新型焊条电弧焊水下局部干法焊接装置研制及焊接工艺研究

以拓展水下局部干法焊条电弧焊焊接方法为目的,研制出一种新型的水下局部干法焊条电弧焊焊接装置,并进行了系统的焊接工艺试验。通过焊接装置的试验,该系统装置结构简单、操作方便、焊缝成形美观。与焊条电弧焊正常干法环境焊接相比,由于水下焊接时气体对电弧的压缩效应,使得焊缝熔深明显增加,熔宽略微下降;随着水深的增加,排水气体的压力相应增大,焊缝熔深进一步增加,熔宽进一步下降,同时母材与焊缝的过渡更为圆滑,降低了应力集中的程度。     

模拟三点弯曲试验的细胞自动机模型

细胞自动机是一种在随机初始条件下,通过构造简单的数学规则,来描述离散动力系统内部因局部单元之间强烈的非线性作用而导致系统整体自组织演化过程的一种数学模型.在此基础上,以力、位移作为基本状态变量,基于基本的力学规律构造了细胞自动机模型的矢量局部更新规则,建立了一种模拟岩石破坏过程的细胞自动机模型,并克服了以往规则确定随意性以及标量化的缺点.利用该模型模拟了三点弯曲梁的破坏过程,分析了预制裂纹对三点弯曲梁的破坏过程的影响,给出了与破坏过程所对应的应力-应变曲线以及声发射曲线.     

边坡安全监测网络及在锦屏一级工程中的应用

工程安全监测是监视工程安全的重要手段,通过工程安全监测可以及时获取第一手资料,了解工程的工作性态,为评价工程的安全状况、发现工程的异常迹象提供科学依据,从而可以制定适当的措施来保障工程的安全.为提高边坡安全监测资料管理分析的效率,采用VC 和SQL Server 2000开发了具有先进性、可靠性、通用性和可扩充性的边坡监测数据管理分析系统.并将该系统应用于锦屏一级水电站大坝左、右岸边坡监测资料的分析处理,实现了监测信息和监测数据的实时管理和分析,使监测分析成果能够及时、准确地反馈给设计人员,对规避设计和施工风险,保证边坡施工和运行安全,起到了重要的作用.     

坝区岩体压缩蠕变参数的数值反演

根据大岗山水电站坝区现场承压板压缩蠕变试验资料,在坝区软弱岩体压缩蠕变模型识别的基础上,建立了坝区岩体蠕变参数反演的数值分析方法,该方法可以真实模拟现场承压板的压缩蠕变试验过程和试验点的地层分布与地质状况.采用数值反演有效得到坝区试验点岩体的压缩蠕变参数且数值反演计算变形值与实测变形值基本相近,较好反演了坝区岩体的蠕变力学参数,这为坝区边坡工程的稳定性评价与分析提供了技术参数保证.     

深部巷道围岩破裂模型试验变形量测研究

针对地质力学模型试验内部变形难以精确量测的难题,以深部巷道围岩破裂模型试验为基础,在模型中布置了布拉格光纤光栅应变传感器和光栅尺位移传感器,对巷道围岩内部的应变和位移进行监测,并布置了电阻应变砖进行对比分析.研究成果表明:1)电阻应变砖、布拉格光纤光栅应变传感器和光栅尺位移传感器测得的围岩内部变形规律基本一致,将光纤光栅应变传感器和光栅尺位移传感器应用于模型试验的内部变形量测是可行的;2)光栅尺位移传感器精度可达到0.001 mm,且具有制作简单、稳定性强、不易损坏等优点,在模型试验中具有广泛的应用前景;3)3种量测手段均揭示出深部巷道围岩内部变形呈现波峰与波谷交替变化,这与模型断面出现的破裂区与非破裂区交替破裂现象相吻合.     

极端风险因素影响的深部层状盐岩地下储气库群运营稳定三维流变模型试验研究

盐岩因其非常低的渗透特性与良好的蠕变行为被公认为能源储备最理想的介质。为有效反映不同采气速率、注气速率、运行低压、运行高压、储库失压、储气压差以及储库间距等极端风险因素对盐岩地下储气库群运营安全稳定的影响,采用满足流变相似条件的盐岩储气库介质模型相似材料,对江苏金坛深部层状盐岩地下储气库群的运营稳定进行三维流变地质模型试验。试验结果表明：(1) 洞腔径向位移和径向应变随着注、采气速率的增加而逐渐增大;(2) 洞腔随储气内压的减小而不断向洞内收敛变形,随储气内压的增大而不断向洞外扩张变形,当储库采气降压到3 MPa或注气升压到22 MPa时,洞腔出现加速蠕变现象;(3) 相邻洞腔位移随着储气压差的增加而增大,当储气压差达到9 MPa时,洞腔出现加速蠕变现象;(4) 储库群之间存在明显的相互影响,洞腔位移随着储库间距的减小而增大;(5) 当盐腔突然失压时,洞周径向位移和径向应变瞬间突然增大。因此,为保证盐岩地下储气库群的安全运营,建议储气库群的最大采气速率应小于0.65 MPa/d,最大注气速率应小于0.75 MPa/d;储气库群的最低运行气压应大于3 MPa,最高运行气压应小于22 MPa;相邻储气库间的最大储气压差应小于9 MPa;储气库之间的间距应大于1.5倍储库最大直径。这些研究成果可为盐岩地下储气库群的运营安全控制与管理提供重要的试验依据。     

岩石剪切破坏过程的能量耗散和释放研究

地下工程的特殊地质环境和岩石自身的构造(存在微裂隙)决定了岩石的破坏主要以压剪破坏为主.而地下硐室的破坏如岩爆等也以剪切型破坏为主.剪切型裂纹与张性裂纹的不同使得岩石破坏时释放出较大的能量.岩石破坏过程中自身力学参数的弱化,使得应力应变关系并不能准确反映岩石变形破坏的本质.因此,以能量的耗散和释放原理,分析了岩石变形破坏过程中的能量变化,并以单轴压剪破坏为例研究了岩石破坏过程的各种能量的传递、转化关系,计算了压剪破坏后岩石释放的各种能量所占总变形能的比例,对认识硐室围岩应力重分布后积聚的可释放变形能的能量分配,硐室发生岩爆时动能大小及岩爆的量级,具有一定指导意义.     

弹性地基梁杆系有限元法在深大基坑工程支护设计中的应用

由于弹性地基梁法能够反映支挡结构与土的相互作用,并可有效考虑基坑开挖、回填过程中各种基本因素和复杂情况对支护结构内力和变形的影响,本文根据Winkler弹性地基梁的计算原理和方法,编制了弹性杆系有限元计算程序,对深圳市民广场深大基坑桩锚支护结构进行了设计计算,获得了支护桩桩身位移和弯矩随开挖过程的分布变化规律,计算结果有效指导和优化了基坑支护设计,保证了基坑和邻近基坑的地铁区间隧道结构的安全,支护设计取得了显著的经济效益。     

大型窑洞式地下厂房围岩稳定性试验分析

本试验利用自制的地质力学模型材料(MSB),在窑洞式地下厂房的立式平面应力模型的周边上,按实际主应力方向进行加载。成功地模拟了原始地应力场,得出了洞室在实际开挖过程中围岩应力变化、洞室变形状况及破坏形态。     

各向异性损伤锚固模型在大型公路滑坡治理工程中的应用

公路滑坡是公路交通运营过程中经常出现的一种地质灾害，本文根据岩石锚杆对节理裂隙岩体的加固机理，提出各向异性损伤锚固模型模拟锚杆支护效果，在深入分析了一公路滑坡的成因后，将建立的力学模型用于指导该公路滑坡的加固治理设计，取得了令人满意的效果．