基于统计损伤理论的饱和细粒砂岩本构模型研究

为了更好地揭示饱和细粒砂岩在不同孔隙水压力作用下的损伤本构关系,基于损伤力学/概率统计方法和有效应力原理,采用MC强度准则假定微元强度服从对数正态分布,建立了基于统计损伤理论的饱和细粒砂岩本构模型,修正了统计损伤模型参数F_0、S_0与孔隙水压力之间的关系表达式,建立了能够更加客观地反映饱和细粒砂岩损伤状态的本构模型。理论与试验对比研究表明所建立的模型具有一定的可靠性,在此基础上,研究了统计损伤模型参数F_0、S_0对饱和细粒砂岩物理特征的影响,探讨了饱和细粒砂岩在不同围压、不同孔隙水压力下的损伤演化规律,为实际工程案例中饱和细粒砂岩的损伤变化提供了参考。     

广义帽盖模型和数值模拟

帽盖模型是描述地质孔隙介质弹塑性破坏特征的重要工具之一。推广了古典的帽盖模型,用以描述大孔隙率地质材料的多种破坏机理,并将建立的广义帽盖模型应用于贮油砂岩的试验数值模拟之中,结果表明:该模型能较好地模拟注水采油等引起砂岩地层的附加沉降,描述油饱和与水饱和对砂岩地层的影响,并能很好地表征大孔隙率砂岩的几种破坏机理。     

饱和混凝土冲击破坏的近场动力学建模分析

在常规态型近场动力学理论框架下提出一种考虑孔隙作用的亚均质饱和混凝土模型。该模型体现了混凝土的细观结构非均质性，在“键”层次上将混凝土细观尺度的各相成分与宏观尺度的断裂行为联系起来，同时不增加计算量。进一步通过物质点间“键”的缺失来表征内部孔隙的存在，并分析孔隙率对混凝土力学性能的影响。最后基于两相球模型得到饱和混凝土的有效体积模量与剪切模量，建立饱和混凝土模型。基于提出的模型对饱和混凝土中的波传播问题及动态冲击破坏问题进行数值模拟，所得结果与相应试验结果吻合较好，验证了该模型和方法对研究饱和混凝土动态冲击问题的适用性。     

用变分法计算超晶格材料能带过程的一种新的包络函数构造方法

在以往用变分法计算超晶格材料能带结构的工作基础上，提出一种新的包络函数构造方法，该方法具有通用性，可方便地用于多种材料构成的任意结构的超晶格，可使复杂的数值运算过程得以简化，尤其对由多种材料构成的超晶格更为明显。与已报道的理论计算结果的比较表明：对于Ｌｕｔｔｉｎｇｅｒ参数及Ｋａｎｅ矩阵元相同的材料体系结果完全一致；对于不同的体系，也符合得很好。     

层状饱和半空间中沉积谷地对斜入射平面P1波的三维散射

在作者给出层状饱和场地三维精确动力刚度矩阵和层状饱和半空间中移动荷载动力格林函数基础上,采用间接边界元方法在频域内求解了层状流体饱和场地中沉积谷地对斜入射平面P1波的三维散射问题。该方法的特点在于虚拟移动均布荷载和斜线孔隙水压可以直接施加在沉积与层状饱和半空间交界面而不存在奇异性。该文通过与已有结果的比较验证了方法的正确性,并以均匀饱和半空间和弹性基岩上单一饱和土层中沉积谷地为例进行了数值计算分析。研究表明,沉积谷地对平面P1波的三维散射与二维散射之间存在本质差别,入射角度、孔隙率、饱和土层刚度和饱和土层厚度等参数对沉积谷地附近动力响应有着显著影响。     

砂岩油层孔隙压力对套管损坏的影响规律

本文建立了砂岩油层孔隙压力变化的地层应力，位移计算的力学模型，采用有限单元法计算砂岩油层孔隙压力降低引起的岩层的应力场和位移场，分析了油层孔隙压力降侈对套管损坏的影响规律，提出了降低套管损坏的措施。     

磁流变阻尼器磁路设计及磁饱和有限元分析

针对磁流变阻尼器的典型磁路结构,阐述了磁流变阻尼器的磁路设计原理,并针对实例进行了设计计算,提出了避免设计中遇到的磁饱和现象的方法。利用ANSYS软件进行了有限元分析,表明了有限元方法在磁流变阻尼器磁路设计中的应用价值。     

模态缩减法在组合结构振动特性分析中的应用

本文将子结构通过联结元件联结为组合结构的过程处理为结构的修改，利用各子结构已知的振动特性，应用模态缩减法对组合结构的自由度进行压缩，快速预测组合结构的振动特性。在模态缩减中，取各子结构的剩余附着模态作为其保留模态的补充，以提高计算的精度。对于含刚体模态的子结构，采取移频技术进行处理，计算表明，子结构移频后，对应的刚体模态也取为保留模态时，既可简化计算过程又有利于提高计算精度。文中给出了具体的计算实例     

低渗透砂岩储层微裂缝发育的测井识别方法研究

在低渗透砂岩储层中,识别微裂缝发育井段对于评价储层的意义很大。实验资料及已有的文献资料表明：在低渗透砂岩地层中微裂缝发育区井段的渗透性相对较好,井壁上能形成一定厚度的泥饼。基于此条件,利用泥饼的存在会使井壁反射的超声波能量降低原理。通过数值计算分析了四种典型低渗透砂岩地层条件下,在无泥饼时,及有泥饼时在不同泥饼厚度下超声波能量的降低程度;分析了采用分辨率高的声成像测井资料识别低渗透砂岩地层中的微裂缝发育区可行性;对比分析了在低渗透砂岩地层中的微裂缝发育区实际声成像资料的特征。并利用实际资料验证了相应的理论计算结果,初步论证了利用声成像测井资料可定性分析微裂缝的发育程度,定量分析有待进一步研究。     

高速移动列车荷载作用下层状饱和地基-轨道耦合系统的动力响应

基于Biot流体饱和多孔介质理论,求得层状饱和地基表面移动荷载的动力格林函数,进而建立2.5维间接边界元方法,研究了高速移动列车荷载作用下层状饱和地基-轨道耦合系统的动力响应。该文通过与已有结果的比较验证了方法的正确性,并以均匀饱和半空间地基和饱和基岩上单一饱和土层地基为模型进行了数值计算,分析了列车移动速度和饱和土层等对动力响应的影响。研究表明,层状饱和地基和均匀饱和地基对应的动力响应有着显著的差别;列车移动速度接近饱和地基的Rayleigh波速时,会引起饱和地基-轨道耦合系统的共振,产生较大的动力响应;饱和地基不透水情况下动力响应最大,饱和地基透水情况下动力响应次之,干土情况下动力响应最小。另外,饱和土孔隙率、饱和基岩与饱和土层刚度比、饱和土层厚度等也对动力响应具有重要影响。