粉土抗渗强度测定设备和方法研究

粉土是介于砂性土和黏性土之间的一种过渡类型土,工程性质既与砂性土不同又与黏性土有较大区别。针对目前还没有合适的室内实验仪器测试粉土临界水力比降和抗渗强度的现状,从试样极限平衡状态出发,对土体进行受力分析,研制了粉土抗渗强度测定设备,研究的实验方法解决了粉土饱和难问题。设计的变水头装置和透明接水容器,保证了粉土抗渗强度测定的可靠性和准确性。多个渗透容器并联成多套装置,可实现多个样本同时测定。对杭州钱塘江粉土的实验结果表明,粉土的临界水力比降与一般砂土有差异。原状样的抗渗强度比击实样高。铺设土工布抗渗层,将大大提高粉土的抗渗强度。研究结果可为粉土地基渗透破坏的防控提供参考。     

织构化柱塞对压裂泵密封副的摩擦学性能影响

采用精密机械雕刻技术在压裂泵柱塞试样表面雕刻微凹坑阵列表面织构,利用MDW-100型微机控制立式万能摩擦磨损试验机对具有不同尺寸形状的微凹坑柱塞-丁晴橡胶密封试样进行摩擦磨损试验,研究了织构化柱塞试件与丁晴橡胶摩擦副在流体动压润滑条件下的润滑特性.结果表明:压裂泵柱塞试件表面合理织构组合可以显著地提高柱塞密封系统摩擦副的润滑和减摩性能,其中面积比为5.86%、均匀分布的圆柱形与条形混合凹坑织构是较优的,其摩擦副的摩擦系数、温升及磨损量相对于无织构试件分别降低了80%、90%及79.3%,且表面磨痕也显著低于无织构及其他织构组合的柱塞密封摩擦副.     

Transboundary extraction of groundwater in the presence of hydraulic fracturing

We studied transboundary groundwater management problems in the presence of hydraulic fracturing. We found that the presence of risk suggests there should be caution when considering hydraulic fracturing. Our results from the cooperative solution show a decrease in hydraulic fracturing and increase in the steady state survival rate of groundwater. We also provide a Pigouvian type tax that could be imposed on natural gas developers.     

转子系统振动的CSFDB主动控制实验研究

采用可控挤压油膜阻尼器作为主控元件,进行转子系统振动主动控制研究,设计开发了锥形可控挤压油膜阻尼器（Controllable Squeeze Film Damping Bearing,CSFDB).CSFDB的外环轴向位置通过专门设计的电液伺服系统来调节其平淡同的轴向位置对应不同的油膜间隙,使转子系统、CSFDB、电液伺 服系统形成一个闭环控制系统,即主动控制转子系统的振动,本文的实验研究工作内容有,CSFDB-转子系统振动特性实验研究;CSFDB-转子系统加、减速振动特性试验研究;转子系统振动的CSFDB主动控制实验研究。转子模型为一单盘悬臂转子,研究结果表明,CSFDB控制效果明显,所研制的控制仪工作可靠,能满足实时必研究;CSFDB外环位置调节系统设计思路可行,性能可靠避孕药推广应用前景。     

基于灰色关联法的水平井压裂参数优化研究

针对低渗透薄互砂岩油藏A油田C9区块水平井井区储层物性差、非均质性强、开发难度大等问题,为改善水平井井区开发效果、提高水平井单井产能,应用灰色关联法,结合数值模拟软件,分析影响压裂水平井产能的主要因素,开展水平井压裂参数优化研究,结果表明裂缝半长和裂缝间距是影响压裂水平井产能的主要因素,优选出水平井压裂方案:裂缝半长为150m,裂缝间距为40m,裂缝导流能力为50μm~2·cm;裂缝与水平段夹角为90°.应用灰色关联分析法明确水平井压裂效果的主控因素,为低渗透薄互砂岩油藏现场水平井压裂施工提供了思路和借鉴,具有一定的理论指导意义.     

关于颗粒悬浮机理和悬浮动的讨论

从分析气体分子的悬浮和静水中Ｂｒｏｗｎ微粒的悬浮之机理出发，论述了重力场中粒子（分子、微粒等）的悬浮不一定需要其它外力，粒子本身的任何形式的无规则运动，达到一定强度后都能使粒子弥散悬浮．河流中的泥沙颗粒和气（水）力输送管道中的颗粒的悬浮也主要靠颗粒物的无规则运动．作用于颗粒的升力和其它力可改变颗粒悬浮沿高度的分布，但仅用这些力（若无任何无规则运动）无法解释颗粒的弥散悬浮状态．讨论了颗粒对流动阻力的双重作用：支持颗粒悬浮的湍流脉动因引入颗粒而削弱，这是颗粒的减阻作用；颗粒增阻的一个主要机制是，流体给予颗粒的水平动量在颗粒一壁面碰撞中不断地损失．用悬浮动概念解释颗粒引起的增阻是不正确的．     

ITER���ο�����Ⱥ���©װ���ȹ�ˮ��ѧ��������

对ITER包层屏蔽块进行了热工水力学设计及分析,并给出了两套合理的加热方案.分析结果表明,可以通过分阶段改变入口气体温度的方法实现在高效加热屏蔽块的同时满足工程及部件热应力的技术要求,并通过热应力计算验证了加热过程不会对屏蔽块产生不可预期的结构破坏.     

页岩气高效开采的力学问题与挑战

页岩气是指赋存于富含有机质泥页岩中以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气,中国资源量丰富,地域分布广泛.页岩气开采能缓解我国常规油气产量不足、煤化石燃料引起环境污染等问题,已成为中国绿色能源开发的重要领域.尽管北美页岩气"革命"取得了成功,目前也仅有预期产量5%～15%的采收率.与北美地区相比,中国页岩气埋藏深,赋存条件差,自然丰度低,因此,高效开采面临更多的困难和挑战.近年来,围绕国家重大能源战略需求,瞄准技术发展前沿,学术界和工业界联合对页岩气高效开采的关键科学和技术问题展开研究.本文结合近三年四川、重庆地区的页岩气试验区块遇到的新问题,针对中国未来3 500 m以下深部开采的新挑战,如地质沉积、裂缝发育构造不同、上覆压力增加、水平应力场变化等新问题,介绍和总结了目前中国页岩气高效开采面临的力学科学问题,主要包括多重耦合下的安全优质钻完井力学理论和方法、水力压裂体积改造和多尺度缝网形成机制、多尺度渗流力学特性与解吸附机理等."深部页岩气高效开采"的研究面向国家重大能源需求,科学意义重大,工程背景明确,需要工程力学、石油工程、地球物理、化学工程和环境工程等多学科专家合作,开展理论研究、物理模拟、数值模拟及现场试验等综合应用基础研究,取得高效开采页岩油气理论与技术的突破.学科交叉是研究页岩气高效开采问题、突破技术瓶颈的桥梁,只有力学与石油工程、地球科学等学科实现深度交叉融合,才能更加有效地推动页岩油气等非常规油气资源的开发.     

航空铆钉动态加载失效实验

为研究航空铆钉连接元件在动态加载下的失效模式,依托高速液压伺服材料试验机,通过特殊设计的实验夹具,进行了6类航空铆钉在不同加载速度和不同加载模式下的动态失效实验,获得了铆钉元件在纯拉伸加载、纯剪切加载、30°拉-剪耦合加载和60°拉-剪耦合加载状态下的失效实验数据。实验结果表明,铆钉元件的失效模式和失效载荷与加载速度、载荷的作用形式密切相关,并基于实验结果拟合得到铆钉元件的失效本构参数,获得了可表征铆钉在一般情形下失效的本构方程。     

管道连接装配型ITER增强热负荷第一壁的热工水力分析

对管道连接装配型ITER增强热负荷第一壁(EHF FW)的标准手指对、边缘手指对及中心梁(CB)开展了热工水力分析.分析结果显示流速分布合理,低于1m·s-1或高于10m·s-1的区域非常小;手指对间的流量分配较合理;整个第一壁的压降为0.351MPa,小于0.4MPa的限定值;在8个循环周期内CB最高温度为409.2...