基于非线性混沌的冻土路基融沉变形预测

根据冻土路基融沉变形的特点，应用混沌时间序列预测方法，建立了冻土路基融沉预测的非线性动力学模型。介绍了加权一阶局域算法，并给出了非线性混沌模型在冻土路基融沉预测的算法步骤。结合我国青藏铁路某施工路段施工期监测结果分析表明，本模型具有一定的实用性，对工程施工具有一定的指导意义。     

冻胀融沉的分析与防范

工程建设是否对周边环境产生负面或不利影响，是建设者和使用者所关注的问题。针对地铁工程建设中涉及的冻胀融沉，从其产生的机理到影响因素进行了细致的论述和分析，制定了科学、合理的防范措施，并应用于实践，在施工中取得较好的效果。     

上海灰黄色粉砂水泥改良土冻胀融沉性质实验

为了揭示水泥改良土拟制冻胀融沉的机理、检验水泥改良地层治理冻胀融沉的有效性,针对上海灰黄色粉砂开展水泥改良土冻胀融沉性质的实验研究. 试验结果得到9种不同水泥掺入量时改良土重塑土试样的渗透系数、开敞系统冻结条件下的冻胀率和融沉率等数据. 通过分析冻胀率、融沉率随水泥掺入量、改良土试样渗透系数变化的关系,发现冻胀率和融沉率随水泥掺入量变化的规律相同,存在2个临界值,由此得到了水泥改良地层控制冻胀融沉的最佳水泥掺入量,并指出水泥改良地层控制冻胀的同时融沉自然得到控制. 综合分析表明,水泥改良地层控制冻胀融沉的基本机理是水泥改良作用降低了土的渗透性,阻止了水分迁移量,减小了冰分凝作用,从而减小了冻胀.     

长期荷载对人工冻土单轴强度的影响

取自煤矿井检孔的原状黏土,加工成准50 mm×100 mm标准试样,先分别在-5℃、-10℃、-15℃下进行单轴压缩试验获得单轴极限抗压强度,然后进行-5℃、-10℃、-15℃下蠕变荷载分别为0.3σs、0.5σs的单轴蠕变试验,最后将蠕变试验后的试样进行单轴压缩试验。结果表明:随着温度的降低,原状黏土的单轴抗压强度不断提高;原状黏土经受长期荷载后的单轴抗压强度有所降低,在-5℃降幅最大达到15%,且都是塑性破坏方式。     

筒体壁厚对传动滚筒应力应变的影响

传动滚筒作为带式输送机的关键部件,其结构性能的好坏直接影响着带式输送机的可靠性和使用寿命。根据传动滚筒的结构类型、材料属性和工作载荷状况,利用Abaqus进行有限元分析,以1.4 m单端输入传动滚筒为例,进行了筒体壁厚对传动滚筒应力应变影响的研究。研究表明:当筒体壁厚为22～24 mm比较合理,与实际1.4 m单端传动滚筒筒体壁厚24 mm相吻合,有效地降低了滚筒自身重量,为传动滚筒的设计提供了有利的理论依据。     

地基土冻胀融沉变形对民房建筑的破坏及治理

季节冻土地区建筑在冬季由于土中水份相变，而产生冻胀及融沉变形，使民用建筑基础产生不均匀变形而发生冻害，主要论述了产生裂缝的原因及防治冻害的方法。     

土体压力对地铁旁通道解冻后地表沉降的影响

在地铁旁通道人工冻土解冻后，冻土体的融化沉降量不仅和土体性质、含水量有关，更受到周围土压力的影响，产生较大的压缩沉降，进而引起地表的沉降。结合随机介质理论方法和前苏联一维融土层沉降公式，建立了能够同时反映土体压力和融沉系数对地表沉降量影响的计算模型。结合某旁通道冻结工程，预测分析了无注浆条件下地表的沉降量。计算结果表明：对于旁通道冻结工程，土体解冻后的融沉量要小于土体压力产生的压缩变形量，其中压缩变形量约占总变形量的72%~87%。并且在土体埋深的增加或者地表有附加荷载的条件下，压缩变量所占比重将更大。     

围包角对改向滚筒应力应变的影响

以1m改向滚筒为例,根据滚筒的尺寸结构类型、材料参数属性和载荷状况,利用ABAQUS软件进行有限元分析,进行了围包角对改向滚筒应力应变影响的研究。研究表明:当围包角α=180°时,既保证了滚筒轴所受最大应力应变远小于其许用应力值,又有效减小了筒体所受的最大应力应变,为改向滚筒的设计提供了理论依据。     

闪光焊接接头对矿用圆环链残余应力应变的影响分析

短时超载使链环出现的残余应力和残余应变,会使圆环链的链环产生残余伸长变形,从而导致驱动链轮分离点松弛。残余应变和残余应力是由材料和超载时链环上的应力共同决定的,闪光焊接是圆环链加工过程的重要环节之一,焊接接头材料性能复杂,对链环上的残余应力应变影响很大。采用ABAQUS软件模拟圆环链闪光焊接接头的不同材料属性,分析不同短时超载工况下,链环尤其是焊接接头上应力、残余应力及残余应变分布规律。     

冷冻管直径对冻土冻结影响规律的试验研究

近年来冻结施工方法越来越多地使用在城市土木工程施工中,但由于受冻土冻结理论基础的缺失和研究方法的局限,长时间以来人们对冻结法的设计始终没有找到较为理想的方案,参数变量选取遇到很大困难,同时在施工阶段没有较为标准统一的技术规范参照,使得该工法的实际应用往往出现工程量浪费、施工混乱和工程质量无保障等情况,而其中冷冻管直径是主要影响参数。通过同轴管土体冻结试验的研究,采用不同直径的冷冻管进行冻结试验,利用Fluent模型分析冻结过程的温度场分布规律,确定了最优冷冻管管径的选择方法,为冻结法的设计及施工提供依据。     

基于动态规划法的原油管道外输系统运行能耗优化

随着油田的不断开发以及输油设备的长期运行,输油站内机泵、加热炉等耗能设备与输量产生不匹配的现象,致使外输系统整体耗能呈现逐年增涨的趋势。针对上述问题,建立以外输系统总能耗费用为目标函数的原油管道外输系统优化模型,通过外输系统热力水力计算以及约束条件确定外输系统内各站进站参数允许区间进而反算得到外输运行参数方案合集,采用动态规划法通过输油站设备能效计算对输油泵和加热炉的设备组合方案进行优化,选取当前输量下总能耗费用最低的方案作为优化的最优结果。通过此方法对某外输系统进行优化,总能耗费用降低约16%。     

沉降区埋地天然气管道焊缝应力分析及其对管道的影响

对于长输天然气管道而言,位于沉降区的埋地管道特别容易受到周围地质环境的影响,导致管道出现悬空现象,进而威胁管道运行的安全性。利用Abaqus软件对管道悬空状态下的焊缝应力进行了分析。结果发现,管道的最大应力和应变主要集中在悬空段与埋地段相交接区域,最大位移则出现在悬空段中部位置,当焊缝正好处于该位置时容易发生应力集中现象。正常情况下管道的安全悬空长度为115 m。当天然气管道焊缝存在缺陷问题,比如错边缺陷和斜接缺陷,焊缝部位更加容易出现应力集中现象,使得管道的安全悬空长度出现很大程度降低,威胁着天然气管道运行过程的可靠性和安全性。     

海洋环境中油气集输管道的腐蚀与防护

为了研究油气集输管道在海洋中的腐蚀情况及保护方法,结合现有的海洋油气集输管道腐蚀情况数据以及管道防腐措施,阐述了海洋环境可能对管道产生的影响,介绍了海洋中管道的腐蚀情况,并总结了海底管道的腐蚀类型,根据腐蚀类型提出相应的防腐措施。在此基础上,展望未来海洋管道的发展方向。研究表明:需要加强海底管道自防腐设备的研制以及对海底地形的控制,为了保障集输管网的安全,还需要加强对海底地形控制的研究,以及研制新型的除污设备和防腐设备。     

油气输送管道过采矿塌陷区应急治理措施

随着我国长输油气管道建设里程的不断增加,越来越多的管道通过了矿产探矿区、采矿区和采空区,这些地区以后均有可能会因地下矿产的过度开采造成不同程度的地面沉陷、地表开裂,进而对埋地输油气管道造成破坏。为了保障这些地区管道安全,需要对不同采空区情况提出适宜的治理措施,这对于采空区管道而言属于需要进一步研究的新课题。以蒲县—河津输气管道遭受的采空塌陷地质灾害为例,通过建立采空区沉降监测系统和开展管道应力状态分析校核等手段,综合物理勘测、现场监测数据分析、专家经验、管道应力计算分析以及采空区地质安全评价,采取管沟开挖、截排水、焊缝保护、适时抬管、降压输气、监测预警等应急措施,有效降低了管道遭受危害风险,保障了管道安全运营。     

石油天然气管道储运安全系统研究

在我国经济发展和工业进步的当下,社会对石油与天然气能源的消耗量迅速增长。油品蒸气和天然气的挥发性高,混合气体在空气中的浓度能较为轻易地达到爆炸阀值,引起火灾或爆炸事故,故油气储运的安全稳定性较差,在运输过程中要格外重视并做好相关工作。为了保障油气集输的安全性,提升石油天然气的管道储运安全程度,避免油气储运发生安全事故,就如何设计管道储运安全系统展开了研究,并提出以管道安全程度为目标的安全系统设计建议。     

三相混输下原油流动凝点变化规律研究

经油田现场实践发现三相混输流体的凝固温度通常稍低于原油凝点,为明确三相混输条件下管网的真实流动情况,以节省集输系统能耗并保障集输过程安全。选取三相混输条件下影响流动凝点的4个因素,包括原油凝点、气油比、含水率和原油流速,在已有流动凝点模型的基础上,提出新的原油流动凝点关系式。基于玛湖油田现场生产数据,确定了单井的原油流动凝点计算公式。探究了各影响因素与流动凝点之间的量化关系和关联度,发现4个影响因素对流动凝点的排序为：原油凝点>含水率>原油流速>气油比,为进一步在三相混输集输管网开展不加热集输工艺提供理论支撑。     

长输管道完整性管理效能评价方法研究

为了对长输管道完整性管理效能进行评价,构建了长输管道完整性管理效能评价指标体系,建立了长输管道完整性管理过程的评价指标,把长输管道完整性管理过程划分为6类指标,采用层次分析法确定了各项指标的权重,然后将长输管道完整性管理效能评价进行了应用分析。研究得出,长输管道完整性状态总效能和长输管道完整性管理过程总效能这2个指标可以更加科学地对整个管理过程进行分析评价。     

致密气藏储层开发过程中套管应力分布影响规律研究

目前各大油田套损现象严重,研究套管受力非常迫切。利用离散元与有限元分析方法,建立了套管—水泥环—地层组合体系模型,模拟裂缝密度、裂缝夹角、水泥环缺失厚度、多缺口夹角、套管偏心下水泥环厚度及其弹性模量、断层滑移对套管的应力分布影响情况。结果表明,套管应力随着裂缝密度的增加呈现增大的趋势,套管应力随着次级裂缝与主裂缝间夹角的增大呈现增大的趋势;套管应力随着地应力差值的增加呈现不断变大的趋势,当地应力差值相同时,随着水泥环单缺口缺失厚度增加,套管越容易发生损坏,水泥环双缺口夹角为60°及三缺口夹角75°时,套管应力值最大。当套管存在偏心,偏心率为0037、0074、0111时,随着水泥环厚度的增加,套管应力呈现不断变大的趋势;当偏心率为0148时,套管应力随着水泥环厚度增加而减小,水泥环对套管保护能力随其弹性模量的增大而增强。套管应力随着断层滑移的增大而增大,而增速在不断放缓。     

基于大数据地理信息系统的油气管道泄漏分析研究

目前,我国现存大批已运行多年的老油气管线,埋在环境复杂的地下并长期遭受金属腐蚀,特别是埋于地下的长输油气管道因为隐蔽性高、跨越距离远等因素,导致发生泄漏事故时泄漏点不易被发现.研究油气管道泄漏的检测与定位分析,对于制定应急维抢修方案以及减少泄漏事故损失具有重要意义.在测绘数据的基础上,利用VS2010开发平台配以空间数...     

城区地下管线探测技术研究与应用

城市地下管线是维持城市正常运转的大动脉,城市地下管线普查是城市规划、建设和管理的一项重要基础性工作。以某市地下管线探测工程为例,分析了现有地下管线概况,研究了地下管线探测工作流程、探测方法及相关仪器、明显管线点和隐蔽管线点定位方法和定深方法,并进行了探测结果分析。研究得出,经内业计算,各级检查明显管线点、隐蔽管线点埋深中误差均满足了相关精度要求以及各管线点重复采集检查精度均满足规程要求。研究为建立统一的地下管线信息管理系统,全面实现地下管线的信息化管理提供了技术支持。