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关键词： 多层下蜀土边坡   稳定性分析   历史降雨   前期累计降雨量   干密度   三维数值计算模型  

摘要： 以南京某下蜀土边坡为背景,通过压缩试验、渗透试验、快剪试验和反复直剪试验,分析不同干密度对土体物理性质及力学参数的影响,并以此为依据,建立三维数值计算模型,研究当日降雨量和前期累计降雨量对多层边坡土体的饱和度、位移以及安全系数的影响。结果表明:随着土体干密度的增加,土体的压缩模量、黏聚力和内摩擦角呈增大的趋势,渗透系数则呈减小的趋势;当日降雨量对边坡浅层土体的饱和度和位移的影响较大,而前期累计降雨量影响雨水作用的深度,前期累计降雨量越大,降雨影响的深度范围也越大;降雨对边坡深处土体的饱和度的影响有一定的滞后性,当前期累计降雨量达到某一值时,土体的饱和度才会发生明显改变;边坡安全系数与前期累计降雨量呈负相关,而边坡安全系数的变化速率与当日降雨量呈正相关。

关键词： 煤岩气   CO   前置压裂   应力敏感   矿物溶解   压缩性  

摘要： CO2前置压裂能有效改善煤岩储层渗流能力,但压裂引起煤岩储层渗透率应力敏感的变化规律不明确,导致后期排采制度的优化缺乏理论依据,对煤岩气高效开发产生较大影响。针对该问题,本文通过渗透率应力敏感、高压压汞、核磁共振等实验对比分析了CO2前置压裂前后应力增大过程中煤岩渗透率、孔喉半径的变化特征,并结合XRD衍射、扫描电镜等实验结果对渗透率、孔喉半径的变化规律进行了分析和解释。研究结果表明:CO2前置压裂后,围压增大的第一阶段渗透率损失程度达67.1%,大于压裂前的55.0%,其主要原因是煤岩胶结矿物被CO2溶解,在围压增大过程中孔喉由于失去了胶结物的支撑和缓冲作用而快速闭合;CO2萃取煤岩有机质引起弹性模量减小,围压增大第二阶段煤岩基质被压缩是渗透率损失56.5%的主要原因;第三阶段主要受压裂液返排后固相残留伤害的影响,渗透率损失程度为30.0%。整体来看CO2前置压裂后煤岩储层渗透率应力敏感性增强。因此在煤岩排采阶段应控制地层压降速率,避免渗透率应力敏感性对煤岩气生产带来的不利影响。该研究成果为深层煤岩气排采阶段合理生产参数的制定提供理论依据。

关键词： 风电场   柔性直流输电系统   送端换流站   次/超同步振荡   动态交互   稳定性  

摘要： 在风电经柔直送出系统中,风电场与送端换流站的动态交互易诱发次/超同步振荡。现有研究从控制环节交互作用的角度分析系统稳定性,但在分析送端换流站电流内环的动态响应特性时,未考虑风电场侧动态的影响。为此,构建考虑风电场动态的送端换流站电流内环动态响应模型,并提出“电流实际值恒定”的送端换流站电压外环简化分析方法;在此基础上,揭示送端换流站电压外环与电流内环交互导致系统稳定性变化的机理,并定量刻画二者交互对应的稳定边界。仿真结果表明,风电场动态使送端换流站电流内环的带宽由200 Hz减小至4 Hz;当电压外环与电流内环的带宽比低于2.5时,系统稳定裕度变为负值,并诱发次/超同步振荡。基于RT-LAB硬件在环实验平台验证了理论模型与机理分析的准确性。

关键词： 液弹隔振器   弹性件设计   动静刚度比   有限元分析   试验验证  

摘要： 为解决直升机主减速器中液弹隔振器隔振效率低的问题,本文首先采用有限元分析与试验验证相结合的方法,对液弹隔振器中弹性体元件的结构参数影响进行了研究。然后基于粘弹性材料的损耗机理,通过有限元仿真对比了3种构型弹性体元件(A、B、C)的静刚度与应变分布,并进行了试验验证。研究结果表明,C整体结构弹性体元件消除装配预变形后,在5 000 N±0.5 mm加载条件下,静刚度达9 525 N/mm,动静刚度比小于1.1,且C整体结构弹性体元件在2 T载荷下位移为2.2 mm,4 T极限载荷下未发生破坏,表现出良好的承载能力与可靠性,满足设计指标,可为直升机液弹隔振器的工程应用提供了设计方法与试验依据。

关键词： 安全工程   极近距离煤层   再生顶板   稳定性评价   熵权法   逼近理想解排序法  

摘要： 针对极近距离煤层下行开采时再生顶板稳定性影响下煤层安全高效开采的核心问题,研究再生顶板稳定性评价理论与方法,以保障矿井的安全生产。构建了涵盖再生顶板自身因素、地质环境因素和开采扰动因素3个准则层及岩性组合、压实胶结时间等8个指标的综合评价指标体系。提出了一种层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)–熵权组合赋权与逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)相耦合的评价模型,通过组合赋权法均衡主客观权重以科学确定指标影响程度,利用TOPSIS法计算各评价对象的相对接近度,以此量化稳定性。并基于ArcGIS平台采用反距离权重(Inverse Distance Weighting,IDW)法实现了再生顶板稳定性的空间可视化表达并提出分区管理对策。以胜利煤矿层间距极小(平均1.45 m)的14、15煤层为工程背景进行应用研究,分析方法的可操作性与科学性。结果表明:(1)岩性组合是影响再生顶板稳定性的主导因素,其权重高达0.543;(2)再生顶板稳定性可划分为4个等级,研究区15煤层再生顶板稳定区(Ⅰ级)和较稳定区(Ⅱ级)占比达80%,整体稳定性较好;不稳定区(Ⅲ级)与极不稳定区(Ⅳ级)主要分布于水文地质条件复杂、有少量断层、岩性组合差且胶结时间短的区域;(3)经相似回采工作面验证,模型评价结果与现场实际吻合度达80%。构建的评价模型与方法能有效实现对极近距离煤层再生顶板稳定性的评价与空间预测,研究结果可为类似条件下煤层安全开采提供理论依据和技术支持。

关键词： 大柔性飞翼   缩比模型   变形   飞行动力学稳定性   涡格法  

摘要： 太阳能无人机通常采用轻质大柔性机翼,结构受载后易发生显著的变形,引起飞行器气动外形及气动特性的改变。以“太阳神”无人机为原型机进行缩比模型设计,结合涡格法和非线性有限元方法开展松耦合静气动弹性分析,获得类“太阳神”无人机缩比模型在不同过载下的弯曲变形特性。以翼梢变形相对半展长的比例系数为控制参数,分析缩比模型在不同变形下的转动惯量变化趋势;采用涡格法确定变形前后的气动导数,并基于线化小扰动理论,对不同变形构型下的缩比模型进行对应的飞行动力学稳定性分析。结果表明:随着翼梢相对变形的逐渐增大,所设计的类“太阳神”无人机缩比模型纵向静稳定性逐渐增强,长周期和短周期模态稳定性变差,横—航向运动稳定性也有降低。

关键词： 脑梗死   氧化低密度脂蛋白   磁共振血管壁成像   斑块稳定性   预测价值  

摘要： 目的 探讨血浆氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)联合高分辨磁共振血管壁成像(HRMR-VWI)高信号特征对急性脑梗死患者动脉粥样硬化斑块稳定性的预测价值。方法 选取急性脑梗死患者147例,根据斑块稳定性分为稳定组(61例)和不稳定组(86例)。收集2组基线资料,HRMR-VWI检查获取斑块特征指标;采用Pearson相关性分析探讨ox-LDL与HRMR-VWI指标的相关性,受试者工作特征(ROC)曲线分析各指标及联合检测对斑块不稳定性的预测效能,多因素Logistic回归分析斑块不稳定性的影响因素。结果 与稳定组相比,不稳定组甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、空腹血糖(FPG)、糖化血红蛋白(HbA1c)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、脂蛋白相关磷脂酶A2(LP-PLA2)、C-反应蛋白(CRP)、胱抑素C(CysC)、同型半胱氨酸(HCY)、ox-LDL水平显著升高(P<0.05);斑块负荷,斑块内出血、纤维帽破损及大脂质坏死核心比例显著升高(P<0.05)。Spearman相关性分析显示,ox-LDL与斑块负荷(rs=0.174)、斑块内出血(rs=0.241)、纤维帽破损(rs=0.352)呈正相关(P<0.05)。ROC曲线分析显示,ox-LDL、斑块负荷、斑块内出血、纤维帽破损及联合预测斑块不稳定的AUC分别为0.802(95%CI:0.728~0.863)、0.798(95%CI:0.723~0.859)、0.754(95%CI:0.676~0.821)、0.774(95%CI:0.698~0.839)和0.957(95%CI:0.910~0.983),联合预测效能最高。多因素Logistic回归分析显示,ox-LDL(OR=1.137,95%CI:1.070~1.208)、斑块负荷(OR=1.292,95%CI:1.151~1.450)、斑块内出血(OR=2.843,95%CI:2.239~3.611)、纤维帽破损(OR=3.200,95%CI:2.494~4.104)是急性脑梗死患者斑块不稳定性的危险因素(P<0.05)。结论 血浆ox-LDL水平及HRMR-VWI相关指标与脑梗死患者斑块稳定性密切相关,联合检测可显著提高对斑块不稳定性的预测效能。

关键词： 高温环境   三硝基间苯二酚铅   热稳定性   热分解反应动力学   晶体结构  

摘要： 为研究高温环境对于2,4,6-三硝基间苯二酚铅(Lead Trinitroresorcinate, LTNR)热稳定性的影响,设计了71 ~ 100℃条件下的老化试验,采用形貌表征和热分解动力学分析相结合的方法研究LTNR在不同高温环境下的热稳定性变化。研究结果表明:高温环境下,LTNR的分子结构保持稳定,晶体缺陷显著增加,结晶性有所下降;其热稳定性呈现明显降低趋势,活化能Ea从158.41 kJ/mol降低至25.41 kJ/mol;试验后,LTNR的摩擦感度呈现敏感化趋势,摩擦感度值从16 N降低至6 N;高温环境下破坏LTNR晶体结构,导致其热稳定性降低。

关键词： 真三轴   中间主应力   声发射   煤岩力学性质   能量演化  

摘要： 工作面采掘活动引起巷道顶板三向应力重分布,巷道顶板煤层和岩层由于力学性质差异发生不协调变形,进而引发顶板离层冒落,威胁工作面安全生产。为研究煤岩在不同中间主应力作用下的力学性质差异,对同矿井顶板煤、岩样开展真三轴压缩试验,分析其力学、声发射及能量演化特征。研究结果表明:煤、岩样峰值强度随σ2增大呈先增后减趋势,煤样弹性模量随σ2变化较小,岩样弹性模量随σ2逐渐增加,峰值强度和弹性模量对σ2敏感性大小为粉砂岩>砂质泥岩>煤,体积扩容敏感性大小为煤>砂质泥岩>粉砂岩;煤样伴生裂隙显著多于岩样,二者体积主要沿σ3方向膨胀,剪切破坏面在σ1-σ3面内产生,煤样破坏模式随σ2增大由拉伸主导逐步转为剪切主导,岩样破坏过程以张拉-剪切混合破坏为主,岩样整体表现为脆性破坏特征;声发射监测结果显示煤样声发射计数约为岩样10倍,煤样声发射信号及能量释放主要集中于裂隙扩展阶段,岩样则主要集中于破坏阶段,煤样峰后整体破坏趋势从核心区向四周扩散,主裂隙带发育更集中,岩样则多呈条带状或分散分布,粉砂岩裂隙扩展方向性更强,泥质砂岩初始损伤响应更敏感;σ2对岩样裂隙类型转换的影响较煤样弱,岩样在高σ2下仍保留一定比例的张拉裂隙活动;随着σ2增大,峰值点处的输入能和弹性能先增大后减小,岩样积聚弹性能的能力显著大于煤样,不同中间主应力下耗散能所占比例为煤>泥质砂岩>粉砂岩。研究结果为巷道顶板煤岩离层失稳机理研究提供了理论依据。

关键词： 钢圆筒   基槽开挖   波浪荷载   有限元强度折减法   极限平衡法  

摘要： 随着我国海上油气与新能源开发的不断推进,大直径钢圆筒结构在海洋工程中的应用日益广泛。为解决钢圆筒振沉前后基槽边坡的稳定性计算问题,本文依托渤海海域某实际工程项目,采用有限元强度折减法与极限平衡法,对基槽开挖边坡的稳定性进行了对比分析。计算中模拟了钢圆筒安装前、后两种工况,并考虑了不同重现期波浪荷载的作用;同时,将波浪荷载对土体产生的波压力进行等效处理,并施加于边坡表面,以反映波浪作用对边坡稳定性的影响。结果表明,在钢圆筒振沉前的工况下,两种方法计算得到的边坡安全系数及潜在滑动面位置较为接近,差值在4%以内,表明该基槽开挖方案具有较高的安全储备;在钢圆筒振沉后的工况下,有限元强度折减法计算得到的安全系数略高于极限平衡法。由于极限平衡法对振沉后施工过程的模拟相对简化,其计算结果偏于保守,两种方法计算得到的安全系数差值在11%以内。在本文研究条件下,不同重现期波浪荷载对边坡稳定性的影响总体较小,但考虑波浪的动态作用过程,不同时刻波浪力的空间分布对边坡潜在滑动面的出现位置及影响范围具有显著影响。综合分析表明,在水下基槽边坡稳定性分析中,极限平衡法计算结果偏于保守,而有限元方法在反映结构与土体相互作用方面更具优势。本研究成果可为类似水下钢圆筒防护结构工程的基槽开挖设计提供参考。