高围压卸荷条件下大理岩变形破坏及能量特征研究

能量的耗散与释放是岩石变形破坏的本质。基于MTS815 Flex Test GT岩石力学试验平台,通过室内三轴卸荷试验和数学物理分析方法,揭示了大理岩在高围压三轴卸荷条件下的应力应变关系及能量变化特征。结果表明,初始围压的增大将显著提升岩样峰值强度时的可释放应变能以及最终总能量;随着围压的增大,岩样所吸收的能量变化的快慢程度随着偏应力变化而有所减缓;峰值强度时岩样可释放应变能占总能量的比例随着围压的增大而急剧增大,而残余强度时所吸收的总能量几乎全部转化为耗散能;大理岩能量指标存在明显的围压效应,即峰值总能量和残余总能量随着围压增大而显著提高,且具有良好的线性关系。     

基于能量原理的岩爆机理及应力状态分析

讨论了岩石破坏与能量耗散、能量释放的内在联系.基于能量原理,指出了岩爆发生的机制与特点,证明岩爆是发生在储存有高弹性应变能的硬脆性岩体中的地质灾害.结合圆形洞室围岩应力分布,分析了发生岩爆的地下洞室围岩的应力状态及相应的灾变位置.     

粗砂岩变形破坏过程中的能量演化机制

对粗砂岩进行单轴试验测得其力学参数,然后采用颗粒流和fish程序获得粗砂岩的细观力学参数进行不同围压下的压缩试验,分析粗砂岩的变形和强度特性以及在变形破坏过程中的能量演化规律。获得主要结论:随着围压增加粗砂岩屈服阶段明显增加,峰值强度提高,峰后由明显软化逐渐向塑性流动过渡,表明随着围压增加粗砂岩脆性降低而延性提高,主应力表示的二次型强度准则比直线型更加贴近试验结果。粗砂岩在变形破坏过程中,弹性阶段吸收的能量主要以弹性应变能的形式存储,屈服阶段弹性应变能增速减缓而耗散能增速加快,围压越高峰值处对应的耗散能越大表明高围压下破坏时岩石内部损伤严重,峰后阶段弹性应变能在低围压下急剧减小而高围压下缓慢减小。弹性储能极限随围压增加呈现线性增大趋势,弹性应变能与岩石吸收总能量之比先减小而后趋于常值。     

能量耗散与释放原理在水压致裂法中的运用

在内变量不可逆的热力学理论框架下,从能量的角度出发,讨论了水压致裂测试中岩石变形破坏中的能量耗散、能量释放与岩石强度和破坏的内在联系.同时基于能量耗散与释放原理推导出水压致裂法测量地应力岩体破坏时的临界应力公式,并应用上述公式结合水压致裂第一循环对某抽水蓄能电站地应力测量中的最大水平主应力进行计算,其计算值与传统理论计算值比较接近,表明所给出的临界应力公式是合理的.     

盐岩破坏中能量特征应变率效应颗粒流分析

为研究不同应变速率下盐岩损伤中的能量特征,结合室内单轴压缩试验和颗粒流程序(PFC-2D)进行不同应变率下盐岩模型模拟试验,分析盐岩模型的峰值强度,并运用岩石能量耗散理论分析不同应变速率下盐岩模型峰值强度处能量特征和单轴压缩过程中能量特征变化。结果表明:盐岩模型峰值强度随应变速率增加而增大;盐岩模型峰值强度处对应的总输入能量、可释放弹性应变能和耗散应变能均随应变速率的增加而增加;不同应变率下盐岩模型在相同压缩阶段能量特征变化基本相同,能量随轴向应变整体变化趋势受应变速率的影响较小;同一应变率下不同压缩阶段能量特征变化趋势不同,弹性阶段大部分外力功转化成可释放应变能;塑性阶段耗散应变能快速大幅增加;在破坏阶段耗散应变能持续增加,但弹性应变能出现降低。     

能量耗散与释放原理在水压致裂法中的运用

在内变量不可逆的热力学理论框架下,从能量的角度出发,讨论了水压致裂测试中岩石变形破坏中的能量耗散、能量释放与岩石强度和破坏的内在联系.同时基于能量耗散与释放原理推导出水压致裂法测量地应力岩体破坏时的临界应力公式,并应用上述公式结合水压致裂第一循环对某抽水蓄能电站地应力测量中的最大水平主应力进行计算,其计算值与传统理论计算值比较接近,表明所给出的临界应力公式是合理的.     

高温后岩石变形破坏过程的能量分析

从非平衡热力学角度出发,结合岩石在不同高温作用后的单轴压缩和声发射试验,详细阐述了岩石变形破坏过程中的声发射特点,分析了经历不同高温后岩石强度与能量耗散和能量释放之间的关系。研究结果表明高温作用后花岗岩声发射曲线大致经历了以下6个阶段:初始沉寂段、上升段、前峰值段、高幅持续段、后峰值段、后期沉寂段。声发射曲线较好地反映了岩石在整个破坏过程中由稳定态向亚稳定态、临界态、失稳破坏直至新的稳定态的发展过程。岩石峰值强度与耗散能呈反比关系,与弹性能呈正比关系,能量耗散使材料发生劣化,强度降低。声发射能率与弹性能呈正比关系,与耗散能呈反比关系,弹性能突然释放引起岩石的失稳破坏。岩石的破坏是能量耗散与能量释放共同作用的结果。研究结果有助于研究高温后受外载岩石微缺陷的演化并最终破裂的过程,对高温后岩体工程起到一定的参考作用。     

用于分析岩爆倾向性的剩余能量指数

通过分析岩石变形破坏过程中的能量变化，提出以岩石在峰值强度前储存的弹性应变能和峰值强度后稳定破坏所需的能量耗散之差（即剩余能量）与峰值强度后稳定破坏所需的能量耗散之比作为剩余能量指数，以反映岩石在峰值强度后区的动态特性；推导了剩余能量指数计算公式，并给出了其试验测定方法。此外，分析了将剩余能量指数作为岩爆倾向性指标的合理性，并采用铜陵有色金属冬瓜山深部矿床的典型矿岩进行了峰值前的循环加，卸载试验和变形破坏全过程试验，结合该矿床实际岩爆资料，对剩余能量指数与现有基于能量理论的岩爆倾向性指标进行分析，结果表明该指标能够较好地反映岩石的岩爆倾向性。     

卸围压条件下砂岩变形破坏特性试验研究

从可释放弹性应变能角度对岩石卸围压条件下破坏特性进行研究,利用MTS815电液压伺服可控制刚性试验机进行保持轴向变形不变的卸围压试验,根据卸围压试验数据,分析了该砂岩卸围压过程中变形、强度、弹性模量及能量变化特征。结果表明:随着围压逐渐降低,岩样发生侧向不断扩容;轴向应力逐渐降低,呈现出非线性特征;弹性模量在初始阶段几乎不变化,越过破坏点之后大幅降低;可释放的弹性应变能在初始阶段增大比较缓慢,当围压降低至一定程度时急剧增大;推导出基于可释放弹性应变能的卸荷岩石的整体破坏准则Ue0。     

含瓦斯原煤三轴压缩变形时的能量演化分析

为了探究含瓦斯煤变形破坏过程中的能量演化规律,理论推导了恒定围压下含瓦斯煤样压缩变形时的能量计算公式.针对平顶山矿区八矿己15-14120工作面瓦斯突出煤体进行了4组不同瓦斯压力下的压缩破坏试验,得到了能量输入密度、弹性能密度和耗散能密度的演化规律.结果表明:1)含瓦斯煤三轴压缩变形破坏过程中,轴压方向能量吸收,围压方向能量释放,瓦斯压力做功与体应变有关.2)煤样达到峰值之前,能量输入密度、弹性能储存密度、能量耗散密度都随着轴向应力的增大而增大,吸收能密度最快,弹性能密度次之,耗散能密度增加缓慢;峰值过后,能量输入密度继续上升,弹性能密度下降,耗散能密度激增.3)基于声发射的能量释放规律与应力-应变曲线有很好的对应,瓦斯压力越大,相对于轴向应变的能量耗散来期越早,同时耗散速率也越快.4)随着瓦斯压力的提高,煤体变形声发射信号初始点、体积膨胀点、峰值应力点处的吸收能密度、弹性能密度降低,耗散能密度增大.     

加速新能源和可再生能源的开发利用

概述了世界和中国的能源及环保形势，阐述了在我国开发利用新能源和可再生能源的巨大潜力和重要意义，并对新能源和可再生能源的开发利用提出了一些建议。     

亚热带地区建筑能源效率与节能分析

介绍了我国建筑节能和国外的差距,阐述了嵌入式能量(Embodied Energy)和建筑能量密度(Building Energy Intensity)的特点,说明了亚热带地区的气候与热湿负荷特点,对建筑材料和建筑过程中的能源消耗问题也做出了论述.建筑能耗包括建造过程和使用过程中的总能耗,不能只注重建筑节能的初次投资,或只对运行成本进行节能考虑,要使整个建筑寿命期内嵌入的建筑能量最小,才能有利于建筑节能.     

新能源与可再生能源发电技术的发展

我国石油和天然气资源比较贫乏,是一个以煤炭为主要能源资源的国家,环境保护形势严峻。开发利用生物质能、太阳能、风能、地热能、海洋能等新型绿色能源和可再生能源,是我国长期的能源发展战略。本文介绍了国内外新能源与可再生能源发电的现状与发展,并论述了开发和利用新能源发电技术的途径和我国近期应该注重的发展目标。     

能量回收型制冷压缩机测试装置及其分析

提出一种能量回收型的制冷压缩机测试装置,并对比传统的第二制冷剂量热器法进行分析.该装置回收冷凝器的热量来自我平衡蒸发器的冷量,可有效实现能量的循环利用.计算结果表明,能量回收型制冷压缩机测试装置最终获得的冷量达到36.42%,高出第二制冷剂量热器法19.29%.结合流程图揭示出压缩机和蒸发器是该装置进一步性能优化的主要改进对象.     

地下蓄能能量传输与传热研究

面对能源与环境日渐紧张的局面,可再生能源的使用成为解决这一问题的有效手段.地下浅层作为地下蓄能与地源热泵的能源库被认为是目前最具清洁环保特征的绿色能源利用技术.本文在分析地下蓄能换热器的传热机理中,提出套管式地下换热器的管内流动与岩土传热耦合的数学模型,在饱和岩土无渗流状况下,分析研究流体出口温度和岩土温度时变动态特性...     

对建筑节能问题的思考和建议

建筑能耗在总能耗中占有重要地位，且在一定时期内其比重随人均收入水平的增加而提高。我国建筑节能面临的主要问题有：开发商缺乏建造节能建筑的激励；供热收费制度改革滞后；建筑物使用寿命过短；毛坯房大量上市，二次装修导致巨大浪费。应从规划和设计的源头入手，完善法规体系并加大监管和执法力度，制定并实施经济鼓励政策，通过宣传教育提高公众的认知程度，以技术创新引领、促进建筑节能的快速发展。     

混合供电发射机的能量调度和自适应功率算法

针对混合供电的点到点无线通信链路,讨论了能量收集过程、数据到达过程以及衰落信道统计分布均未知情况下发射机的能量调度和自适应发送功率问题,目的是在保证通信系统一定性能的要求下最小化传统电网的能耗,即有效利用可再生能源的能量.基于Lyapunov优化提出一种低复杂度动态算法,理论证明了该算法可使优化目标无限趋于最优,同时保证最大数据时延不超过用户要求.仿真结果表明,提出的算法在性能和数据时延上都优于其他2种贪婪算法.     

经济能源在空调节能技术中的应用

介绍了目前空调节能技术的发展状况，提出经济能源的利用是空了能技术的重要内容之一，并简要介绍了几种利用经济能源实现空调节能的方式。     

建筑电气节能中谐波对电能计量影响的研究

本文阐述了谐波条件下电能计量的重要性,对谐波条件下感应式和电子武电能表的计量影响进行了深入分析和讨论.指出现行计量方式的不合理之处,并提出一种较合理的改进计量方式.     

太阳能好氧堆肥能量平衡计算分析

以深圳市粪便无害化处理厂的太阳能好氧堆肥工艺为研究对象,对该工艺的特点做了简单介绍,在日出至日落这段时间内,且天气晴朗的条件,建立了温室内空气温度随时间的变化关系.在此基础上,推导出堆体输入与输出能量的计算方程.