摘要:弹塑性分析是获取围岩力学特性的重要方法,但选择合理的分析方法却是一个难题。为探究围岩本构关系与屈服准则分析方法之间的差异,采用双线性本构关系与统一强度准则分析方法,对淮南煤业集团谢义矿王峰岗井−817 m 灭火材料仓处巷道围岩应力分布与变形特征进行分析,对比2种分析方法的计算结果,探讨原岩应力与支护阻力作用下巷道围岩塑性区半径与位移的演化规律。结果表明:与统一强度准则分析法相比,双线性本构关系分析法避免了中间主应力系数对结果的影响,切向应力分布曲线平滑。计算得到的隧道塑性区半径和周边位移分别为 4 365 m 和 87 373 mm,均大于统一强度准则分析方法的计算值。应力差是影响隧道围岩力学特性的主要因素,当应力差由 20.4 MPa 减小到 16.4 MPa 时,隧道塑性区半径和周边位移分别减小了 0.697 m 和 26.73 mm。研究为隧道围岩弹塑性分析方法的实际选择提供了理论参考。 关键词:双线性本构关系;弹塑性分析方法;应力差;隧道围岩;统一强度准则 1 引言
简便、快速、可靠的隧道稳定性评价方法可以促进隧道工程的建设和发展。现阶段与隧道稳定性有关的问题可以通过理论分析法、模型试验法或数值分析法进行很好的分析,但对于重要性较高、决策设计周期较短、施工工期较紧迫的工程,上述方法难以得到有效的分析。本文针对黏土隧道稳定性评价问题开展研究。首先,提出以应力、应变状态为变量的状态函数,预测隧道开挖引起的围岩应力、应变状态,以表征围岩的物理力学状态(又称稳定状态);其次,模拟围岩物理力学性质的非线性劣化,给出隧道稳定性储备系数的表达式及计算方法;最后,通过黏土隧道算例,将所提方法的计算结果与强度折减法、极限平衡法进行了比较。通过对拱顶、边墙、拱底3个特征点的对比可知,黏土隧道的稳定储备系数小于强度折减法和极限平衡法计算的结果;采用本文方法计算得到的极限位移值比强度折减法计算的结果更接近现场监测数据,因此本研究可以更好地应用于黏土隧道的稳定性评价。
沉积岩被广泛用作地质储层,并用作地理能源系统的宿主岩石。沉积岩的热性能,例如热有导度,热扩散率和体积特异性热量,在适合这些应用中起着至关重要的作用。这项研究使用扫描电子显微镜(SEM)分析研究了30种不同的砂岩样品的热性能。比较具有不同热性能的岩石样品的SEM图像,以分析纹理特性如何影响热性能。我们的结果表明,沉积岩的热性能高度取决于其质地。特别是,我们发现具有较高粗糙度的岩石倾向于表现出较低的导热率和热扩散率。毛孔和裂缝的存在影响了砂岩岩石检查的热特性。从图像中提取的平均表面粗糙度显示出强大的负电导率和扩散率(分别为−0.59和-0.6),而实验得出的是,由于其复合效应对热传递的效果可能会导致孔,裂纹和空隙区域的阴性负相关(-0.18和 - 0.17)的显而易见的负相关性(-0.18和 - 0.17)。空隙的大小,形状和分布会影响传热,互连的空隙为热流提供网络,而较小的空隙更有效地捕获热量。沉积岩的质地在确定其热性能中起着至关重要的作用。[doi:10.1115/1.4064030]该知识可用于优化对应用中砂岩储层的潜力的理解,例如地热能或热能存储。
1GenéActica,生理学和微生物学,生物学学院,马德里大学合格大学,28040西班牙马德里; ismaelve@ucm.es(i.v.-G。); perezuz@ucm.s(B.P.-U。 div>); richwill@ucm.es(R.W。) div>2 RoyalJardín ico,Csic Plaza de Murillo 2,28014西班牙马德里; Enrique.lara@rjb.csic.es 3 Changins葡萄栽培与植物学学院,科学与艺术大学瑞士西部,Duillier 60,1260 Nyon,Nyon,瑞士; david.singer.bio@outlook.com 4生物多样性系,生态与进化,马德里大学合并学院的生物科学学院,西班牙马德里28040; amayadec@ucm.s(A.D.C.-G。); murciano@bio.ucm.s(a.m.); Abelsanchez@bio.ucm.s(A.S.-J。) div>5肛门科学系,科学学院,远程教育大学,西班牙马德里28040; manu.garo@ccia.uned.es *通信:ceremema@ucm.es;电话: +34-913944967†作者也为这项工作做出了同样的贡献。 div>
控制大气变暖需要立即减少二氧化碳(CO 2)的排放,以及从当前点源中的CO 2的主动去除和隔离。降低大气CO 2水平的一种有希望的策略是地质碳固存(GCS),其中CO 2注入地下并与地下反应以沉淀碳酸盐矿物质。最近已经报道了镁铁质和超镁铁质岩石的现场测试的快速矿化化。但是,与盐水含水层和耗尽的石油和天然气库不同,这些地层可能具有极低的毛孔性和渗透率,限制了储存量,并将反应性矿物质表面限制为预先存在的裂缝网络。结果,地球化学相互作用与断裂网络演化之间的耦合是长期可持续碳储存的关键组成部分。在本文中,我们总结了整合实验和建模方法的最新进展,以确定破裂的镁铁质/超镁铁质岩石系统中碳矿化的一阶过程。我们观察到骨折孔径,流动和表面特征在控制次级沉淀的数量,身份和形态中的关键作用,并呈现这些因素的影响可以反映在新开发的热 - 热力学 - 化学模型中。我们的发现为未来的碳矿化工作提供了路线图,因为我们提出了我们克服的最重要的系统组件和关键挑战,这些挑战是使GC能够在镁铁质和超镁铁质岩石中启用GC。
部署先进的能源技术。” ARPA-E根据《美国法典》第42章的授权法规发出了此通知书(NOFO)§16538。NOFO以及根据本国国际福技委员会制定的任何合作协议或赠款均受2 C.F.R.的约束。第200部分补充了2 C.F.R.第910部分。arpa-e为解决该部门的能源和环境任务的变革性科学和技术解决方案提供了研究和开发。该机构专注于在定义的一段时间内进行适度投资可以有意义提高的技术,以催化从科学发现到早期阶段技术的翻译。有关ARPA-E的最新新闻和信息,其程序和当前支持的研究项目,请参见:http://arpa-e.energy.gov/。ARPA-E资金转型研究。现有的能源技术通常在既定的“学习曲线”上进行进展,其中对技术和规模经济进行了改进,这些技术随着制造和分销的发展而逐步发展为成本/绩效指标的改善。这种技术的持续改进对于增加的商业部署至关重要,并且适当地是私营部门或DOE内应用技术办事处的重点。相比之下,ARPA-E支持有可能创建新的学习曲线的变革性研究。ARPA-E技术项目通常从成本/绩效估计开始,远高于现有技术的水平。鉴于这些项目固有的高风险,许多人将无法进步,但是有些人可能会成功通过预计的成本/绩效指标生成新的学习曲线,该曲线明显优于现有技术。ARPA-E将仅针对重要的
我们使用瑞典和芬兰福斯马克和奥尔基洛托处置库的数据和条件,对结晶岩中的 KBS-3V 处置库设计进行了耦合热-水-力学建模。研究重点关注处置库性能,即热和水力演化对地下处置库开挖的热-机械损坏可能性的影响。对于福斯马克和奥尔基洛托处置库考虑的设计和条件,模拟显示峰值温度远低于采用的性能目标 100 ◦ C 最高温度,而 KBS-3V 废物沉积孔仍有很大的热-机械损坏可能性。如果岩石渗透性太低,以至于推迟了膨润土-粘土基回填物的饱和和膨胀,使其超过热-机械峰值时间(核废料沉积后 50 至 100 年),则更有可能发生热-机械损坏。我们还发现,由于热应力和回填膨胀的共同作用,KBS-3V 安置隧道的侧壁容易受到拉伸断裂的影响。研究强调了膨润土基回填物和围岩之间通过毛细吸力以及诱发的岩石脱饱和作用产生的强烈相互作用。精心设计和选择 KBS-3V 隧道和沉积孔的膨润土基回填材料可以促进及时饱和和回填膨胀,从而最大限度地减少热机械损伤。
我们使用瑞典和芬兰福斯马克和奥尔基洛托处置库的数据和条件,对结晶岩中的 KBS-3V 处置库设计进行了耦合热-水-力学建模。研究重点关注处置库性能,即热和水力演化对地下处置库开挖的热-机械损坏可能性的影响。对于福斯马克和奥尔基洛托处置库考虑的设计和条件,模拟显示峰值温度远低于采用的性能目标 100 ◦ C 最高温度,而 KBS-3V 废物沉积孔仍有很大的热-机械损坏可能性。如果岩石渗透性太低,以至于推迟了膨润土-粘土基回填物的饱和和膨胀,使其超过热-机械峰值时间(核废料沉积后 50 至 100 年),则更有可能发生热-机械损坏。我们还发现,由于热应力和回填膨胀的共同作用,KBS-3V 安置隧道的侧壁容易受到拉伸断裂的影响。研究强调了膨润土基回填物和围岩之间通过毛细吸力以及诱发的岩石脱饱和作用产生的强烈相互作用。精心设计和选择 KBS-3V 隧道和沉积孔的膨润土基回填材料可以促进及时饱和和回填膨胀,从而最大限度地减少热机械损伤。