磁电弹性体中多条位错与Griffith裂纹

根据本征方程,研究磁电弹性体中若干平行螺型位错与Griffith裂纹的相互作用.结合Muskhelishvili方法和算子理论,得到磁电弹性体中由位错和裂纹所诱导的应力场、电场和磁场的解析解.数值算例表明:在裂纹的端点及位错点上仍然存在应力的奇异性,离位错点越远处广义力越小,结论与已有的结果相符,证明了结论的正确性.当位错点与裂纹端点距离越近时,裂纹与位错间的应力场越小,并逐渐趋近于零.     

考虑重力因素的断溶体储层“井-洞-缝”模型试井解释方法

顺北油田属于大型断裂构造运动形成的断溶体储层,纵向裂缝系统和垂向分布的溶洞是主要的储集体空间.本文提出溶洞中的压力变化是由流动和波动共同产生的,依此把能量守恒方程与试井理论相结合,建立考虑重力因素的断溶体储层试井解释方法.定义无量纲量,并对无量纲方程进行Laplace变换,得到Laplace空间上的井底压力.由Stehfest数值反演算法得到试井分析所需的图版曲线.对重力因素进行敏感性分析表明:重力因素只影响双对数曲线的末期,当重力因素很明显时,曲线特征类似于定压边界.对新疆油田的某井进行分析,解释了曲线后期下掉原因,并给出溶洞体积以及波动相关参数等,分析结果与生产实际情况相吻合.     

基于深度学习的低光照条件的混凝土裂缝检测

裂缝检测是一项关键工程任务,针对现有的主流裂缝语义分割模型参数量大、计算量高、实时性弱等问题,提出一种基于Fast-SCNN(fast segmentation convolution neural network)改进的裂缝图像实时分割算法。首先,该算法在Fast-SCNN基础上优化了空间金字塔池化模块SPP(spatial pyramid pooling) 存在像素位置信息丢失以及计算量大的不足,提出了一种轻量级的特征金字塔注意力模块;其次,改进了上采样的方式,充分考虑像素之间的关系,提出了一种轻量级的位置自注意力模块用于上采样,以此来提升检测精度;最后,双分支的各自输出通过注意力门突显裂缝相关区域和抑制无关背景。所提算法能够为模型提供更为精确的像素级别的注意力,更加有效识别细小裂缝和提升复杂背景裂缝分割的鲁棒性。实验结果表明：与现有的主流模型和其他轻量级模型相比,该算法进一步平衡了分割精度与检测速度,在裂缝数据集上达到 80.31%的平均交并比,F1 score为76.74%,参数量为1.20 M,计算量不足1 G,推理速度达到151 f/s,对裂缝图像实时分割检测任务具有较高的应用价值。

     

应变率对含裂隙红砂岩裂纹扩展模式及破碎特征的影响

以含不同倾角预制裂纹的长方形板状红砂岩为研究对象,采用分离式霍普金森压杆沿试样宽度方向施加冲击荷载,使用高速摄像机记录裂纹扩展过程,获得试样的裂纹路径特征以及动态压缩强度和动态弹性模量,利用筛分统计法分析试样碎块分布特征,结合分形理论定量描述试样破碎程度及特点,探讨中应变率条件下含裂隙试样裂纹扩展模式与动态力学性质和破碎程度的相互关系。研究结果表明,应变率较高时试样会更多地出现远场裂纹和离层裂纹,并且相比相关低应变率实验结果,中应变率范围内试样破坏模式及裂纹分布情况随应变率的变化规律是不同的。随着应变率的提高,试样大体上从1条拉伸裂纹的临界破坏演变成X形剪切裂纹为主的复杂裂隙网络,并且不同角度预制裂隙对于这种裂纹扩展模式的演变有重要影响。在预制裂纹倾角一定的情况下,岩样动态压缩强度和动态弹性模量表现出明显的应变率效应,不同角度预制裂纹对于试样的应变率敏感性有显著影响。随裂纹倾角的增大,试样的动态强度、动态弹性模量和分形维数表现出的变化趋势具有一定的相似性,大体呈现先减小后增大的趋势,裂纹倾角为45°的试样的动态压缩强度、动态弹性模量和分形维数均为最小。随应变率的升高,不同预制裂纹倾角的试样碎块分布更加分散,应变率越高,预制裂纹倾角对于岩石冲击破碎程度、分形维数的影响越显著。     

混凝土界面过渡区对裂纹扩展过程的影响

混凝土是由水泥砂浆、粗骨料和界面过渡区（interfacial transition zone, ITZ）组成的非均质复合材料。ITZ作为混凝土内部的最薄弱相,对混凝土的宏观断裂有重要影响。基于PFC 2D的FISH语言,建立了能反映混凝土骨料、水泥砂浆和ITZ等复杂细观结构的离散元模型,并探讨了在单轴压缩载荷下ITZ强度分布和强度值对混凝土裂纹扩展过程的影响。数值模拟结果表明：混凝土裂纹遵循从中心向加载端扩展的趋势,超过80%的裂纹出现在峰值应力后的软化阶段;ITZ强度分布对混凝土裂纹扩展过程影响较弱,当ITZ强度呈现U形分布时,混凝土中裂纹数量较多;ITZ强度值对混凝土断裂程度及最终断裂形式影响显著,当ITZ的最小黏结强度与砂浆黏结强度比p<0.5时,混凝土强度显著降低,且裂纹围绕混凝土模型中心分散扩展形成网状宏观裂纹,导致试件发生散碎破坏,当p>0.6时,裂纹从混凝土试样中心向加载端集中扩展形成宏观贯通裂纹,导致试件发生块状破坏。

     

相干梯度敏感干涉测量技术及在静态断裂力学实验中的应用

介绍了相干梯度敏感(CGS)干涉测量技术的基本原理及其在静态Ⅰ型断裂实验中的应用,验证了该方法对裂纹尖端局部变形场和断裂特性进行定量研究的可行性。给出了代表静态Ⅰ型裂纹尖端奇异场光力学信息的CGS控制方程,模拟并分析了Ⅰ型裂纹尖端的CGS条纹模式,对静态Ⅰ型裂纹尖端变形场和断裂特性进行了三点弯曲的CGS试验,并提取了应力强度因子KⅠ。结果表明,试验结果与理论分析结果相吻合。     

基于滑移网格与RNG湍流模型计算泵内的动静干扰

本文利用三维Navier-Stockes方程和RNG湍流模型,在转动与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对泵内动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了旋转叶轮与固定导叶间流体的湍流特征。从计算结果可知,静叶与动叶间各点的压力脉动频率成分一致,且幅值沿周向呈正弦变化规律。这说明利用滑移网格技术及RNG湍流模型,可以模拟三维非定常动静干扰流动问题。