THMC多场耦合作用下岩石物理力学性能与本构模型研究综述

岩石多场耦合作用的研究已经开展了数十年,包括岩石在单一物理场、两场耦合或三场耦合作用效应的研究。然而深部矿产资源开采和地下空间开发中岩体的赋存环境非常复杂,岩体在高温、高渗透压、高应力及复杂水化学环境中将发生温度–水流–应力–化学（THMC）多场耦合作用。综合分析岩石多场耦合作用下的裂隙演化、变形力学机制、力学本构和耦合模型构建等方面的研究,在分析岩石强度理论的基础上得出岩石多场耦合本构模型以及岩石蠕变本构模型。不同行业对岩石多场耦合作用的研究重点存在一定的差异,岩石多场耦合作用不仅涉及到矿产资源开发、油气田开采、地热资源开发等资源能源领域,其在水利水电工程、高寒工程、地下工程、地下核废料处置及深埋能源储库等领域也是研究的重点。岩石在高应力、水流、高温和化学作用下,不仅会发生耦合作用,而且会对岩石本身的物理力学性能产生影响。分析研究多场耦合作用下岩石的力学性能对于预防事故发生和保障工程安全开展具有重要的现实意义。最后探讨分析了岩石多场耦合研究的重点、难点和今后研究的方向,为工程实践和相关问题的解决提供参考。      

地下工程锚固结构腐蚀耐久性研究进展

为深入了解地下工程锚固结构的腐蚀影响因素及其作用机制,提高地下空间永久支护结构的耐久性和长期稳定性,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了当前国内外在地下工程锚固结构腐蚀耐久性方面的研究进展和成果.指出了地下锚固结构腐蚀耐久性研究的必要性和紧迫性,简述了锚固结构应力腐蚀开裂机理及应力腐蚀评价方法,归纳总结了地下锚固结构腐蚀影响因素,论述了各影响因素的研究现状与作用机制,介绍了时效性分析和可靠性评估在锚固结构耐久性研究方面的应用.最后基于以上分析,对地下锚固结构腐蚀耐久性问题的发展趋势进行了多方面的展望,指出静态分析向动态分析转变、定性研究与定量研究相结合、单因素分析向多因素分析发展、宏观研究向微观研究深入、确定性分析向概率和随机性分析进化,是推动地下工程锚固结构腐蚀耐久性发展的重要研究方向.     

稀土-氨基酸配合物生物学领域研究进展

通过回顾近年来稀土-氨基酸配合物的相关研究进展,系统性地阐述其合成方式,结构表征与分析以及在农业、畜牧业、医药等多方面的用途,以期为稀土-氨基酸配合物更深入的研究提供参考依据.     

TIG焊Fe基非晶合金堆焊层的组织和性能

以一种含Fe、Cr、B、Mn、Si等元素的新型Fe基合金药芯焊丝作为堆焊材料,利用TIG焊在13Mn钢的基体上制备堆焊层.借助SEM、XRD、DSC等手段观察和分析了堆焊层的组织形貌、物相构成及非晶相的起始晶化温度,同时测定了堆焊层的显微硬度和常温耐磨性能.结果表明:新型Fe基合金堆焊层结构均匀致密,与基体结合性好;堆焊层中非晶含量约为31.06 vol％,起始晶化温度Tx=582.3℃;堆焊层具有较高的显微硬度与耐磨性能,近表面的显微硬度达1000～1200 HV0.1,耐磨性能优于高铬铸铁,尤其是水冷处理的堆焊层耐磨性为高铬铸铁的2倍.     

滨海矿山深部开采水力调查及稳定性分析

占地球表面71%的海洋蕴藏着丰富的矿产资源,随着陆地矿产资源日益减少,海底资源开采成为未来的发展方向,其中海底基岩矿产资源深井开采普遍面临富水和高地应力的问题,水和应力的分布及其耦合作用是影响海底深井开采安全性的重要因素。以滨海矿山三山岛金矿深井开采为背景开展水力研究,调查矿区深部含水带分布,开展现场地应力测量,统计深部岩体节理裂隙分布规律,研究深部岩体的渗透性,建立水力耦合数值模型,对深部矿体进行模拟开采。通过上述研究工作,获得了矿区地应力分布规律,深部岩体渗特性以及资源开采过程中围岩位移、应力的时空演化规律,并指出了潜在危险源的时空分布。     

不同热处理作用下花岗岩纵波波速和导热能力的演化规律分析

在地热能源开采过程中,温度对高温岩石的物理特性有着显著的影响,尤其是高温花岗岩遇水冷却后导热特性会发生很大的变化。为进一步研究温度和冷却方式对高温花岗岩物理特性的影响,开展高温花岗岩自然冷却和遇水冷却试验,通过对其质量、体积、密度和波速等常规物理特性以及导热特性的测试,对比分析2种冷却方式下的物理参数变化规律。结果表明：质量损失率、体积增加率、密度变化率和波速衰减率随温度的升高呈指数型增加,当温度T=450℃时,花岗岩的物理特性变化率显著增加。遇水冷却能够增大花岗岩微裂纹密度,导致其物理特性进一步变化。热处理后花岗岩的导热系数随温度(25℃～1 050℃)升高呈非线性降低,由3.41 W/(m·K)降至0.96 W/(m·K),降低了72.85%。热处理后花岗岩的导热系数与其质量损伤率、体积增加率和波速衰减率成负相关,可以用指数函数来表示。对比各物理参数的改性系数发现,在敏感性方面：纵波波速>导热系数>密度,因此纵波波速可以优先作为衡量花岗岩热损伤的指标参数。     

三轴压缩加载频率对花岗岩疲劳特性影响试验

通过选取岩性均一性好的北山花岗岩,并采用MTS 815岩石力学试验机对其进行三轴条件下的动态疲劳压缩试验,以探讨加载频率对岩石变形特性和损伤演化的影响。通过试验分析,得出花岗岩疲劳变形过程均可分为"疏-密-疏"三个阶段,与岩性和试验条件无关,且其损伤过程同样主要受侧向膨胀的主导作用。此外,频率的变化不会改变岩样破坏时的极限变形量,可采用弹性模量、塑性体积应变,以及横向应变等方法对岩石疲劳损伤过程进行合理描述;同时还揭示了频率变化对岩样疲劳寿命的影响规律。     

化学腐蚀作用后含单裂隙类岩石材料单轴压缩损伤本构模型

为了描述腐蚀后含单裂隙类岩石材料在单轴压缩作用下的变形和强度特性,提出了一种水化学损伤与微裂纹和宏观单裂隙耦合损伤相结合的损伤本构模型.首先,基于唯象理论,得到了类岩石试件在水环境侵蚀和化学腐蚀共同作用下的损伤变量.其次,基于Lemaitre应变等价性假设,结合微裂纹的Weibull分布统计损伤模型和宏观单裂隙的断裂力...     

低电压管理在电解铝生产中的实践与分析

针对传统"四低一高"的管理思想与当前形势下节能减排的矛盾,提出了通过规整电解槽炉膛、降低过热度和提高电流密度等方式实现低电压管理思路,并通过在300kA大型电解槽上实践印证了低电压管理思路的节能效果和经济性。     

差动保护在大型电解变上的应用

大型电解整流变保护装置多年来一直都是进口产品占据国内市场,保护配置不合理。我厂通过和南瑞继保公司合作,用国产设备替换了进口设备,并成功将差动保护应用于大型电解变压器上。笔者就进口保护缺陷、差动保护如何配置进行了整理,以供电解行业同仁参考。