石油工程岩石强度与变形尺度效应研究现状综述与展望

岩石强度与变形存在显著的尺度效应,致使实验室尺度的岩样强度与变形测试结果不能直接应用于工程范围的大尺度岩体或微纳米级尺度的岩屑(矿物)。实现岩石强度与变形的跨尺度表征,即基于常规岩心测试手段,结合跨尺度表征方法来预测其他尺度的岩石力学参数和变形规律对于油气高效、经济、安全开采具有重要意义。本文在充分调研了国内外关于岩石强度与变形尺度效应研究的基础上,介绍了当前研究岩石强度与变形尺度效应的主要理论、主要认识和影响因素,并对石油工程领域岩石强度与变形尺度效应的研究方向进行了展望。     

BIM技术在新型建筑工业化中的应用

BIM技术的兴起已迅速对工程建设的设计、造价、施工、建设管理产生深远的影响,由于建设工程的单一性、复杂性,使得建筑工业化长期以来,步履维艰。如今BIM技术的兴起,使得复杂建筑信息的快速、全面、精确传递成为可能,让建筑工业化有了坚实的基础。建筑工业化的首要作用就是提高效率,节约成本,便于维修维护和管理,但依然面临一些问题。文章对首先回顾BIM技术以及新型建筑工业化的基本理论,分析了BIM技术的在建筑工业化施工过程中优势及面临的问题,并提出解决思路。     

湿法混炼芳纶短纤维/丁腈橡胶复合材料的性能研究

用湿法混炼方法制备了芳纶短纤维/丁腈橡胶(NBR)复合材料,研究增稠剂和芳纶短纤维用量对复合材料性能的影响。结果表明:添加聚丙烯酸钠(PNaAA)和聚氧化乙烯(PEO)两种增稠剂有利于提高芳纶短纤维的分散性,添加质量分数为0.007 5 PNaAA的复合材料拉伸性能最好;随着芳纶短纤维用量的增大,复合材料的拉伸性能先提高后降低;芳纶短纤维用量为2份时,复合材料的拉伸性能总体最好,芳纶短纤维补强效果最佳。     

隧道预应力锚杆锚固结构承载效应及围岩力学分析

隧道中锚杆与围岩作用机理比较复杂，设计多偏于类比法和经验法，以锚杆在连续均匀地层中形成锚固结构为出发点，建立锚固结构承载强度表达式，并确定锚杆设计参数。通过对锚固结构承载特性分析，得到各影响因素对承载强度的贡献程度，在此基础上提出了“支护力放大系数”和“锚固界限强度”概念，再将锚固结构整体考虑并等效成支护力对隧道围岩应力分布、塑性区、位移进行重新求解，最终结合数值模拟和算例验证。研究结果表明：锚固结构对锚杆支护力具有放大作用，对隧道深部围岩也提供一个较强的支护力，锚固结构强度影响程度由大到小依次为力学参数、锚固厚度、支护强度，其中力学参数对锚固承载强度起着至关重要作用，合理锚固厚度为洞径的0.4～0.8倍，进一步提出了围岩稳定性控制原则。数值模拟中锚杆支护、等效力支护与理论结果加以比较，隧道周边的塑性区、应力分布、位移基本一致，可为锚杆支护下隧道围岩控制提供一种科学的分析方法。     

基于CAD的矿图参数识别分析

提出了基于CAD环境下的矿图标准化处理规则,给出了采区、断层等图形元素的获取方法,为矿井图形信息管理提供了有效途径。     

大掺量引气剂混凝土在高寒干燥地区的抗冻性研究

为了研究大掺量引气剂对碾压混凝土抗冻性的影响,本文通过对混凝土的抗冻、抗渗和力学等性能的研究试验,分别研究了引气剂掺量、粉煤灰掺量和水胶比的变化对混凝土抗冻性能的影响,并在上述条件下研究了其对强度和抗渗等性能的影响。结果证明,在不降低混凝土强度和抗渗要求的情况下,大掺量引气剂和降低水胶比能显著提高碾压混凝土在高寒干燥地区的抗冻耐久性。     

宜昌晒旗河磷矿条带充填法采场结构及回采顺序研究

复杂地形条件下矿体安全高效开采研究对于释放矿山资源产能有着重要意义。为解决目前房柱法开采对地表扰动程度大且矿柱难以回收等问题，基于条带充填开采技术，从采场结构及回采顺序两个方面对宜昌晒旗河磷矿展开了适应性研究，以期在提高矿石回收率的同时减少地表扰动。首先依据晒旗河高山河谷地形下地应力特征，在盘区内划分了高低应力采区，构建了分区采场结构，并引入极限强度理论得到条带矿柱的合理宽度；然后设计了高应力采区“隔一”、低应力采区“隔一采一”的条带回采顺序，运用FLAC3D数值软件优选出高、低应力采区间的回采顺序，研究矿体在开挖过程中围岩应力变化特征及地表变形特征。结果表明：①从低应力采区向高应力采区的回采顺序优势明显，可缓解高低应力采区的应力不均匀程度；②在整个回采及充填过程中，采场围岩较稳定，矿柱所受的垂直压应力均小于抗压强度；③高山河谷地形下地表沉降曲线演化特征为“U→V→U→W”，地表沉降得到了有效控制；④所设计的条带充填法与传统房柱法开采相比，矿石开采效率得到了大幅提升，可为晒旗河磷矿及类似高山河谷地形下矿床开采提供技术指导。