国家自然科学基金(51278378)
- 作品数：9 被引量：91H指数：7
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- 地下压气储能圆形内衬洞室内压和温度引起应力计算被引量：18
- 2014年
- 地下压气储能岩石内衬洞室内,不断变化的气体内压和温度引起的应力场是关乎洞室稳定性、耐久性的重要因素,由此提出了一种计算气压和温度引起应力变化的解析方法。将内衬洞室考虑成由密封层、衬砌和围岩组成,首先建立了洞室温度和气压求解的控制方程;利用拉普拉斯变换和叠加原理得到每个循环内洞室温度和气压随时间的变化;采用热弹性模型得到内压和温度引起的应力场。基于解析方法,给出了典型循环周期内洞室应力变化情况;接着通过一个热–力以及洞室气体耦合求解的数值模型以及不考虑密封层和衬砌的温度场解析方法来验证本文方法;最终探讨了温度对总应力的影响程度,以及不同换热系数的影响。结果表明:本文方法是可行的;温度和内压引起的密封层和衬砌内环向拉应力非常大;温度对于压气储能洞室有着不可忽略的作用,温度对于环向和纵向应力的影响程度要大于对径向应力的影响;换热系数对应力变化影响很大。
- 周舒威夏才初张平阳周瑜
- 关键词：温度应力
- 基于爆破振速衰减与控制值的爆破药量计算方法被引量：4
- 2018年
- 文章基于爆破振速衰减最慢公式与振速控制值,提出了计算爆破药量的方法,以便将爆破振速控制在控制值范围内。根据萨道夫斯基公式对现场监测的爆破振速进行等效转化与排序,然后按照振速衰减的快慢对监测数据进行分类,并在保证回归效果显著的情况下,对振速衰减最慢0的监测数据进行线性回归,从而获得振速衰减最慢的萨道夫斯基公式,然后根据此公式和振速控制值采用线性回归控制法计算后续施工的爆破药量。通过对新岭隧道扩建工程的监测数据按振速衰减的快慢进行分类分析,并将根据线性回归控制法计算的爆破药量和实际药量进行对比可知:按照爆破振速衰减快慢程度对现场监测数据分类,可将各类数据的萨道夫斯基回归公式的相关系数提高到0.95以上;实际爆破药量小于计算药量时,现场监测爆破振速均不超过控制值,因此按振速衰减最慢的萨道夫斯基公式和控制值并采用线性回归控制法计算的爆破药量可将爆破振速有效地控制在控制值范围内;获得的新岭隧道扩建工程Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩爆破振速衰减最慢公式的参数,可为后续类似工程的爆破药量设计提供参考。
- 夏才初刘志方刘志方单光炎
- 循环加-卸载岩石本构模型研究被引量：13
- 2015年
- 循环加-卸载岩石本构模型是预测压气储能洞室长期稳定性的关键,但目前还没有适用的本构模型,因此,提出了一种能够描述岩石循环加载和卸载的本构模型。鉴于岩石在循环作用下损伤不断累积,将基于Weibull分布的岩石损伤软化模型进行拓展,并用内变量疲劳本构模型描述每个循环的初始模量和卸载模量的变化,进而得到循环加-卸载作用下的岩石本构模型,然后将该模型与现有的试验结果进行对比。该模型物理意义明确,涉及的参数较少,且便于拟合。提出的循环加-卸载下岩石本构模型对试验数据拟合效果较好,能较准确地反映循环荷载上、下限值对应的轴向应变,也能反映出循环内部变形模量衰减的趋势。该模型的成功建立为循环加-卸载下岩石本构模型的研究提供了新思路。
- 张平阳夏才初周舒威周瑜胡永生
- 关键词：岩石本构模型
- 大规模压气储能洞室稳定性和洞周应变分析被引量：34
- 2014年
- 地下储气构造物是压气储能(CAES)电站选址的决定因素,其中人工开挖的硬岩洞室因其受地质构造限制小、适应范围广而备受关注。针对压气储能地下洞室方案选型和密闭性要求,选择了典型的洞室埋深(200、300、500 m),考虑不同的洞室形式(隧道式和大罐式)和洞室尺寸,采用Abaqus有限元软件计算出高内气压下压气储能洞室围岩的塑性区和洞周应变。通过分析开挖后和充气后两个工况下围岩的受力和变形特征,获得合适的洞室形式。当围岩级别为Ⅱ级、内压为10 MPa的情况下,埋深为300 m的圆形洞室和大罐式洞室稳定性较好,该埋深下6 m直径圆形洞室最大洞周应变为7.55410??,容积为5 310 m大罐式洞室最大洞周应变为5.54410??,以上值都在一般橡胶类高分子密封材料的正常工作范围内,这为密封材料在不同温度下的延伸率和耐久性研究提供了基础数据。
- 夏才初张平阳周舒威周瑜王蕊
- 关键词：有限元法稳定性
- 公路隧道施工变形监测精度要求探讨被引量：10
- 2016年
- 隧道周边收敛和拱顶下沉监测是判断围岩支护效果、二次衬砌施作时间、隧道动态信息化设计与施工以及保证隧道施工安全的重要措施。现有JTG F60—2009《公路隧道施工技术规范》对隧道周边收敛和拱顶下沉监测的精度要求为0.1 mm,明显高于铁路隧道施工和基坑工程变形监测0.5-1.0 mm的精度要求,且公路隧道的实际监测精度很难达到规范规定的精度要求。总结现有公路隧道、铁路隧道和其他规范的具体监测内容和要求,结合现有隧道施工监测仪器的精度技术指标,参照隧道设计规范规定的预留变形量、隧道施工阶段变形监测统计结果和基坑工程监测规范的精度要求等,建议将公路隧道周边收敛和拱顶下沉监测的精度要求修改为0.5-1.0 mm。0.5-1.0 mm的监测精度要求可以保证公路隧道的施工安全,促进高精度全站仪等非接触量测方法和仪器在公路隧道施工变形监测中的应用和推广,提高公路隧道施工变形的监测效率,避免因达不到JTG F60—2009《公路隧道施工技术规范》规定的监测精度要求而引发的监测数据造假现象。
- 夏才初那通兴彭国才陈忠清
- 关键词：公路隧道拱顶下沉
- 急曲率曲线钢顶管管节结构形式研究被引量：2
- 2016年
- 对急曲率曲线钢顶管的结构形式和管节接口应力进行了研究。将目前常见的顶管接口和曲线钢顶管工程结合,提出了适用于急曲率小口径曲线顶进的新型钢顶管铰接管接头形式,通过铰接管的启曲能实现钢顶管的曲线顶进。通过对管节接口应力进行研究,解释了管节接口会出现应力过大的现象。若不采取减阻措施,管节接口必然出现应力过大现象,并提出改善接口应力的措施,首次将新型铰接管结构形式成功应用于罗泾支线原水工程曲线钢顶管工程中,证实了新型钢顶管管节间的结构形式的稳定性和适用性,证实了改善接口应力的有效性,对今后的类似工程有重要的借鉴意义。
- 黄文丰秦雨春夏才初周昭欣
- 关键词：钢顶管结构形式
- 循环单轴应力和循环温度作用下玄武岩力学性质初探被引量：10
- 2015年
- 对玄武岩在循环单轴应力–温度作用下的力学性质进行初步的试验研究。开展应力上限为80%和65%单轴抗压强度、温度上限为60℃和90℃的循环单轴应力–温度试验以及循环后的单轴压缩试验。试验结果表明:循环应力和循环温度作用具有"叠加"效应;循环应力上限为80%单轴抗压强度时,玄武岩随循环次数增加逐渐损伤,在循环中破坏;应力上限65%抗压强度且温度上限60℃时,玄武岩随循环次数增加逐渐硬化,在循环中不会发生破坏;损伤岩样峰值应变经历初始阶段、等速阶段和加速阶段,残余应变具有较大波动性;损伤岩样峰值割线模量先迅速降低,后缓慢降低,在临近破坏时急剧减小,应力上限大时峰值割线模量的降低程度大;应力上限相同,温度上限大的损伤岩样破坏循环数小;硬化岩样峰值应变和残余应变随循环次数增加而减小,峰值割线模量、割线弹性模量和卸载模量随循环次数增加而增大,温度上限大时岩样模量增加幅度小;硬化岩样受循环作用后,抗压强度较初始强度提高;岩石破坏时峰值应力与峰值割线模量定义的损伤因子线性相关程度高。
- 夏才初周舒威胡永生张平阳周瑜
- 关键词：循环应力循环温度玄武岩力学性质
- 压气储能内衬洞室的空气泄漏率及围岩力学响应估算方法被引量：22
- 2017年
- 为评价压气储能内衬洞室的密封性及围岩稳定性,提出一种估算洞室空气泄漏率和围岩应力、位移的方法。该方法以一种计算压气储能洞室温度和压力的简化解为基础,结合高分子材料气体渗透方程和多孔介质径向流方程,还采用无限大平板孔口问题的弹性力学解,通过迭代计算的方式求解出洞室空气泄漏率和围岩应力、位移。通过5个算例对迭代计算方法进行验证,结果表明:该方法可以较为准确地估算压气储能内衬洞室的空气泄漏率以及洞室围岩的应力、位移,并且便于在计算机中编程实现,计算速度优于数值模拟,可以直接应用在压气储能内衬洞室研究的初始阶段(如选址、初设阶段),也可与精细数值模拟的结果相互印证,为后续研究提供指导。
- 周瑜夏才初赵海斌王先军梅松华周舒威
- 关键词：岩石力学泄漏率围岩解析解
- 压气储能内衬洞室高分子密封层的气密与力学特性被引量：10
- 2018年
- 高分子密封层是压气储能内衬洞室储存高压空气的关键结构,然而运营工况下高分子密封层的气密与力学特性仍不清晰,高压气体是否会透过高分子密封层?透过气体量有多少?这些问题仍没有解答。利用自行研制的高压气密试验仪器对丁基橡胶(IIR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、天然橡胶(NR)和玻璃钢(FRP)共4种高分子材料的渗透系数进行测定,并通过单轴拉伸试验获取其力学参数;提出压气储能内衬洞室的多场耦合控制方程并用2个试验洞的实测数据进行验证;结合试验数据和多场耦合控制方程,对典型运营工况下高分子密封层的气密与力学特性进行计算分析,结果表明:典型运营工况下,除玻璃钢外其余3种高分子密封层都会发生一定程度的空气泄漏,但泄漏量都比较小,满足压气储能洞室的气密性和力学特性要求,丁基橡胶和玻璃钢可以作为优先考虑的密封层材料。另外,本文所提出的多场耦合控制方程可以作为压气储能洞室分析的有力工具。
- 周瑜夏才初夏才初张平阳
- 关键词：岩石力学力学特性
