验,测量各级压力下半径向变形,获取了隧道研究点处岩石抗力系数实测值。在实测数据的基础上,结合国内外相关的弹性抗力本构模型,建立了沪昆高速铁路隧道围岩抗力系数的5种理论计算模型:... 以沪昆高速铁路隧道为依托,通过现场径向液压枕试验,测量各级压力下半径向变形,获取了隧道研究点处岩石抗力系数实测值。在实测数据的基础上,结合国内外相关的弹性抗力本构模型,建立了沪昆高速铁路隧道围岩抗力系数的5种理论计算模型:理想弹塑性模型、爆破裂缝弹塑性模型、塑性软化岩体模型、Lade-Duncan准则模型、统一强度理论模型,并有针对性的将所研究的20座隧道进行分类,分别计算其围岩抗力系数理论计算值。为了弥补现场试验点数目的限制,对所研究的隧道展开了数值模拟分析。通过对不同的埋深、围岩级别、地质特征下岩石抗力系数现场试验值、理论计算值、数值模拟值和规范值进行对比和综合,提出了高速铁路大断面隧道的围岩抗力系数推荐值,该推荐值突破了普通铁路隧道规范中关于抗力系数建议值仅限于弹性模型的限制,为优化隧道结构设计,充分利用围岩的自承能力提供了理论依据。 展开更多
关键词 高速铁路隧道 围岩抗力系数 径向液压枕法 理论计算模型 数值模拟
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地下洞室爆破开挖过程中地应力瞬态调整诱发节理围岩松动机制研究 被引量：10
10
作者 孙金山 金李 +2 位作者 姜清辉 周传波 卢文波 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期28-34,共7页
针对中高地应力条件下节理岩体地下洞室的爆破开挖引发的节理松动问题,基于应力波理论建立了节理岩体的瞬态卸荷力学模型,证明了简单条件下节理卸荷松动效应的存在。其次,运用离散元数值模拟方法,研究了考虑地应力瞬态调整过程的圆形隧... 针对中高地应力条件下节理岩体地下洞室的爆破开挖引发的节理松动问题,基于应力波理论建立了节理岩体的瞬态卸荷力学模型,证明了简单条件下节理卸荷松动效应的存在。其次,运用离散元数值模拟方法,研究了考虑地应力瞬态调整过程的圆形隧洞节理围岩松动过程。研究表明,地应力瞬态调整过程中,圆形隧洞岩体径向应力的调整过程较直接简单,而切向应力则较为复杂;洞壁附近的节理岩体中可能形成远大于静态塑性区的松动损伤区,使最终屈服区以外的节理面强度和渗透性等力学参数发生劣化;地应力瞬态调整将在节理岩体中诱发质点的振动,是节理面损伤的主要来源。 展开更多
关键词 节理岩体 地应力 瞬态调整 松动 离散元
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新型水基聚合醇钻井液性能评价 被引量：6
11
作者 刘天乐 蒋国盛 +2 位作者 涂运中 宁伏龙 张凌 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2009年第6期26-30,共5页
由于原位天然气水合物极度不稳定,在钻探和取心过程中易发生分解,进而导致一系列意想不到的钻井事故。因此,在水合物地层钻井首先要防止水合物大量分解,而要达到此目的,科学合理地选择钻井液则是重要举措之一。针对海底天然气水合物地... 由于原位天然气水合物极度不稳定,在钻探和取心过程中易发生分解,进而导致一系列意想不到的钻井事故。因此,在水合物地层钻井首先要防止水合物大量分解,而要达到此目的,科学合理地选择钻井液则是重要举措之一。针对海底天然气水合物地层及其钻井的特性,给出了钻进海底天然气水合物地层时钻井液体系的设计原则,根据此原则在充分考虑现有常用聚合醇钻井液体系特点的基础上,设计了一种适合海底天然气水合物地层钻井的新型聚合醇钻井液,并对其页岩水化抑制性、低温流变性和水合物生成抑制性(动态和静态)进行了评价。结果表明,该钻井液体系能够有效抑制页岩水化分解和防止水合物在循环管路内重新生成,且在低温条件下具有良好的流变性能,能够有效保持井壁稳定,清洁和冷却孔底,是一种比较适合海底天然气水合物地层钻探的钻井液体系。 展开更多
关键词 天然气 水合物 海上钻井 聚合物钻井液 抑制剂 钻井液性能
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柱状装药不同起爆方式的数值模拟研究 被引量：19
12
作者 吴超 周传波 +2 位作者 路世伟 蔡佳愿 王超 《爆破》 CSCD 北大核心 2016年第2期74-77,91,共5页
运用三维非线性动力有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA对柱状装药3种起爆方式下的爆轰过程和岩石中的应力波传播特征进行模拟。分析不同起爆方式下岩石中应力波的叠加和传播过程,对比岩石的应力状态、应力水平和振动响应。分析结果表明:不同... 运用三维非线性动力有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA对柱状装药3种起爆方式下的爆轰过程和岩石中的应力波传播特征进行模拟。分析不同起爆方式下岩石中应力波的叠加和传播过程,对比岩石的应力状态、应力水平和振动响应。分析结果表明:不同起爆方式下岩石中应力波的传播方向、大小不同,引起的振动响应也不同;反向起爆时岩石自由面的拉应力和振动速度峰值较正向起爆时大;反向起爆时孔底近区的应力水平较正向起爆和双向起爆时大。综合考虑岩石的应力和振动响应,可得反向起爆的爆破效果较正向起爆和双向起爆好。 展开更多
关键词 柱状装药 起爆方式 应力波 振动响应
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自由面数量对水下钻孔爆破振动信号能量分布及衰减规律的影响 被引量：15
13
作者 马晨阳 吴立 孙苗 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期142-153,共12页
针对自由面不仅影响爆破效果还影响爆破振动效应的问题,提出从能量角度探索自由面对水下爆破振动衰减规律的影响。以三峡大坝至葛洲坝水利枢纽河段水下钻孔爆破地震波现场监测数据为基础,结合SPH-FEM数值模拟技术和小波时频能量分析方法... 针对自由面不仅影响爆破效果还影响爆破振动效应的问题,提出从能量角度探索自由面对水下爆破振动衰减规律的影响。以三峡大坝至葛洲坝水利枢纽河段水下钻孔爆破地震波现场监测数据为基础,结合SPH-FEM数值模拟技术和小波时频能量分析方法,对不同自由面数量的爆破振动信号的总能量、各频带间的能量分布特征及振动衰减规律进行了研究。结果表明:水下钻孔爆破具有低主频、短持时、快衰减的特点,爆破主频带主要集中在15.625~31.250 Hz;受单一自由面限制的水下开槽爆破,监测信号的爆炸能量主要以振动形式消耗,单自由面比振动能为13.14 mm^(2)/(kg·s^(2)),随着后续开挖爆破自由面数量的增加,双自由面和三自由面的比振动能分别降低至1.36和0.28 mm^(2)/(kg·s^(2)),频带质点峰值振动速度分别降低65%和37%,能量更多用于破碎和抛掷岩体,水下爆破振动主频由低频向高频带(31.25~62.50 Hz)发展。因此,在水下控制爆破设计时,需要考虑自由面数量对振动能量分布和衰减规律的影响,并利用这个特征,确定各段的控制药量,减少对周边建构物的共振危害。 展开更多
关键词 水下钻孔爆破 自由面 时频分析 振动衰减
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基于力学解析法和现场监控量测确定隧道二衬支护时机的应用研究 被引量：11
14
作者 孙洋 陈建平 余莉 《铁道建筑》 北大核心 2013年第7期71-73,共3页
以谷竹高速公路油坊坪隧道为工程实例,基于力学解析法和现场监控量测数据的反分析来确定合理的二衬施作时机。通过力学解析法计算出了二次衬砌施工时的围岩变形位移值和围岩应力值,结合规范中规定的隧道二衬支护时间标准,确定各级别围... 以谷竹高速公路油坊坪隧道为工程实例,基于力学解析法和现场监控量测数据的反分析来确定合理的二衬施作时机。通过力学解析法计算出了二次衬砌施工时的围岩变形位移值和围岩应力值,结合规范中规定的隧道二衬支护时间标准,确定各级别围岩中隧道二次衬砌支护的合理时机。同时通过现场监控量测分析,进一步修正各围岩级别的二衬支护时机。二者相结合所得到相关结论,对类似工程有一定的指导意义。 展开更多
关键词 公路隧道 二次衬砌 支护时机 监控量测
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表面活性剂对天然气水合物合成影响的实验研究 被引量：2
15
作者 窦斌 蒋国盛 +2 位作者 秦明举 吴翔 高辉 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2009年第6期101-103,共3页
为研究钻井液化学成分对天然气水合物的影响作用,利用天然气水合物人工合成实验系统进行了天然气水合物的人工合成实验。在天然气水合物的合成过程中,分别对天然气-水溶液体系中加入表面活性剂(Sodi-um Dodecyl Sulfate)与未加入表面活... 为研究钻井液化学成分对天然气水合物的影响作用,利用天然气水合物人工合成实验系统进行了天然气水合物的人工合成实验。在天然气水合物的合成过程中,分别对天然气-水溶液体系中加入表面活性剂(Sodi-um Dodecyl Sulfate)与未加入表面活性剂时水合物的生成时间、生成温度、生成压力及表面活性剂的浓度等对生成过程的影响进行了实验。在加入表面活性剂的天然气-水溶液体系中,由于表面活性剂的存在加速了气体和水溶液体系的接触面,从而加速了水合物的生成、降低了水合物的生成压力、提高了相同条件下的生成温度,即表面活性剂的存在改变了天然气水合物的生成条件,而且增加了水合物中的含气率。因此,表面活性剂用于配置钻井液有利于保持天然气水合物井的井壁稳定。 展开更多
关键词 天然气水合物 表面活性剂 室内试验
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基于广义Hoek-Brown准则隧道围岩抗力系数研究 被引量：2
16
作者 彭亚雄 吴立 +1 位作者 苏莹 李波 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第5期132-136,共5页
基于广义Hoek-Brown准则,并引入罗德参数ξ反映中间主应力的影响,在研究隧道围岩力学性质的基础上,推导出围岩抗力系数公式;并运用于工程实践。讨论在不同ξ及不同埋深条件下,抗力系数的变化规律。由研究结果可知,围岩抗力系数随着ξ的... 基于广义Hoek-Brown准则,并引入罗德参数ξ反映中间主应力的影响,在研究隧道围岩力学性质的基础上,推导出围岩抗力系数公式;并运用于工程实践。讨论在不同ξ及不同埋深条件下,抗力系数的变化规律。由研究结果可知,围岩抗力系数随着ξ的增大逐渐减小;随隧道埋置深度增加而减小。 展开更多
关键词 围岩抗力系数 广义Hoek-Brown准则 罗德参数 中间主应力
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喷射式局部反循环钻具结构参数数值模拟 被引量：3
17
作者 黄帆 梁俭 +1 位作者 高元宏 段隆臣 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期213-218,共6页
喷射式局部反循环钻具的流场主要是由喷反元件的射吸效应形成。为增强喷反钻具的反循环效果,提高岩心采取率,对喷反元件的主要结构参数对反循环效果的影响规律进行了研究;采用正交试验设计方法,借助计算流体动力学CFD软件,对不同结构参... 喷射式局部反循环钻具的流场主要是由喷反元件的射吸效应形成。为增强喷反钻具的反循环效果,提高岩心采取率,对喷反元件的主要结构参数对反循环效果的影响规律进行了研究;采用正交试验设计方法,借助计算流体动力学CFD软件,对不同结构参数组合下喷反钻具的反循环效果指标进行了回归分析。研究结果表明,喷反装置6个结构参数对目标值的影响由大到小的顺序是:喷嘴直径D1、喷嘴个数N1、喷嘴倾斜角度θ1、承喷孔直径D2、承喷孔倾斜角度θ2、承喷孔个数N2;当冲洗液泵量为1.5kg/s(90L/min)时,喷嘴直径D1=8mm,喷嘴个数N1=8,喷嘴倾斜角度θ1=67°,承喷孔直径D2=8mm,承喷孔倾斜角度θ2=5°,承喷孔个数N2=4为最优参数组合。 展开更多
关键词 局部反循环钻具 数值模拟 正交试验 喷反元件 结构参数
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基于OOA-VMD的隧道爆破振动信号降噪方法
18
作者 马荣增 杜泽辉 +2 位作者 李文 彭亚雄 吴立 《爆破》 北大核心 2025年第1期175-182,共8页
爆破工程中现场爆破监测获取准确的爆破振动信号是分析有害效应的基础,由于地质条件、电磁干扰和仪器误差等因素对隧道爆破振动信号采集的不利影响,实测信号往往存在大量高频噪声,可能导致信号曲线畸变和数据失真。本研究提出了一种基... 爆破工程中现场爆破监测获取准确的爆破振动信号是分析有害效应的基础,由于地质条件、电磁干扰和仪器误差等因素对隧道爆破振动信号采集的不利影响,实测信号往往存在大量高频噪声,可能导致信号曲线畸变和数据失真。本研究提出了一种基于鱼鹰优化算法(OOA)优化变分模态分解(VMD)的信号分解算法,并利用多尺度排列熵(MPE)构建了适用于隧道爆破振动信号的降噪模型。采用最大信息系数作为适应度函数,OOA迭代计算最优VMD参数(K&α),并得到本征模态函数(IMF),利用每个分解信号的MPE值来识别噪声,通过去除噪声分量并重构得到降噪信号。采用该优化算法对云南省大山隧道实测爆破振动信号进行降噪处理,结果表明:新的优化算法能够分解出最优信号并消除噪声,且对信号的低频能量影响较小。该方法的降噪效果优于完全集成经验模态分解(CEEMD)和传统VMD算法,从而验证了OOA-VMD降噪算法的可靠性。该研究对隧道工程爆破振动信号的处理和噪声干扰问题的处理具有重要工程应用价值。 展开更多
关键词 爆破振动信号 降噪算法 隧道 Osprey优化算法 VMD分解算法
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高温花岗岩遇水冷却后物理力学特性试验研究 被引量：50
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作者 朱振南 田红 +4 位作者 董楠楠 窦斌 陈劲 张宇 王炳红 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期169-176,共8页
观察500℃内高温花岗岩遇水冷却后的物理力学特性试验研究和SEM图像发现,高温花岗岩遇水冷却后物理力学特性随温度变化规律,揭示其细观机制。结果表明,(1)高温花岗岩遇水冷却后体积随温度升高而膨胀,而质量和密度随温度升高而减小,500... 观察500℃内高温花岗岩遇水冷却后的物理力学特性试验研究和SEM图像发现,高温花岗岩遇水冷却后物理力学特性随温度变化规律,揭示其细观机制。结果表明,(1)高温花岗岩遇水冷却后体积随温度升高而膨胀,而质量和密度随温度升高而减小,500℃时体积增加1.32%,质量减小0.21%,密度减小1.51%;(2)纵波波速和横波波速皆随温度升高而降低,且前者降低幅度大于横波波速的,500℃时分别降低64.9%、46.8%;(3)单轴抗压强度和弹性模量随温度呈减小趋势,500℃时分别减小51.9%、58.6%,温度大于300℃时花岗岩表现出明显的塑性特征;(4)温度大于300℃时花岗岩内部微裂纹数目不断增多,尺寸不断增大,并逐步交叉、贯通形成微裂纹网络,导致高温花岗岩遇水冷却后物理力学性质的劣化。 展开更多
关键词 高温岩石 遇水冷却 物理特性 力学特性 扫描电镜(SEM)
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深水油气固井水合物储层物性响应与高压气水反侵研究 被引量：6
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作者 郑明明 王晓宇 +6 位作者 周珂锐 王凯 王治林 董刚 韦猛 刘天乐 贾东彦 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期118-127,共10页
固井作业是能源开采过程中的一道重要工序,当深水油气固井遇到水合物地层时,固井水泥浆水化放热会引起近井壁储层中水合物分解和产生高压气水反侵,从而严重影响固井质量,甚至导致固井报废和井壁失稳,为减小和避免水合物分解的不利影响,... 固井作业是能源开采过程中的一道重要工序,当深水油气固井遇到水合物地层时,固井水泥浆水化放热会引起近井壁储层中水合物分解和产生高压气水反侵,从而严重影响固井质量,甚至导致固井报废和井壁失稳,为减小和避免水合物分解的不利影响,明确不同固井工艺条件下水合物储层的物性响应和高压气水反侵规律是关键。以南海神狐海域水合物钻探工程GMGS-1中SH2站位勘探井为研究对象,建立固井二维数值模型,采用TOUGH+HYDRATE数值模拟软件再现固井水泥浆侵入和水化过程,分析过程中近井壁储层物性响应规律,得出南海水合物储层不同固井压差与水泥浆放热速率条件下高压气水反侵的临界条件判别曲线,并创新性地采用"连续分段模拟"思路解决水泥浆的动态放热问题。结果表明:水泥浆初凝之前主要可分为诱导、分解和二次水合物生成3个阶段;侵入行为主要发生在保压时期,当压力卸去后侵入深度基本不再增加;水化放热造成的温度升高导致水合物大量分解,产生的高压气水向四周运移,而压力卸去之后,高压气水向环空方向反侵的趋势更加明显;水化放热速率越大,固井压差越小,气水反侵发生的可能性越大,发生时间越早。对于浅部水合物储层,降低固井水泥浆水化热可有效减少反侵现象的发生,提高固井质量,而对于埋藏较深的储层可在破裂压力范围内同时使用较高的固井压差。本研究对水合物地层固井工艺参数优选具有良好的指导和借鉴作用。 展开更多
关键词 天然气水合物 深水油气固井 物性响应 动态热源 连续分段模拟 高压气水反侵 中国南海
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