浅谈核主泵的国产化

压水堆核电站一回路冷却剂循环泵(以下简称核主泵)是核电站的关键设备,核主泵对整个核电站的安全起着至关重要的作用。随着核电事业的发展,我国已掌握了多数关键核电主设备的制造能力,唯独核主泵在我国现已投产的核电机组中仍然主要依靠从国外引进。核主泵的国产化是几代核电人追求的梦想,实现核主泵的国产化将极大地促进我国核电的飞跃发展。本文通过对当今世界核主泵各种流派的技术特点对比分析,梳理出主要核电大国发展核电主泵的历程,提出培育我国核电主泵自主设计、自主制造能力的建议,认为只要认真、扎实推进核主泵自主研发的各项工作,核主泵的国产化目标一定能够实现。     

考虑试样宽度影响的绿片岩双轴压缩蠕变试验

对绿片岩试样进行双轴压缩蠕变试验,采用六元件黏弹性流变模型对试验曲线进行拟合分析,研究试样宽度尺寸对蠕变变形规律的影响。研究结果表明：相同应力水平下,当将试样的宽度逐渐增加时,轴向应变和侧向应变并非呈一直增加或减小的趋势;轴向稳态蠕变速率呈逐渐减小的趋势。蠕变试验曲线和理论模型曲线较吻合,说明六元件流变模型能较好地描述绿片岩的黏弹性蠕变特性。     

某水电站洞室岩爆的尺寸效应

统计某水电站探洞和交通洞现场典型岩爆特征表明,在基本地质条件相似的情况下,岩爆具有随洞室尺寸的增大而增强的趋势,即岩爆具有尺寸效应.根据围岩条件和应力条件建立岩爆分级判别标准.并运用该标准对比分析了整条交通洞和引水隧洞岩爆的尺寸效应,结果表明,在相同桩号处,在其他岩爆发生条件相似的情况下,引水隧洞的岩爆烈度将比交通洞的提高半个等级.     

AP1000核主泵排气过渡工况下瞬态流动特性研究

为了研究核主泵在排气过渡工况下的气液两相流瞬态流动特性,基于非均相流模型,采用CFX软件对核主泵排气过渡工况进行瞬态数值模拟,通过分析叶轮、导叶流道内的压力脉动、涡量变化及速度分布,得到了排气过渡过程的流动变化规律。研究结果表明：气液两相工况下,叶轮各流道内气相、液相的不均匀分布及两相之间的滑移作用,导致叶轮径向力产生大幅度波动;核主泵采用的扭曲型径向导叶,在进口含气率较高的工况下,其流道内易产生气泡堆积现象,使过流面积减小,产生较大的能量损失;核主泵类球形蜗壳的对称性结构,使左侧类隔舌部位出现低流速区,堵塞了部分出口流道,这也是核主泵排气过渡工况运行不稳定的重要原因。     

川藏铁路雅安至新都桥段地应力特征及工程效应分析

拟建的川藏铁路雅安—新都桥段地处川滇藏构造交汇区,地应力场复杂,针对该区现今地应力场的研究有助于川藏铁路的科学建设。基于水压致裂法地应力实测数据,对川藏铁路雅安—新都桥3个区段(雅安—泸定段、泸定—康定段和康定—新都桥段)的地应力特征和分布规律以及其工程效应进行分析。研究结果表明:(1)主应力值随埋深具有较好的线性关系,3个区段的最大水平主应力增加梯度分别为3.9 MPa/(100 m),2.7 MPa/(100 m),3.6 MPa/(100 m),其中雅安—泸定段的增长梯度最大,埋深1 300 m时实测最大水平主应力值大于51 MPa。(2)最大水平主应力方位以NW向为主,这与该区现今构造作用方向一致。受峡谷地形及区内断层的控制和影响,个别测点最大水平主应力方位呈NE向。(3) 3个区段的侧压力系数均大于1,说明该区主要受水平挤压构造为主。而3个区段埋深小于300,350和500 m的段落侧压力系数最大值分别为1.7,2.3和3.0,说明浅埋段的地应力还受到高山峡谷地形的控制及斜坡应力场的叠加影响。(4)从最大水平主应力方向与隧道轴线夹角对围岩稳定的影响来看,川藏铁路雅安—新都桥段的线路布设总体是合理的。仅在跑马山隧道出口端、康定隧道出口端和折多山隧道深埋段(埋深1 000 m左右)存在对围岩稳定不利的情况。(5)隧道Ⅱ,Ⅲ级围岩岩爆以轻微和中等岩爆为主,深埋段(雅泸段埋深超过870 m、泸康段埋深超过1 140 m、康新段埋深超过930 m)的硬岩可能发生强烈岩爆。(6)隧道Ⅳ,Ⅴ级围岩大变形以轻微、中等和强烈大变形为主。雅泸段Ⅳ级围岩埋深超过1 330 m、Ⅴ级围岩埋深超过940 m,泸康段Ⅴ级围岩埋深超过1 410 m和康新段Ⅴ级围岩埋深超过960 m后,可能发生极强大变形。     

达陕高速某隧道塌方机制与数值模拟

通过地质分析、数值模拟计算的方法,对某隧道LK42+384～388处塌方的产生机制进行了详细的分析,认为是由于地层产状与隧道轴线的关系,以及软硬岩互层等原因造成了此次塌方,并总结出一种隧道塌方的地质模型,详细阐述了"天然拱渐进失效型塌方"的机制、特征、预兆等.     

TLJ-500土工离心机实验箱体改进方案的研究

安置在成都理工大学国家防灾减灾重点实验室的土工离心机TLJ-500机型,在试验中常发生实验土体升温、风化和坍缩等不良现象。造成这些不良实验现象的原因主要是由于离心机在高速运转时,箱体内空气相对外部空气产生空气动力加热。为解决此问题,提出并设计了三种解决方案,真空隔热方案、水冷方案与风冷方案,讨论了其可行性与优缺点,为下一步研究提供了基础。     

硬脆性岩石热–力–损伤本构模型及其初步运用

热力作用下岩石本构行为的研究对深部资源开采、地热资源开发、深埋长大地下工程设施建设等岩石工程问题具有重要意义。基于现有岩石损伤劣化统计本构模型研究,引入三参量Weibull分布、热损伤、Drucker-Prager屈服准则和残余强度修正系数,经过严密的数学推导,建立了考虑岩石起裂应力的热–力–损伤本构模型,并确定了其参数表达式。采用围压25 MPa、不同温度(20℃,60℃,130℃)条件下黑云母花岗岩三轴压缩试验结果对模型进行了验证。结果表明:模型理论曲线和试验曲线具有较高的吻合度,能够客观地反映岩石热力破裂应力应变全过程和残余强度,且参数物理意义明确。最后,将本构模型嵌入FLAC数值分析软件,对瑞典APSE隧道开挖过程的热力响应进行了数值分析,计算结果较好地反映了隧道现场围岩的破坏规律。     

山岭隧道地震动力响应规律的三维振动台模型试验研究

 以国道318线黄草坪2#隧道为原型,开展大型三维振动台模型试验,重点研究隧道结构的地震动力响应规律及隧道与围岩的相互动力作用。通过对模型试验的关键技术研究,建立一套山岭隧道大型振动台模型试验设计、制作、加载及测试的工艺与方法流程。模型震害分析表明：隧道洞口边坡以开裂和滚落石震害为主,坡面加速度沿高程方向递增且具有一定的放大效应,在坡面原生裂缝和薄弱部位极易出现震害;隧道结构以衬砌开裂和掉块震害为主,初期支护和二次衬砌出现裂缝的部位不同,但钢筋网能够有效地阻止裂缝的发展。模型试验结果表明：隧道结构的加速度响应要大于周边围岩且对周边岩土体的加速度响应有一定的放大效应;对于一般的硬岩质山岭隧道来说,隧道洞口段0～50 m范围的加速度响应较大,为隧道抗减震设防的重点区域;山岭偏压隧道横向不同部位的地震动力响应存在明显差异;当地震波从隧道底部小角度入射时,隧道结构的加速度响应最强烈,对隧道结构的安全性是非常不利的;随着加载地面峰值加速度(PGA)的增大,隧道不同部位的加速度响应增大,但当隧道结构进入非线性破坏状态后,PGA呈减小趋势,地震能量逐渐被耗散。     

高温作用下围压对页岩力学特性影响的试验研究

利用MTS815型程控伺服刚性试验机对页岩开展高温常规三轴压缩试验,基于试验结果分析围压与页岩应力-应变曲线特征、峰值强度、弹性模量、泊松比、峰值应变的关系。结果表明,按体积应变特征,应力-应变曲线可归为3类：扩张型、压缩-扩张过渡型和压缩型,围压对页岩具有较明显的扩容作用。在同一温度时,在5～25 MPa围压范围内,页岩峰值强度（σ1-σ3）较低,表现出较强的塑性变形破坏特征,峰值强度和弹性模量具有随围压增加而增大的趋势。围压小于15 MPa时,页岩泊松比随围压增大而增大,而峰值轴向应变和峰值横向应变均随围压增加而逐渐降低;围压大于15 MPa后,泊松比随围压增加呈小幅下降,峰值轴向应变和峰值横向应变随围压增加而略有增大。