围压

摘要： 为了进一步明晰难钻地层(如花岗岩地层)中异形PDC齿的破岩机理,采用有限元建立了含不同矿物组分的细观非均质花岗岩模型,同时还建立了10种常见的异形PDC齿在不同围压条件下的切削破岩模型,并对其破岩机理进行了分析。研究结果表明:鞍形齿和双曲面齿的破岩效率最高,其原因为这两种齿形能在实现移除区的脆性破碎的同时减少影响区的纵向破碎;围压对钻齿的破岩效率和攻击性有抑制作用,其原因为围压的增加使得移除区以塑性破碎为主,且锥形齿的破岩效率对围压变化最敏感,而围压的增加对双曲面齿和鞍形齿的破岩效率抑制作用最不显著;研究的10种PDC齿形被分为曲面齿、平面齿和凸刃齿3类,且这3类齿的应力集中状态依次增大。研究结果可为钻齿的选择、钻头的设计优化以及钻井参数的优选提供依据。

摘要： 采用显示动力学软件对水射流冲孔过程进行数值模拟,探究煤岩在高压水射流冲击下的破碎规律及裂隙发育状态,分析射流水柱冲击有/无围压的煤岩时,掏槽成孔的过程及机理,论证了煤岩体受拉伸力和剪切力的作用下导致横纵向裂隙形成并逐渐延伸成裂隙网的过程。研究结果表明:水射流冲击煤岩形成孔洞的同时,会在周围煤岩形成供瓦斯运移的裂隙,且成孔损伤范围受围压的影响;射流参数一定时,围压作用会阻碍孔深和孔径的扩展,但会使得周围裂隙的发育范围进一步扩张,20 MPa围压作用下扩张范围约增加40%。

摘要： 为了研究裂隙岩体的渗流规律,将岩体中的裂隙网络简化为单裂隙,依据Barton提出的10条JRC标准轮廓曲线,采用3D打印技术制备出含10级粗糙度(JRC=1~20)的单裂隙水泥试件,对其进行单裂隙渗流试验,研究不同粗糙度单裂隙岩体在不同围压、水压情况下的渗流规律。研究结果表明:岩体单裂隙渗流过程中,当水压和围压恒定时,粗糙度越大,则渗透率越小;当水压和粗糙度恒定时,围压越大,则渗透率越小,但在围压增大到4 MPa时,渗透率下降速度趋于平缓;在围压及粗糙度相同的情况下,单裂隙岩体的渗透率随着水压的升高而增大,且呈线性相关关系。

摘要： 以镇江大港水厂一期取水长距离顶管为背景工程,利用有限元屈曲分析及弹塑性分析相结合的方法,建立了数值计算模型,获取了长距离顶管在不同荷载作用下的屈曲模态及极限荷载,并进一步研究了管长、壁厚及摩擦因数的影响。研究结果揭示了不同荷载作用下顶管屈曲模态,明确了不同荷载组合下顶管极限承载力受管长、壁厚以及摩擦因数等因素影响规律,从预防屈曲和屈曲后补救方面提出了施工控制措施,为类似复杂地质条件下长距离顶管施工提供了借鉴。

摘要： 《土工试验方法标准》《地基基础设计规范》和《高层建筑岩土工程勘察标准》以UU试验指标计算地基承载力存在的与实际情况不相符合的问题,本文建议将一倍基宽深度内划分几个力学亚层,按各亚层的实际受力对试样进行加压,并将各亚层的c、Φ值按厚度加权平均得到的标准值作为承载力计算参数更合理。

摘要： 为了研究煤矿高浓度胶结充填体的能量演化特征,借助RTR-2000高压岩石三轴动态测试系统开展了高浓度胶结充填体不同围压下的常规三轴压缩试验,分析了试件变形破坏过程中的应变能演化规律及围压效应。研究结果表明:(1)对于围压不为0的试件,峰值强度对应的耗散应变能占吸收应变能的比例超过70%,试件在达到峰值强度前已经发生剧烈的塑性变形和破坏;(2)试件变形破坏过程中,吸收应变能快速增加,弹性应变能先积累后释放,峰值强度时达到储能极限,耗散应变能自屈服变形阶段开始快速增长;(3)相同轴向应变条件下,围压越大,试件的吸收应变能、弹性应变能越大,高围压试件的耗散应变能随轴向应变的增加将超过低围压试件的耗散应变能,围压可以大幅改善试件的应力水平,限制试件的径向变形,提高试件的储能能力,抑制试件的变形破坏。

摘要： 以低渗透致密红砂岩为研究对象,开展了不同围压和孔隙气压下的常规三轴不排气试验,分析了不同应力路径下,围压与孔隙气压对岩石力学特性的影响。试验结果表明:围压对砂岩具有强化作用;随着围压增大,抗压强度与延性明显增大,多呈现剪切破坏形式;孔隙气压使砂岩的抗压强度降低,脆性提高,砂岩内部张力增大,对砂岩内部连续结构产生破坏,易产生劈裂破坏面。

摘要： 淤泥质黏土是码头工程常见地基土,其蠕变特性与码头地基稳定性紧密关联。为研究不同围压条件下的淤泥质黏土蠕变力学特性,对其开展固结排水三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Mesri和Log-Modified模型模拟淤泥质黏土的蠕变力学行为,得到蠕变经验模型,并对比两个模型的辨识效果。结果表明,同一围压下,随着轴压的提升,轴向应变逐渐递增,初始和稳态蠕变速率均呈线性递增趋势;同一加载等级下,围压和轴压的升高促进轴向应变的增长,较高轴压和围压条件下初始、稳态蠕变速率均始终大于较低轴压和围压条件;淤泥质黏土等时轴压-轴向应变曲线近似双曲线,具有明显的非线性特征;Mesri蠕变经验模型辨识效果优于Log-Modified蠕变经验模型。

摘要： 珊瑚岩的深层打桩工程提出了研究珊瑚岩在围压作用下动态力学性能的新科学需求.通过带围压的霍普金森压杆(SHPB)对珊瑚岩开展冲击试验,得到了不同围压下珊瑚岩的力学响应.研究表明:无围压情况下,珊瑚岩动态抗压强度与常规岩石一样,具有明显的应变率敏感性;随着围压增加,珊瑚岩动态抗压强度不仅有显著的提高,而且其应变率敏感性更强,并归纳出含围压和应变率效应的破坏强度公式.本文提出的强度公式对深厚覆盖层珊瑚岩地质桩基工程具有重要的参考价值.

摘要： 爆破裂纹的空间形态是进行爆破设计的理论依据。地下超深孔爆破炮孔处在围压作用之中,无爆破自由面,此种条件下爆破裂纹空间形态有待进一步的研究。采用4000 kN大型真三轴加载设备和煤矿许用导爆索分别提供围压静载和爆炸动载,并浇筑300 mm×300 mm×300 mm尺寸水泥砂浆立方体试块,采用的等效炸药量均为3 g,围压条件下试块加载的第一、第二、第三主应力分别为8.50 MPa、7.00 MPa、5.75 MPa,对比分析有、无围压两种条件爆破裂纹的空间形态差异。研究发现:围压条件下的爆破裂纹空间形态与拥有爆破自由面条件的爆破裂纹空间形态差异极大,四周拥有爆破自由面条件下试块爆破破碎为碎块,在块度尺寸L<100 mm和100 mm≤L≤200 mm范围内的破碎块度质量分别占试块总质量的30%和70%,其中大尺寸150 mm≤L<200 mm范围内的块度质量占比达到55.32%,但是数量较少,并且都产生于试块表面;围压条件下,在垂直于第二主应力方向产生一个以封孔器为中心对称的宏观破裂面,在试块的其它表面上产生了几条宏观裂纹。试块剖开后,在炮孔壁部产生微裂纹,在预先射孔方向的孔壁处产生明显的裂纹。

摘要： 利用自主研发的自激吸气式脉冲射流装置展开试验研究,分析了自激吸气脉冲射流在围压作用下冲击力、频率特性及腔体压力的变化规律.研究结果表明:围压作用下对自激吸气式脉冲射流冲击力衰减影响较大,对自模性影响较小;自激吸气脉冲射流的频率比不吸气情况下低,且振荡幅值大;围压对腔体内的压力影响明显,随着围压的升高,相同工况下的测点压力变低,吸气后腔体内测点压力变高.

摘要： 动剪切模量和阻尼比是对管—土相互作用进行动力分析的重要力学参数.以中砂为研究对象,采用NGZ型自由振动式共振柱试验系统研究了围压对土动力学参数的影响.研究表明最大动剪切模量和最大阻尼比均受围压影响较大,前者随围压的增大呈线性增大,后者随围压的增大呈幂指数减小,据此建立了中砂动力学参数随围压变化的经验公式,为地震动力反应分析提供了参数依据并积累了土工实验经验.

摘要： 利用动静组合加载试验装置,对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验,研究循环冲击过程中砂岩单位体积吸收能的变化特性、单位体积吸收能与平均应变率的关系以及轴压和围压对循环冲击作用下岩石能量耗散的影响.围压分别设置为4、8、10、12 MPa等4个系列,轴向静载荷分别设置为49、84、105、125 MPa等4个系列,入射杆上的入射波峰值大小近似相等,入射能大小为230 J.研究结果表明,砂岩单位体积吸收能随循环冲击次数的增加而增加.平均应变率和单位体积吸收能具有良好的正线性关系,围压从低到高增加过程中,二者间拟合直线的斜率K随轴压增加的变化关系为"增加-基本不变-减小".当轴压较小时,K随围压的增加先增加后降低,轴压越小K由上升到下降转折点处的围压越大;当轴压增加到125 MPa时,K随围压的增加始终降低.研究结果为具有不同地应力条件下工程岩体爆破设计提供理论依据.

摘要： 土的最大动剪切模量、剪应变幅和阻尼比是对土层进行动力反应分析的重要力学参数.利用英国GDS公司生产的RCA共振柱仪,研究围压对都江堰地区粉质粘土的上述动力学参数的影响.研究表明:相同围压条件下,最大动剪切模量、剪应变幅和阻尼比随重复次数基本不变,表明该试验过程具有可重复性;最大动剪切模量、剪应变幅和阻尼比均受围压影响较大,随着围压的增大,最大动剪切模量和阻尼比均逐渐增大,而剪应变幅随着围压的增大逐渐减小.据此,建立了都江堰地区粉质粘土动力学参数随围压变化的经验公式.本研究可为土层地震动力反应分析提供参考并积累基础资料.

摘要： 岩石在某些条件下存在几类典型的虚假的高承载性能,如果不弄清楚其宏细观机理,就可能造成重大工程隐患或者损失.利用PFC数值试验设计了相同条件下的0.5、1.0、2.0、3.0、4.0不同长径比单轴压缩试验,长径比2.0的0MPa、1MPa、4MPa、10MPa、30MPa、60MPa不同围压压缩试验,长径比2.0的2.5×10-3/s、2.0×10-2/s、5.0×10-2/s、1.25×10-1/s、2.5×10-1/s不同应变速率单轴压缩试验.对比分析破坏形态、应力应变曲线、微裂纹数量、轴向峰值应力、能量随上述试验变量的变化曲线后发现:低长径比0.5容易造成岩石的伪高强度,伪高幅度不大,与长径比2.0的结果相比增幅约24.5％.准静态加载下,单轴压缩破坏中黏结能和摩擦能居主导作用;该类岩石的临界围压为10MPa,该围压下其伪高强度特征最显著,再低或者再高则伪特征减弱.破坏中摩擦能居主导作用;该类岩石的临界速率为5.0×10-2/s,基本上处于准静态和准动态的界限值附近.破坏中摩擦能和应变能居主导作用.

摘要： 以西山煤田古交矿区中煤阶煤为例研究了中煤阶煤加载过程中煤样孔隙度和声波速度的变化及其相互关系.研究结果表明:随着加载过程中围压的增大,煤样的孔隙度以指数形式减小,并且不同方向孔隙度对围压变化的敏感程度不同;煤样声波速度随围压则增大表现出非线性增大趋势,且煤样具有波速各向异性;对不同煤样压力对孔隙度的影响系数随着孔隙度增大而减小,因此造成常温常压下孔隙度与声波速度的相关性在储层条件下变差.在前人研究的基础上,利用孔隙度及波速与围压的关系式,通过围压建立波速与孔隙度的关系,提供了一种适用于古交矿区利用波速数据近似预测煤储层孔隙度的方法.

摘要： 岩石力学性质对于钻完井设计、压裂设计及施工等均起着极为重要的影响.本文以大庆致密油储层为研究对象,采用高温高压岩石力学实验系统,开展不同地层条件下的岩石力学三轴实验,研究含水饱和度、孔压、围压和温度这四个地层条件对于岩石动静态弹性模量及泊松比的影响.实验结果表明:含水饱和度、围压是影响静态弹性模量的主要因素,静态弹性模量随含水饱和度的增大而减小,随围压的增大而增大;孔压和围压是影响动态弹性模量的主要因素,动态弹性模量随孔压的增大而减小,随围压的增大而增大;围压和温度是影响静态泊松比的主要因素,静态泊松比随围压的增大而减小,随温度的增大而增大;孔压和围压是影响动态泊松比的主要因素,动态泊松比随孔压的增大而减小,随围压的增大而增大.

摘要： 采用SR-4型大型高压三轴蠕变仪对两河口水电站坝料进行蠕变试验,并探讨了应力水平和围压对蠕变表达式ε=a(t/t0)b中两个指标a和b的影响.研究表明,轴向初始蠕变a随应力水平的增大而增大,可用指数函数描述;轴向蠕变指数b随围压的增大呈抛物线变化.体积初始蠕变a和体积蠕变指数b也均随围压的增大呈抛物线变化.最后,提出了包含八个参数的蠕变模型,该模型能够较好地描述堆石料的蠕变变形特性.

摘要： 堆石料蠕变试验历时受到限制,建立堆石料的蠕变模型不仅要考虑蠕变量,还应考虑其蠕变速率,后者决定了堆石料蠕变模型在超过试验历时后是否会偏离实际应变.本文采用等围压加载和等应力比加载方法,对两河口混合料、左下沟堆石料及小浪底堆石料进行蠕变试验,对其蠕变特性和蠕变速率进行了对比分析.3种堆石料的蠕变及蠕变速率在双对数坐标中均呈直线关系,建议采用幂函数描述.

摘要： 在利用传统的连续介质力学方法处理颗粒材料时,颗粒材料本身的碎散性与其均匀、连续的假设相矛盾,从而会导致结果的不准确,而离散元则恰恰克服了这一缺点,可以较好的模拟颗粒材料的力学特性.本文基于铁矿球团这一类圆颗粒的三轴试验,从离散元角度模拟其试验过程,并对其微观力学特性进行了一系列分析研究.通过对比模拟结果与试验结果的差异,分析了微观参数的取值与宏观参数变化之间的关系.此外,针对围压和颗粒摩擦系数这两个影响因素,分别作了具体的分析.结果证明,整体的力学行为是部分力学行为的增强和放大,每一个细观参数的变化都可能引起宏观参数的整体变化.

摘要： 本发明公开了金属围坝的压膜方法及由此制得的金属围坝和陶瓷基板，包括以下步骤：压膜层数为三层以上，第一层膜双面热压，第一层膜之外的膜分别进行单面冷压，形成至少三层以上的干膜。本发明的有益效果是通过对压膜工艺的改进，采用热压+冷压的方式可以实现三层以上压膜，干膜表面平整，无褶皱异常。打破了现有工艺对压膜层数限制的束缚。

摘要： 本发明提供了围板及采用围板制成的压框，属于缝纫机技术领域。它解决了现有的模板压框生产不便的问题。本围板，包括呈长板状的板体，所述板体上侧具有凹入的呈直槽状的凹槽，所述凹槽一侧的板体上侧形成呈长条状的凸条，所述凹槽的延伸方向和凸条的延伸方向均与上述板体的长度方向相一致，所述凹槽的横截面尺寸与上述凸条的横截面尺寸相匹配。本围板及采用围板制成的压框具有生产方便的优点。

摘要： 本发明公开了一种围框压泡脱模工艺和一种围框压泡脱模装置，其中围框压泡脱模工艺包括如下步骤：纸盒包括具有容置腔的围框来料，该围框来料采用卡纸作为材质；拾取该围框来料至压泡平台上，该压泡平台与所述围框来料的一个面大小相同；提供一个模具填入所述容置腔，该模具与所述围框来料的容置腔大小相同；沿着该模具挤压所述围框来料的四个面成型，得到成品件；取出该模具，将所述成品件移送至出料口。本发明提供的工艺方法能够同步实现围框的取出至压泡工位及成型围框的出料，显著提高了围框生产的效率。

摘要： 本发明提供了一种连杆式岩石围压施加装置及岩石试样块围压施加方法；该装置包括加载板、水平变幅机构、定块机构、集热导热块、加热元件；加载板、水平变幅机构与定块机构依次连接；定块机构中螺纹连接杆嵌设于导筒内，且其末段活动地穿过导筒；加载板正对于岩石试样块上部加载侧面，并与水平变幅机构的杆端通过高副连接；当螺纹连接杆在室温下与导筒紧固连接时，加载板与所述加载侧面贴合接触；所述加热元件可借助集热导热块将所述螺杆从室温加热至指定温度；利用杆体冷缩后产生的巨大拉力使得加载板接触并挤压岩石试样块上部的加载侧面，以产生给定大小的围压作用。本发明结构简单、稳定可靠、经济实用、操作便捷，适用于深部岩层各研究领域。

摘要： 本发明公开了一种机械式模拟套管围压试验装置，它包括底座（1）、滑块（2）、压盖（3）、套管（5）、水泥环（6）和压力监测系统，底座（1）上开设有圆形槽（1‑2）和多个滑槽（1‑1），滑槽（1‑1）以圆形槽（1‑2）为中心径向均匀分布在底座（1）上，压力监测系统由应力应变片，信号转换器和计算机组成，套管（5）套装在圆形槽（1‑2）上，在套管（5）的外周上设置有水泥环（6），滑块（2）为多个且滑动安装在对应的滑槽（1‑1）上，应力应变片为多个，且周向均匀埋入水泥环（6）内，它还公开了该实验装置的试验方法。本发明的有益效果是：可操作性强、能实现套管非均匀外载试验和实验结果直观准确的优点。

摘要： 本发明涉及材料动态力学性能的冲击加载实验装置，尤其是一种新型霍普金森压杆主动围压实验的围压缸装置，包括缸体、缸体内的压力腔、缸盖、压紧块、金属套、橡胶套以及轴孔，其特征是：所述缸体外两端分别设置有缸盖；所述压力腔两端对应缸盖分别设有压紧块，且压紧块一端伸入至缸体内；所述压力腔两端的压紧块之间设有金属套，并通过螺钉连接；所述金属套内侧设有橡胶套，且橡胶套位于压力腔两端的压紧块之间，使压紧块与金属套、橡胶套形成一个整体；该装置不但防止了橡胶套筒变形后进入封盖与杆件形成的间隙中带动杆件外移，而且解决了高压在使橡胶套抱紧杆件的同时使杆件受力产生向腔体外侧运行的趋势，使杆件压不紧试件的问题，结构简单。

摘要： 本发明公开了一种液压式模拟套管围压试验装置及其围压方法。该装置主要由高压釜体2、套管5、水泥环6、橡胶套8、双半圆缸套9、空气至釜接口11、热电偶14、进水及压力控制接口15、气驱液体增压泵19、进水口22和压力监测系统组成。该方法包括：（1）将水泥浆由注浆口注入；（2）进行水泥环养护；（3）将水泵入高压釜体内，液体通过橡胶套和水泥环将压力沿径向传递给套管，应力应变片采集信号，计算机绘制套管应力应变与时间的关系曲线；（4）从关系曲线得到水泥环破碎或套管失稳破坏的时间点及应力值；（5）开启泄压阀和空气至釜阀，取出固井模型。本发明能够模拟真实地层环境，实验结果直观准确，为油气井安全高效生产奠定理论基础。

摘要： 本发明公开了一种机械式模拟套管围压试验装置，它包括底座（1）、滑块（2）、压盖（3）、套管（5）、水泥环（6）和压力监测系统，底座（1）上开设有圆形槽（1-2）和多个滑槽（1-1），滑槽（1-1）以圆形槽（1-2）为中心径向均匀分布在底座（1）上，压力监测系统由应力应变片，信号转换器和计算机组成，套管（5）套装在圆形槽（1-2）上，在套管（5）的外周上设置有水泥环（6），滑块（2）为多个且滑动安装在对应的滑槽（1-1）上，应力应变片为多个，且周向均匀埋入水泥环（6）内，它还公开了该实验装置的试验方法。本发明的有益效果是：可操作性强、能实现套管非均匀外载试验和实验结果直观准确的优点。

摘要： 一种新型霍普金森压杆主动围压实验的围压缸装置，包括缸体、缸体内的压力腔、缸盖、压紧块、金属套、橡胶套以及轴孔，其特征是：所述缸体外两端分别设置有缸盖；所述压力腔两端对应缸盖分别设有压紧块，且压紧块一端伸入至缸体内；所述压力腔两端的压紧块之间设有金属套，并通过螺钉连接；所述金属套内侧设有橡胶套，且橡胶套位于压力腔两端的压紧块之间，使压紧块与金属套、橡胶套形成一个整体；其中，缸盖与压紧块同轴心设置，且中部均预留有同轴心的轴孔；该装置不但防止了橡胶套筒变形后进入封盖与杆件形成的间隙中带动杆件外移，而且解决了高压在使橡胶套抱紧杆件的同时使杆件受力产生向腔体外侧运行的趋势，使杆件压不紧试件的问题。

摘要： 一种霍普金森压杆主动围压实验的围压缸装置，是由围压缸缸体上方预留孔中设置表管及排气孔；围压缸缸体下方的高压油管件和支座，围压缸缸体的两端分别设置缸盖，及其中部的试件定位支撑套和耐油橡胶套，耐油橡胶套中设置入射杆与透射杆，及其之间设置试验件；耐油橡胶套内中部设置耐油橡胶套台阶，试验件放置在耐油橡胶套台阶上；围压缸缸体1的缸壁对应缸体轴心预留至少两组孔，每组至少三个孔中的试件调节定位螺杆对应试件定位支撑套；缸盖的盖壁一侧预留孔中设置传感器座。合理设计，准确调整和固定试件，确保试件的冲击加载实验数据，延长设备的使用寿命。