• 2020年第20卷第5期文章目次
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    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 极端地形绳系机器人研究进展

      2020, 20(5):1717-1723.

      摘要 (522) HTML (0) PDF 3.45 M (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:行星表面有探索价值的区域多处于极端地形之中,目前应用于探索该类地形的多为绳系机器人。首先简要评述了极端地形绳系机器人的发展现状,依据现有极端地形绳系机器人机构构型的不同,将其划分为四类,分别为腿式、轮式、履带式及复合式,并分析了其优劣所在;其次分析了绳系机器人关键技术,即系绳管理技术的发展现状,为了避免系绳缠绕,系绳从最初作为基本组件逐步发展为基于系绳的同步定位与建图问题(TSLAM),同时讨论了现有方法的局限性及未来可能的发展方向。

    • >P天文学、地球科学
    • 重庆高燕锰矿床成矿物质来源及沉积环境

      2020, 20(5):1724-1733.

      摘要 (636) HTML (0) PDF 5.17 M (1006) 评论 (0) 收藏

      摘要:在矿床地质研究基础上,通过对13件锰矿石样品进行系统的主量元素、稀土元素测试及分析,进一步探讨高燕锰矿床的成矿物质来源及沉积环境。结果表明:Mn/Fe平均值为17.34,P/Mn平均值为0.008,(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)平均值为0.51,因此城口锰矿属于高磷低铁偏酸性锰矿石。Mn含量远高于TFe与MgO含量,可能是Fe2+、Mg2+易进入锰矿石的晶格占据Mn2+的位置而形成完全类质同象的原因;Al和Ti含量相对较低,表明锰矿石沉积水体相对较深或距离陆源较远。高燕锰矿稀土元素总量不大,轻稀土明显较重稀土富集,δEu呈正异常,δCe呈弱的正异常。SiO2/Al2O3、Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti、Al/(Al+Fe+Mn)、La/Ce比值,以及SiO2-Al2O3、La-Ce、La/Yb-REE图解都显示出锰矿沉积过程中有大量热水(液)的注入,受陆源物质的影响程度较小,物源可能来自洋壳深部;锰矿与底板围岩稀土元素配分曲线相似,且锰矿层的产出严格受区域构造、地层、岩性的控制,反映了底板围岩可能为锰矿层的形成提供了部分物质来源;Sm/Nd比值指示锰矿层的沉积类型为壳层源沉积。Mn/Fe、ΣLREE/ΣHREE比值及δCe值,Ce、Eu异常,以及LaN/CeN-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解表明城口高燕锰矿床形成于大陆边缘向深海盆地过渡范围内即离岸较远、相对潮湿的深海或深水、还原、成矿温度大于250℃的沉积环境。

    • 车排子东缘沙湾组薄互层油藏分布特征

      2020, 20(5):1734-1739.

      摘要 (505) HTML (0) PDF 6.31 M (870) 评论 (0) 收藏

      摘要:车排子地区沙湾组含油气地层主要以沙一段夹杂于灰质砂岩中的疏松砂岩条带为主,结合沉积相分析认为,受到多期物源以及沉积变化的影响,该油藏具有厚度薄、横向变化快的特点。受地震分辨率限制,采用反演、属性分析等方法无法对该薄互层油藏中有效储层厚度变化进行准确刻画。针对这种薄夹层储层,结合测井、岩心资料建立地质模型进行地震正演,分析发现在围岩厚度一定的情况下地震响应特征与有效储层厚度之间存在单调变化关系,根据这个特征,建立不同围岩厚度条件下的储层厚度-属性模板,综合利用地震属性、地震反演结果实现对研究区有效储层厚度变化的预测。结合区域研究成果与储层预测,车排子东缘主要沙一段主要可划为两套不同类型沉积,有效储层的分布特征主要受两种沉积的分布影响。

    • 灰岩裸露区地震波接收影响因素分析

      2020, 20(5):1740-1746.

      摘要 (407) HTML (0) PDF 4.66 M (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:在复杂山地、山前带地震采集中,相同激发条件下的灰岩裸露地表接收的地震记录信噪比明显低于覆盖有低降速层的砂泥岩区,其原因一直是许多地震勘探工作者关心的问题。利用物理学振动原理、弹性力学理论及数值模拟方法,对弹性波在不同阻抗介质中质点运动的速度、加速度振幅分析表明,使用接收质点运动信息的检波器接收地震波时,灰岩介质的高阻抗导致质点运动振幅小,表现出接收到的地震波能量弱;同时,物理正演模拟和野外试验资料分析表明,灰岩裸露区近地表的非均质性导致了该类地区散射、耦合噪音等更加发育。由于原始地震数据的信噪比是由反射信号的强度与噪音水平的相对关系决定,所以灰岩裸露区地震接收资料质量差的原因是灰岩介质的高阻抗导致接收的地震信号弱,并且灰岩裸露地表特有的表层结构导致噪音强,两种因素的综合作用降低了该类地区地震资料信噪比。改善灰岩裸露区地震数据质量应采取的措施是合理使用压噪技术并避免因检波器与地表耦合不佳而导致的噪声的出现。

    • 成都粘土工程废浆絮凝-气压法脱水效果分析

      2020, 20(5):1747-1753.

      摘要 (993) HTML (0) PDF 4.71 M (398) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文采用新型物化结合脱水方法,即絮凝-气压法处理成都粘土工程废浆,在加入絮凝剂后对工程废浆使用失水仪进行压滤操作。此方法结合了物理方法和化学方法,提高脱水效率。首先选择三种无机絮凝剂(PAC、PAFC、PFS)和两种有机絮凝剂(PEO、APAM)进行脱水实验,讨论单一絮凝剂对工程废浆脱水效果的影响。而后进行正交实验,得出最佳配方为聚合氯化铝(PAC)2.4g/275mL、50ml质量浓度0.3%的聚氧化乙烯(PEO),对正交实验结果进行极差分析,讨论三种因素对脱水效果的影响程度。最后将复配絮凝剂和单一絮凝剂的脱水效果进行了对比,得出在使用絮凝-气压法进行脱水实验后,单一絮凝剂PEO的脱水效果最好,而复配絮凝剂的脱水效果明显优于单一絮凝剂的结论。

    • 储油洞库地下水流系统影响因素权重分析

      2020, 20(5):1754-1759.

      摘要 (693) HTML (0) PDF 1.76 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评价影响储油洞库地下水流系统各因素的权重,利用层次分析法,结合山东某大型地下水封储油洞库工程实例,对影响储油洞库地下水流系统的水幕系统关键设计参数(水幕钻孔注水压强、水幕系统高度、水幕钻孔间距和水幕系统宽度)、储油工况等因素进行多因素综合分析。结果表明,水幕系统注水压强的权重最大,是影响储油洞库地下水流系统的主要因素;储油洞库建造期水幕系统是控制地下水流系统的关键,运行期地下水流系统主要通过水幕钻孔注水压强控制。

    • >S农业科学
    • 盐碱芦苇湿地土壤活性有机碳组分垂直分布及相关性分析

      2020, 20(5):1760-1766.

      摘要 (800) HTML (0) PDF 1.79 M (501) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】湿地是地球生态环境的重要组成部分,也是碳循环和转化的重要场所,湿地土壤活性碳库与气候变化有着密切联系。盐碱湿地具有独特的土壤性质,本研究以吉林西部松嫩平原盐碱湿地为例,以土壤类型图和土地利用类型图为基础,选取吉林松原查干湖天然盐碱芦苇湿地为研究对象。明晰盐碱湿地土壤活性有机碳组分垂直分布及影响因素分析,为盐碱区脆弱湿地生态环境管理与保护、区域碳库源汇研究及客观评价其在区域气候变化中的作用,以及退化湿地生态恢复提供科学依据。【方法】在研究区丰水期进行采样,在地上植被为芦苇的湿地土壤地块设置9个采样区,每个区域设置4个采样点,按照0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm、40-50 cm分层采集土壤样品。分析测定了土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)、易氧化有机碳(ROOC,readily oxidized organic carbon)、水溶性有机碳(WSOC,water soluble organic carbon)、微生物量碳(MBC,microbial biomass carbon)含量及土壤pH值、含水率、容重、孔隙度等,以阐明盐碱芦苇湿地土壤有机碳及其活性组分分布特征及影响因素。【结果】(1)查干湖盐碱湿地土壤有机碳及活性组分垂直分布规律明显,呈现伴随土层加深而逐渐减少的趋势。且在土壤的各个剖面层土壤有机碳含量与易氧化有机碳、水溶性有机碳、微生物量碳含量间呈显著相关。(2)研究中各土壤活性有机碳占土壤有机碳比例不一,呈现 ROOC明显高于WSOC和MBC,[w(ROOC)/w(SOC)]%为87.01±10.63 g·kg-1、[w(WSOC)/w(SOC)]%为0.58±0.06 g·kg-1、[w(MBC)/w(SOC)]%为8.19±0.72 g·kg-1。(3)查干湖盐碱湿地土壤有机碳及活性组分垂直分布受土壤pH值、容重、孔隙度影响明显,呈显著相关,土壤含水量相对影响较小。

    • >TB一般工业技术
    • 冻干系统自动进出料设计方案综合评价与分析

      2020, 20(5):1767-1772.

      摘要 (624) HTML (0) PDF 3.92 M (515) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高确定设计方案的可靠性,构建了一种客观的设计方案评价方式。根据冻干系统自动进出料原型现有问题,通过应用Siemens Tecnomatix Jack人机仿真软件对拆卸、清洁过程中操作人员的动作进行仿真分析,将分析结果作为设计方向得到设计方案。应用灰色关联度分析选择最优方案过程中,引用层次分析法(analsis hierarchy process,AHP)确定各影响因素权重系数。根据所得各设计方案关联度,确定设计方案。结果以制药装备中冻干系统自动进出料原型为例进行设计及设计方案评价,选择出较优的设计方案,验证该方式的有效性。可见该方式能够客观的对各个设计方案进行评价,以量化的方式为确定设计方案提供参考依据。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 联合预报在组合地质灾害隧道工程中的应用

      2020, 20(5):1773-1779.

      摘要 (698) HTML (0) PDF 6.53 M (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了预防复杂地质条件对隧道工程施工的影响,目前通常采用超前地质预报技术对掌子面前方的岩体情况进行地质探测,超前地质预报技术已经成为了解决该类难题的有效方法。正在施工的某隧道工程属于多种地质灾害组合作用工程,施工风险较大。针对该工程利用TSEP和GPR超前地质预报技术对地质条件复杂的区段进行超前探测,实际探测效果显示两种技术对复杂地质条件下的不良地质体有较好的定性预报效果。

    • 损伤导致的节理岩体渗流模型

      2020, 20(5):1780-1785.

      摘要 (714) HTML (0) PDF 2.79 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩体内部含有大量节理裂隙,当岩体受到扰动后,这些节理裂隙将张开、扩展并贯通,形成渗流通道,这使得岩体渗透性发生急剧变化。为了描述这种由节理裂隙扩展导致的岩体渗流场发生的变化,将这些节理裂隙看作岩体内部损伤,假设渗透张量与损伤张量主轴重合。在渗透张量主空间内,认为岩体在一个主方向上的渗透系数决定于其它两个主方向上的损伤,建立了相应的损伤与渗透系数之间的关系。在外部荷载作用下,损伤将发生演化,从而导致渗透系数也发生演化。为了描述这种渗透系数演化过程,采用已有的损伤演化方程,通过渗透系数与损伤之间的定量关系,来刻划岩体扰动过程中渗透系数的变化规律。通过与已有数据对比分析,本文所发展的损伤导致的岩体渗流模型是合理的,能有效地反映节理裂隙发育对岩体渗透性的影响。

    • 巨厚砾岩下开采地表沉陷预计模型的改进

      2020, 20(5):1786-1791.

      摘要 (673) HTML (0) PDF 3.43 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究巨厚砾岩下开采的地表沉陷规律,结合关键层理论,通过数值模拟从垂直应力、塑性区、垂直位移三个方面分析覆岩内部稳定性及造成地表倾向下沉曲线偏态的原因,基于概率积分法,建立了改进的地表沉陷预计模型。结果表明:关键层初次破断距为291 m,周期破断距为281 m;悬力臂是造成下沉曲线偏态的主要原因;相对于经典的概率积分沉陷预计模型,改进的地表沉陷预计模型相对误差减小了114%。可见在巨厚砾岩层下开采地表沉陷预计中,改进的地表沉降预计模型具有较高的准确度和适用性。

    • 瓦斯爆炸对巷道壁面损伤破坏的数值模拟研究

      2020, 20(5):1792-1798.

      摘要 (634) HTML (0) PDF 6.31 M (493) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究巷道内瓦斯爆炸冲击波对巷道壁面结构的损伤破坏,利用ANSYS/LS- DYNA建立巷道瓦斯爆炸物理模型和数学模型,对掘进巷道瓦斯爆炸冲击波破坏特性进行了数值模拟研究,结果表明:1)在巷道壁面边缘位置和中心位置超压测值较大,其壁面损伤相对更为严重。2)冲击波在巷道轴向壁面也会出现反射和叠加,导致整体超压峰值上下振荡波动。3)瓦斯爆炸后冲击波向开口方向传播,瓦斯区壁面受到的载荷最大,并逐渐向空气区加载扩散。4)随着爆炸冲击波能量衰减,而应力持续加载在壁面结构,压力集中对壁面结构施加静态破坏,最后超过其承受能力,导致巷道失稳破坏。研究结果可为优化巷道结构的的设计提供理论参考,提高其抗爆阻爆能力。

    • >TE石油、天然气工业
    • 柴达木盆地M区砂岩气藏储层地质建模分析

      2020, 20(5):1799-1804.

      摘要 (468) HTML (0) PDF 4.09 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:为表征M区储层在三维空间的展布特征,指导新井部署,确保天然气科学合理高效地开发,通过三维地质建模平台,采用确定性建模和随机建模相结合,地震解释和地层划分与对比相融合,“岩相模型相控、流体模型相制”的方法,研究了M区砂体展布、流体分布及接触关系。结果表明:运用该方法指导建立的三维地质模型在储量核算时能够充分匹配实际生产动态,便于剩余气分布规律研究,有效指导天然气高效开发,提高砂体控制程度,这种方法对于砂岩气藏储层较为适用。

    • 鄂尔多斯盆地F区力学特征及地应力分析

      2020, 20(5):1805-1811.

      摘要 (418) HTML (0) PDF 6.36 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:地层的力学特征是井身结构设计和钻井液设计的重要基础。以鄂尔多斯盆地F区扩径较高的延长组为研究对象,通过三轴压缩实验、巴西劈裂等室内实验得到其抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角和抗张强度等静态岩石力学参数,通过声波时差、密度等计算其动态岩石力学参数,建立动态和静态岩石力学参数之间的转化关系。通过工区的压裂资料,反演出延长组的地应力分布,进而计算出地层的坍塌压力和破裂压力,建立地层的三压力剖面,为延长组的井身结构设计和钻井液的设计提供参考。

    • 充气钻井环空弹状流稳态流动模型与实例验证

      2020, 20(5):1812-1819.

      摘要 (532) HTML (0) PDF 2.27 M (557) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前国内外针对弹状流(段塞流)管流的力学模型研究很少,且计算误差较大无法应用于钻井工程。为此,针对充气钻井开展环空气液弹状流稳态力学模型研究,可准确预测和设计井筒流体参数。首先,借鉴国外研究成果,对钻井气液两相管流型态进行描述分析,推导出环空弹状流与泡状流的转换判别关系式,认为环空充气钻井液主要出现泡状流和弹状流两种流型,且充气钻井井深< 300m的环空内为弹状流。然后,建立环空弹状流单元的物理模型,并对其流动参数进行解析计算。依据管流机械能守恒定律,建立充气钻井环空弹状流稳态力学模型,并给出了数值解法。通过两井连通充气钻水平井(DNP02井)的实钻模拟,计算出的环空流动参数与现场实测数据非常吻合,误差小于5%。证实模型的理论体系完整,计算结果满足钻井工程需求,具有很好的通用性。

    • 低渗透油藏注水开发储层动态特征变化

      2020, 20(5):1820-1825.

      摘要 (477) HTML (0) PDF 1.87 M (492) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解马岭油田南二区延9油藏长期注水后储层特征的变化及其机理,本文通过室内物理模拟实验方法,结合矿场2口检查井结果,研究了注水开发前后延9油藏储层物性、孔隙特征和渗流特征的变化。研究结果表明:长期注水后,储层渗透率明显增大,孔隙度增加较小,且储层渗透率越高、水洗程度越大,储层物性的增加幅度越大;储层物性的增加主要与水洗后粘土矿物含量的降低有关,其中伊利石和伊蒙混层的相对含量明显降低,高岭石相对含量明显增大;水洗后储层岩石表面油膜脱落,岩石润湿性由亲油性变为亲水性;注入水与储层岩石的相互作用使油水相流动能力增强、两相区范围变宽水驱油效率提高。可见马岭油田南二区延9油藏注水开发中储层的变化有利于油田的开发。

    • 南海东部油田低成本高效助流注水技术创新与实践

      2020, 20(5):1826-1831.

      摘要 (496) HTML (0) PDF 6.06 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:南海东部越来越多的海相沉积砂岩油藏地层能量不足需要注水,但平台无注水工程预留,存在建立注水系统投资大、周期长、效益差的问题,如何实现注水开发是亟待解决的技术挑战。以A油田为例,该油田L层为边水驱动的岩性油藏,地层天然能量不足,水平井投产后地层压力下降迅速,迫切需要通过注水补充地层能量。在注水水源评价的基础上,定量表征相控模式下的压力场,制定针对性的抢救式注水方案;研发助流注水工艺管柱及井下数据监测系统,满足了油藏通过井下注水补充地层能量、提高采收率的要求。结果表明:创新研发的助流注水技术实现了平台无注水预留条件下的注水开发,节省了海上平台空间及工程设施成本,实现了变流量注入、定期酸洗、闭式注入环境下的水质监测、注入水量测调、水源层返排清井及产水能力测试等多种功能,具备成本低、实施周期短、注水效果好的巨大优势。油田采用助流注水后,受效井组的单井采油量增加明显,地层能量得到有效补充,取得了很好的开发效果。

    • 稠油致黏关键组分微观性质

      2020, 20(5):1833-1838.

      摘要 (524) HTML (0) PDF 2.39 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确稠油致黏机理,选取塔河、胜利、辽河油田三种不同稠油研究黏度等性质,通过测定油品黏度及组分分散状态,确定了稠油的致黏关键组分是沥青质;通过分析油品及沥青质的金属元素和非金属元素含量,核磁共振波谱分析分子间的相互作用力,扫描电镜分析沥青质微观形态,结果表明:稠油中金属元素、非金属元素主要集中在沥青质中;稠油黏度随沥青质芳香性增加而增大,但不严格线性相关;沥青质片状层厚度与黏度密切相关,层间距越小,原油黏度越大。可见,稠油中沥青质的含量、结构对稠油黏度具有重要影响。

    • 盐间页岩油储层基质孔隙内盐赋存状态

      2020, 20(5):1839-1845.

      摘要 (428) HTML (0) PDF 5.61 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:潜江凹陷盐间页岩地层是中国潜力巨大的高效烃源岩,在高封闭性、强蒸发、干湿气候交替环境下形成的。页岩油以吸附态在页岩地层中储存,潜江凹陷页岩油储量丰富,广泛发育的盐韵律层系为页岩油的开采造成较大困难,盐间页岩储层含盐量高,盐间页岩中的盐遇水后会发生溶解等强相互作用,导致孔隙结构发生剧烈变化,然而目前对于盐间页岩中盐的赋存状态及含量尚不清楚。深入研究潜江凹陷盐间页岩盐赋存状态,对实现页岩油有效开发具有重要意义。本文针对白云质页岩、钙芒硝质页岩和泥页岩三种盐间页岩油储层样品,通过肉眼、显微镜和扫描电镜观测盐晶体的形态及分布特征,建立起一种定量评价页岩储层盐离子扩散能力的方法。结果显示盐间页岩油储层中盐离子主要以晶体的形式分散于岩石内部,是岩石骨架结构的一部分。白云质页岩中盐晶体主要以团状聚集的形式存在,钙芒硝质页岩中盐晶体颗粒分布较为均匀,泥质页岩盐晶体主要充填于层理弱面中。浸没在水中的盐间页岩中的盐离子迅速溶解并扩散进入水中,溶液电导率从初始电导率G0开始缓慢增加,初期增加较快,后期曲线逐渐趋于平缓。然而,溶液电导率与√t的线性关系较差,这与盐间页岩盐晶体溶解影响了孔隙结构,进而影响到了盐离子的扩散速率有关。钙芒硝页岩盐离子扩散速率最大,约为白云质页岩的1.5倍,约为泥质页岩的3倍。此外,盐间页岩油储层的离子扩散速率大大高于海相、陆相页岩气储层,约为15~45倍。理解盐间页岩的盐赋存特征对认识页岩油储层与水的相互作用和提高页岩油的产出具有重要意义。

    • 川东深层致密砂岩储层改造难点及技术现状

      2020, 20(5):1846-1850.

      摘要 (441) HTML (0) PDF 1.64 M (455) 评论 (0) 收藏

      摘要:川东元坝地区陆相致密砂岩气藏埋藏深、岩性致密、温度高、地应力高,压裂改造是实现该区域有效勘探开发的核心技术。但川东致密砂岩压裂改造面临着破裂压力超高、施工压力超高、闭合压力超高、排量提升困难、缝高控制困难等难点,大部分气井压后产能低且产量递减快。压裂工艺技术在该致密储层改造上能否取得突破,将直接影响其勘探开发进展。通过分析元坝地区不同致密砂岩气藏的储层特征,总结前期现场实践中面临的技术难题及实施经验,探区形成了一套适用于川东北深层致密砂岩气藏的压裂改造工艺技术,同类型的深层致密砂岩压裂改造具有借鉴意义。

    • 基于GA-BP神经网络的长宁地区页岩气水平井产能预测技术

      2020, 20(5):1851-1858.

      摘要 (550) HTML (0) PDF 3.74 M (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:准确预测页岩体积压裂井的产能是确定合理开发决策的重要前提。目前页岩气井产能预测主要基于理论模型,需要理想化假设条件和不易得到的参数,导致体积压裂前的产量预测精度不高。为此,本文通过数据挖掘技术直接从影响产能的参数入手,突破传统理论模型的局限,首先利用灰色关联度确定影响长宁地区57口页岩气水平井压后产量的主控因素及权重,然后基于遗传算法优化的BP神经网络方法,建立页岩气水平井体积压裂产能预测模型。基于该模型,本文针对长宁地区已生产井数据开展了现场应用。应用结果表明:(1)工程参数主要影响页岩气水平井的初期产量,TOC、单井百米液量、单井百米砂量、脆性矿物指数等工程参数是影响页岩气水平井测试产量和3个月累产气量的主控因素;(2)TOC、I类储层钻遇长度、孔隙度、含气量等地质参数是影响页岩气水平井1年累产气量的主控因素;(3)基于长宁地区已生产井数据建立的页岩气水平井体积压裂测试产量预测模型的平均误差为8.76%,预测误差同比多元回归模型预测降低了47.79%;(4)基于GA-BP神经网络的产能预测技术具有操作灵活和预测精度高的特点。利用该大数据分析和产能预测方法为长宁地区页岩气井的产能预测提供了一种新思路,提高了产能预测效率,并有效地指导现场施工。

    • 姬塬地区长8超低渗油藏注水井欠注规律研究

      2020, 20(5):1859-1865.

      摘要 (497) HTML (0) PDF 4.76 M (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:注水开发作为超低渗油藏主要开发方式,而注水井欠注对油藏开发影响显著。姬塬地区长8油层组为典型超低渗油藏,针对其注水井欠注问题,在分析油藏注水井欠注现状的基础上,通过建立超低渗油藏有效驱动渗透率以及地层结垢量计算模型,系统地总结了姬塬地区长8超低渗油藏的储层物性、地层结垢和注入水水质等因素对注水井欠注的影响,并提出了对应的解决方案。研究结果表明:地层渗透率小于0.3×10-3μm2时注水井开始欠注,且表现为长期欠注、欠注程度高的特征;当地层结垢量大于2000mg/L或注入水中悬浮物及含油量大于70mg/L时,引起注水井欠注且表现为后期欠注特征。针对不同影响因素下欠注井的特征,提出了5种增注工艺体系,在姬塬地区长8超低渗油藏实施后有效率高达88.2%,可有效治理该地区的注水井欠注问题,同时为同类型油藏的注水井欠注提供理论支持和治理依据。

    • 表面涂覆活性凝胶聚合物暂堵剂的研究与应用

      2020, 20(5):1866-1870.

      摘要 (463) HTML (0) PDF 1.72 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:以聚乙烯醇、骨胶和苯甲酸为固相材料,采用具有表面活性的单体和丙烯酰胺、丙烯酸钠进行共聚得到的活性聚合物对粉状固体表面进行包覆,通过有机硅改性处理得到一种水溶性暂堵剂WRP,测试了暂堵剂的悬浮性、水溶性以及抗温性能,通过驱替实验测试了暂堵和解堵性能,实验结果表明,该暂堵剂水溶率大于95%,可耐260℃高温,悬浮分散性能好,在岩心中注入8倍孔隙体积的0.4%暂堵剂后,暂堵率与水驱解堵率均大于95%,突破压力高达6.2MPa。并将其应用于赵凹油田的安2117井进行了现场实验,加入暂堵剂后压力上升6.3MPa,达到暂堵效果和解堵效果,实现了裂缝的暂堵转向。

    • >TH机械、仪表工业
    • 基于Matlab的越野叉车举升装置位置控制系统 建模与仿真分析

      2020, 20(5):1871-1876.

      摘要 (907) HTML (0) PDF 2.65 M (586) 评论 (0) 收藏

      摘要:越野叉车在工作过程中驾驶员既要克服恶劣的环境又要完成高难度的举升操作,这对越野叉车的控制系统性能是一个极大考验。为了提高越野叉车工作过程的响应速度、平稳性、可靠性和抗污染性能,本研究将电液比例换向阀应用于越野叉车举升装置位置控制系统。通过改变比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比的参数以及举升装置的负载力,运用Matlab仿真平台对举升装置控制系统中不同参数下的数学模型进行了仿真分析,得出了不同参数对系统动态特性的影响规律。结果表明:比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比会影响系统的响应速度、系统精度和相对稳定性;随着举升装置负载力的变化会影响系统的响应时间和稳定性,从而为越野叉车举升装置控制系统的优化设计和应用提供依据。

    • >TK能源与动力工程
    • 斯特林循环的热驱自由活塞反渗透海水淡化动力系统设计分析

      2020, 20(5):1877-1883.

      摘要 (904) HTML (0) PDF 3.10 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文提出了一种新型基于斯特林循环的热驱自由活塞反渗透海水淡化动力系统,采用自由活塞发动机取消曲柄连杆等刚体传动机构,利用非刚性介质海水作为活塞平移机械能的接受体,简化传动链,通过蓄能器和配合弹簧作用,保持运动的周期性,能够提供稳定输出功,提高输出效率。建立斯特林动力部分绝热模型及活塞组件动力学模型,基于MATLAB软件平台编程分析,通过简化活塞运动模型,分析动力系统的相关变化规律及输出功。结果表明,动力系统可以稳定运行,有稳定输出功,设计比较合理,具有可行性。

    • 变海拔工况下装甲车辆柴油机燃烧特性

      2020, 20(5):1884-1889.

      摘要 (689) HTML (0) PDF 4.04 M (624) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高原地区装甲车辆柴油机燃烧恶化、故障率高的问题,本文从机械负荷和热负荷两方面入手,研究了不同海拔、不同转速、不同负荷条件下,柴油机燃烧特性以及循环波动规律,分析了故障出现的原因并提出解决措施。结果表明:低速中等负荷工况下,循环波动率较大,燃烧稳定性较差;高速全负荷工况下,循环波动率小。高原环境能够加剧柴油机燃烧恶化程度,稳定性变差,易出现拉缸烧蚀等问题。

    • 基于适航认证背景下大涵道比弯掠风扇转子变稠度数值研究

      2020, 20(5):1890-1894.

      摘要 (673) HTML (0) PDF 3.08 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于适航认证背景,以大涵道比弯掠风扇转子作为研究对象。通过改变风扇转子稠度,采用CFX软件数值方法进行相关研究分析。在保证风扇转子基本性能的基础上,通过调整叶片数量N(18、20、22、24)获得四种不同稠度风扇转子,在不同背压条件下进行了数值模拟并获得近失速工况流场。得到一系列结果表明适当增加稠度设计,可以提高风扇转子的效率。N18稠度下喘振裕度为0.0829,当稠度增加到N20时,喘振裕度达到峰值0.106。随着稠度继续增加到N22,喘振裕度下降到0.0846但还是高于N18。当稠度增加到N24时,喘振裕度下降到0.076。随着稠度增加,效率峰值点所需流量逐渐降低。研究结果表明该弯掠风扇转子,在变稠度条件下效率峰值变化不明显。基于适航认证相关条例,喘振裕度是重要的考察内容。随着稠度增大,峰值效率也随着增大但是幅值非常微小,在实际应用中几乎可以忽略。可为匹配压气机整体设计,获得适航认证提供相应的参考。

    • >TM电工技术
    • 涡流检测多层平板导体参数的频率选择方法

      2020, 20(5):1895-1899.

      摘要 (488) HTML (0) PDF 1.52 M (408) 评论 (0) 收藏

      摘要:涡流检测多层平板导体参数具有重要意义,其中激励频率的选择是关键。针对正弦涡流法检测多层平板导体厚度与电导率问题,以被测导体上方空心圆柱线圈散射场电感为测量量,提出了通过求解灵敏度函数选择激励频率的方法。对于检测线圈尺寸参数已知、被测多层平板导体参数可估计的情况,利用灵敏度函数曲线可以得到任意被测参数检测灵敏度最大值及所对应的频率,在各参数灵敏度函数最大值所对应的频率附近分别选取3-4个频率点,实现激励频率的选择。最后进行了三层平板导体厚度与电导率检测实验,在相同的频率区间内,分别利用灵敏度函数选频法和平均选频法对散射场电感扫频测量结果进行频率选择,实验结果显示前者各参数检测误差普遍小于后者,验证了灵敏度函数选频法的有效性。

    • 一种新型混合励磁分段转子开关磁阻电机

      2020, 20(5):1900-1907.

      摘要 (514) HTML (0) PDF 5.00 M (1142) 评论 (0) 收藏

      摘要:分段转子开关磁阻电机磁路短、损耗小,但功率密度低。本文在该电机的定子槽口增设12块永磁体,构成一种新型12/8极混合励磁分段转子开关磁阻电机。首先介绍了混合励磁分段转子开关磁阻电机的拓扑结构和工作原理,建立电机的数学模型,分析永磁体的工作模式,并用等效磁路法验证了其增磁作用。其次使用有限元法仿真其静态和动态特性,分析了永磁体厚度对电机的影响,在不同电流下永磁体转矩与总转矩的占比关系。最后与传统分段转子开关磁阻电机进行对比,混合励磁分段转子开关磁阻电机的平均转矩提高10.7%,转矩脉动减少11.1%。

    • 基于高差系数的输电线路标准覆冰厚度模型及参数敏感性

      2020, 20(5):1908-1913.

      摘要 (549) HTML (0) PDF 2.75 M (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前现有覆冰监测系统覆冰厚度计算模型与实际情况相差较大,不能满足电网防冰抗冰实际需求的现状。本文基于现有拉力值反算覆冰厚度计算模型,提出拉力值质量控制方法,建立综合考虑线路设计冰厚、垂直档距、垂直荷载、水平应力等随覆冰厚度变化因素,同时提出杆塔高差系数对模型进行优化,减小模型参数过多造成计算结果不准确现状,并定量研究模型参数对计算结果的影响。研究表明:本文所建模型标准覆冰厚度结果与人工观冰之间的平均相对误差为14.09%,使原有模型计算准确度提高61%,更加接近于真实水平。同时,垂直档距随覆冰厚度呈非线性变化特征,在覆冰厚度0-10mm范围内,垂直档距与覆冰厚度为二次函数关系,在10-40mm范围内垂直档距与覆冰厚度为一次函数关系,覆冰厚度每增加1mm,导致垂直档距减小约0.04m。本文研究所得结论,能够提升电力部门监测系统覆冰厚度计算准确性,同时能够为电力部门线路防冰、抗冰工作提供重要的科学指导意义。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于自动识别系统信息相关系数法的阵列幅相误差校准方案

      2020, 20(5):1914-1920.

      摘要 (756) HTML (0) PDF 4.37 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高频地波雷达系统的工程应用,提出了一种基于自动识别系统(AIS)信息相关系数法进行阵列幅相误差校准的方案。该方法利用低信噪比的舰船回波信号,可以实现同步校正。不需要专门部署应答器,且成本低,对于不能借助直达波校准的单基地高频地波雷达系统同样适用。分析现场的实测数据,结果表明通过该方法对阵列幅相误差进行校准可以获得稳定的幅度、相位校准值,校准后MUSIC空间谱估计方位角的准确性和分辨率得到大幅度提高,进而显著改善利用MUSIC算法估计海流方位角的高频地波雷达系统海流探测性能。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 四旋翼飞行器反演滑模控制器的设计与仿真

      2020, 20(5):1921-1927.

      摘要 (563) HTML (0) PDF 2.85 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对当前四旋翼控制器姿态环与位置环强耦合和控制系统欠驱动问题,提出了基于反演控制和滑模控制的非线性系统控制方法。通过对四旋翼飞行器动力学原理的分析,系统姿态环采用滑模变结构控制方法,利用指数趋近律减少该方法中存在的抖振现象,为了使飞行器得到稳定控制,系统位置环采用反演控制方法来得到预期效果,达到提高系统鲁棒性的目的。通过李雅普诺夫稳定性分析和在Simulink上搭建系统模型最终得出仿真结果并通过实际飞行实验,证明飞行器的姿态和位置都得到了稳定有效的控制。

    • 基于融合方法预测锂离子电池剩余寿命

      2020, 20(5):1928-1933.

      摘要 (1129) HTML (0) PDF 1.79 M (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确地预测锂离子电池剩余寿命,通过创新性的将无迹卡尔曼、遗传算法和粒子滤波算法融合得到的融合方法研究了锂离子电池剩余寿命预测。首先,该方法用无迹卡尔曼算法的滤波结果所构造的建议分布代替标准粒子滤波算法中的重要性密度函数,然后用遗传算法的选择、交叉和变异过程代替其重采样过程,将3种算法相融合,用于电池的剩余寿命预测。结果表明:相较于标准粒子滤波算法的估算结果,所提的融合方法有效地降低了粒子退化程度,并抑制粒子多样性丧失,其对电池剩余寿命预测的误差更小,更接近实际值。可见该融合方法预测锂离子电池剩余寿命时有更高的精确性和适用性。

    • 基于阻抗控制的下肢康复外骨骼随动控制

      2020, 20(5):1934-1939.

      摘要 (519) HTML (0) PDF 3.44 M (1248) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对外骨骼单一的轨迹跟随控制难以满足患者主动康复训练需求的问题,将基于计算力矩的阻抗控制应用到下肢外骨骼中,分析控制系统的误差,设计一种自适应鲁棒控制器补偿误差。首先研制一种基于电机+套索传动的下肢外骨骼,降低外骨骼下肢的质量以提高轨迹跟踪效果。然后采用Lagrange法进行动力学分析。最后建立Matlab和Adams虚拟样机的联合仿真平台,分析不同阻抗参数对人机交互力跟踪效果的影响。联合仿真实验结果表明机械和控制系统具有良好的轨迹跟踪和人机交互力跟踪效果,验证了算法的有效性,满足患者进行主动康复训练的需求。

    • 基于改进遗传算法的车间调度原型系统

      2020, 20(5):1940-1946.

      摘要 (486) HTML (0) PDF 3.44 M (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高遗传算法求解作业车间调度问题的初始解质量和简化遗传操作过程,提出了基于幻方变幻的互换编码规则改进遗传算法;同时利用该算法基于.NET平台建立了车间调度问题和柔性车间调度问题的混合原型系统。实验结果表明,采用幻方变换的互换编码规则,提高了遗传算法的求解能力;基于该算法的原型系统实现方便,求解效率高。可见该算法能够有效应用于作业车间调度系统的开发。

    • 一种基于几何特征由粗到细点云配准算法

      2020, 20(5):1947-1952.

      摘要 (541) HTML (0) PDF 2.01 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对点云配准算法对初始位置敏感且收敛速度慢的问题,提出了一种基于几何特征由粗到细点云配准算法。在粗配准阶段,通过投影法提取源点云和目标点云各四个轮廓点,然后利用曲率特征和轮廓点之间的距离寻找稳健的特征点对,计算得到初始刚性变换参数;细配准阶段,计算点云法向量及法向量夹角,以法向量为特征进行特征匹配,然后使用法向量夹角来启发搜索,使ICP算法快速收敛。实验结果表明:所提出的由粗到细的配准算法鲁棒性强,具有较高的精度和速度。

    • 核技术利用辐射安全监管时空分布模型

      2020, 20(5):1953-1958.

      摘要 (451) HTML (0) PDF 1.35 M (421) 评论 (0) 收藏

      摘要:环保部门的监管是保障核技术利用设备安全使用的必要环节,现阶段缺乏直观的、可量化的监管手段,导致管理手段低效、监管工作难以合理开展。因此必须通过模式化、指标参考化的监管手段,合理有效安排监管工作,避免监管薄弱环节与难以管理的问题。本研究建立基于指标建立对检查工作进行多维度分析,并利用卷积神经网络(CNN)对核技术设备持有单位进行风险等级划分的时空分布模型,为核安全监管机关提供可量化的管理依据,并且利用可视化手段辅助管理。结果表明,所建模型指标代表性高、风险等级划分合理,并且能有效提高监管质量与效率。

    • 基于非负矩阵分解和极限学习机分类的合成孔径雷达图像变化检测

      2020, 20(5):1959-1966.

      摘要 (421) HTML (0) PDF 2.86 M (575) 评论 (0) 收藏

      摘要:两时相SAR图像变化检测中,差异图的噪声残留将会对变化检测的精度产生较大的影响,传统增量学习模式的检测方法直接对差异图像素样本进行聚类获得伪标签,但没有考虑差异图噪声残留的影响,故检测精度很难提升,本文考虑对差异图的邻域空间信息采用非负矩阵分解的方式进行特征降维提取,进而根据提取的特征进行聚类可获得高可靠的伪标签,然后基于这些样本伪标签和对应的两时相SAR图像邻域块特征向量构成样本集,利用极限学习机学习其非线性变化关系并最终完成分类,获得变化检测二值图。实验表明,该方法能有效地抑制差异图中的噪声残留影响,提升检测精度,对斑点噪声影响变化检测精度具有较高的鲁棒性。

    • 针对车辆与行人检测的ROI自适应分割算法

      2020, 20(5):1967-1972.

      摘要 (493) HTML (0) PDF 3.89 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:在基于图像的车辆与行人检测中,针对固定比例/区域的感兴趣区域(Region of Interest, ROI)图像分割适应性低之问题,提出基于消失点和车辆高度的ROI自适应分割算法:首先,利用车道消失点得出道路位置,避免分割区域浪费;其次,综合车辆实际高度和检测距离计算图像上车辆高度,定位ROI边界,减少车辆及行人目标的不完整分割;最后,循环利用当前帧的车道消失点及其推导的实时俯仰角更新下一帧ROI,实时适应不断变化的路面坡度及车身俯仰姿态。实验表明,该算法计算简单,适应性强,满足不同情况下快速精确的ROI分割要求,提高后续目标检测的实时性和准确性。

    • >TQ化学工业
    • 方形截面纤维惯性与拦截耦合捕集效率数值计算与分析

      2020, 20(5):1973-1979.

      摘要 (680) HTML (0) PDF 5.40 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用数值方法计算方形截面纤维的过滤阻力和粒子的惯性与拦截耦合捕集效率。分析讨论了纤维迎风角度(θ)和填充率(C)对粒子惯性与拦截耦合捕集效率、过滤阻力以及粒子沉积分布的影响。结果表明,纤维迎风角度对粒子捕集效率、过滤阻力的影响较弱,但对粒子沉积分布的影响显著。对于以拦截为主导捕集机理的小粒子过滤,方形纤维的捕集效率明显高于圆截面纤维,综合过滤性能更优。而对于大粒子过滤情形,方形纤维未表现出更优的过滤性能。在粒子惯性与拦截捕集机理均起重要作用时,迭加捕集效率严重低估了实际纤维的过滤效率。

    • >TU建筑科学
    • 边缘纵筋对暗柱型钢焊接装配式剪力墙抗震性能影响

      2020, 20(5):1980-1987.

      摘要 (494) HTML (0) PDF 7.32 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为进一步研究暗柱型钢焊接连接的预制装配式剪力墙的抗震性能,在原试验基础上,通过有限元软件ABAQUS建立其非线性分析模型,与原试验的破坏模式,滞回曲线等对比,对模型的可行性进行验证,并通过应力云图,滞回曲线等参数分析不同的边缘构件纵筋直径对墙体承载力和变形的影响。结果表明:有限元剪力墙模型能较好模拟试验,吻合程度良好;随着边缘构件纵筋的直径增加,墙体的承载力、耗能等都提高,当钢筋直径增大到一定程度后,剪力墙的承载力增加变得缓慢。增大边缘构件纵筋直径,可以提高预制装配式剪力墙的抗震性能。

    • 陡倾顺层边坡地下开挖失稳模式分析

      2020, 20(5):1988-1992.

      摘要 (448) HTML (0) PDF 2.18 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究陡倾顺层边坡在地下开挖工况下的失稳模式,通过陡倾顺层边坡的地下开挖相似模型试验,随后进行UDEC数值模拟,与相似试验互相验证,最后以极限平衡法为基本理论提出针对该失稳模式的稳定性分析方法,并通过实例进行验证方法的可行性。试验结果表明:边坡开挖后,开挖区上部岩体沿着开挖区两侧的岩层层面发生顺层滑移,最终造成坡面产生较大规模的塌陷。开挖区左侧岩体呈现向右侧倾倒的趋势,开挖区右侧岩体所受影响较小。通过计算得到相似模型开挖后的安全系数为0.69,该计算方式可用作该失稳模式的稳定性分析。可见陡倾顺层边坡地下开挖下的失稳模式为“滑塌”破坏,其稳定性分析方法为以后的边坡安全性评价提供了新思路。

    • 冻融循环下磷酸镁水泥固化铜污染土的淋滤特性研究

      2020, 20(5):1993-1999.

      摘要 (482) HTML (0) PDF 3.22 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:将自制磷酸镁水泥用于铜污染土的固化稳定,研究其淋滤特性和微观结构。以磷酸镁水泥固化铜污染土为研究对象,研究冻融循环条件下磷酸镁水泥水泥掺量、初始铜离子浓度等因素对固化后重金属铜污染土的淋滤特性及固化稳定性的影响。结果表明:冻融循环和磷酸镁水泥水泥掺量会影响磷酸镁水泥固化铜污染土的浸出液中铜离子浓度和上清液PH值,随着冻融循环次数和铜离子浓度的减少及水泥掺量的增多,铜离子浓度显著降低。浸出液的PH值随冻融循环次数的增多而降低,随磷酸镁水泥水泥掺量的增多而提高,随铜离子浓度的增大而降低。与扫描电镜试验结果结合解释了水分迁移对固化机制的影响。

    • 天津市软土地层地铁盾构区间下穿施工对京沪高铁南仓特大桥影响的数值分析

      2020, 20(5):2000-2008.

      摘要 (549) HTML (0) PDF 9.05 M (1032) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究天津地区软土地层隧道盾构区间下穿施工对京沪高铁南仓特大桥的影响,以下穿京沪高铁的天津地铁七号线外院附中站~榆关道站区间隧道工程为背景,对下穿京沪高铁南仓特大桥段区间盾构隧道进行了设计,通过运用MADIS/GTS有限元软件数值分析方法对盾构区间下穿京沪高铁南仓特大桥进行有限元数值分析。研究了盾构区间下穿京沪高铁南仓特大桥施工过程中桥面、桥墩、承台及桥桩位移变化规律特征。总结了盾构区间侧穿桥桩施工过程中桥桩附加应力变化规律;揭示了盾构区间下穿京沪高铁特大桥施工过程中承台差异沉降及地层应力变化规律。结果表明:盾构隧道施工过程中京沪高铁天津南仓特大桥桥桩附加弯矩较小,桥面、承台、桥墩及桥桩沉降最大值均在控制标准值范围以内,桥桩水平位移最大值在控制标准值范围以内,不会对大桥产生破坏影响。可见在软土地区盾构施工对高铁特大桥有一定程度影响,但通过施加工程措施后,可有效降低对桥的影响程度,保证高铁桥的安全。本项目研究成果可为类型工程施工设计提供参考。

    • 基于颗粒流热固耦合模型的片麻花岗岩损伤特性分析

      2020, 20(5):2009-2013.

      摘要 (528) HTML (0) PDF 2.65 M (563) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用颗粒流离散元程序并基于片麻花岗岩室内物理试验,建立数值热固耦合模型,针对不同温度条件下片麻花岗岩的热损伤演化规律展开分析。结果表明:温度导致片麻花岗岩内部产生初始损伤,且初始损伤随温度升高而累积增加;单轴压缩过程中,温度越高片麻花岗岩损伤越早且越剧烈;温度高于80℃,片麻花岗岩有由脆性向韧性转变的趋势。研究成果可为实际工程中片麻花岗岩的温度损伤评估提供一定的指导意义。

    • 玄武岩纤维增强复合材料锚固边坡与无支护边坡加速度响应对比研究

      2020, 20(5):2014-2021.

      摘要 (519) HTML (0) PDF 4.07 M (503) 评论 (0) 收藏

      摘要:国内外学者对于路堑高边坡的研究主要集中在其失稳机制及数值模拟研究方面,而对于路堑高边坡破坏特征方面的试验研究较少,对新型BFRP锚固结构下路堑高边坡动力学方面的研究而言就更加稀缺。鉴于此,本文以云南省功东高速公路的大营盘(K39-K41)碎石土边坡为典型工点,开展了BFRP锚索+框架结构加固边坡及无支护边坡的振动台对比试验,旨在为BFRP锚索加固高边坡的动力合理性设计提供科学依据。所得结论如下:(1)通过试验现象分析可得,相较于无支护侧边坡而言,BFRP锚索在高边坡的加固过程中可以有效地提高边坡的整体稳定性。(2)无支护侧坡面加速度的峰值随着高程的增大呈现“锯齿形”形状,且在四级坡和五级坡之间可能出现了潜在的滑面。(3)有支护侧坡面加速度的峰值随着高程的增大整体上呈现逐步增大的趋势,加速度随着高程放大的效应明显存在。

    • 综合管廊深基坑施工对邻近桥梁的影响

      2020, 20(5):2022-2029.

      摘要 (479) HTML (0) PDF 4.83 M (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解综合管廊基坑施工对邻近桥梁的影响规律,以平潭某区间段管廊深基坑为研究背景,采用PLAXIS 3D岩土有限元分析软件建立三维数值模型,模拟综合管廊深基坑开挖回填,分析围护结构、周边土体变形以及桥桩和桥台的响应情况。结果表明:在桥台影响范围内,地层变形和围护墙侧移明显高于其他部位;越靠近管廊基坑的桥台及桥桩附加位移越大,桥台侧移和沉降极值约为4.00mm;桥桩水平方向都是朝基坑内移动,在基坑开挖及管廊施工过程中,其竖向主要表现为上浮,随着基坑回填才缓慢发生下沉;邻近的桥台及桥桩位移随基坑围护桩桩长减小而增大,总体上管廊基坑开挖对邻近桥梁引起的位移变化不大。最后通过对管廊基坑的监测数据分析,表明数值模型可靠,基坑总体上安全稳定,邻近桥梁有足够的安全度。

    • 模拟不同形态土-岩界面的直剪试验

      2020, 20(5):2030-2036.

      摘要 (438) HTML (0) PDF 5.13 M (1044) 评论 (0) 收藏

      摘要:土-岩界面具有特殊的工程地质性质,为了研究土-岩界面的剪切特性,在实验室制备了若干不同形态接触面和不同材料性质的圆盘试样,开展了室内直剪试验,并对剪切破坏面的颗粒分布和接触面剪切本构模型进行了分析。研究表明:(1)接触面的应力应变曲线呈现出弹塑性变化特点,利用对数型接触面摩擦本构模型,可以较好的反映剪切过程中接触面的应力应变关系;(2)剪切面颗粒在剪切过程中发生了破碎和移动,颗粒破碎所需的力大于移动所需的力,宏观上表现为抗剪强度的差异。颗粒重新分布及接触面闭合共同作用导致了试样的法向变形;(3)低法向荷载下,接触面强度低于两侧材料强度,随着法向荷载增大,接触面强度逐渐增大,其残余强度值位于两侧材料强度之间。

    • 内蒙古西部超低能耗草原民居相变墙体调温节能性研究

      2020, 20(5):2037-2041.

      摘要 (435) HTML (0) PDF 2.81 M (829) 评论 (0) 收藏

      摘要:内蒙古西部草原民居冬季室内热环境质量普遍较差,采暖能耗高,而相变材料具有优异的热工特性。本文探索研究在外墙中加入石蜡基相变材料对改善草原民居冬季室内热舒适性和降低采暖能耗的可行性,分析了在临河地区冬季典型气象条件下,墙体材质、相变材料层厚度、对流换热系数和相变潜热对内壁面温度响应和节能性的影响。结果表明:不同墙体材质的导热系数影响墙体热性能,随着导热系数减小,温度衰减倍数增加,内壁面热稳定性提升;随着相变层厚度的增加,墙体保温性能不断增强;墙体内壁面温度波幅随对流换热系数的增大而增加;随着相变潜热的增大,对提升冬季室内热环境和减少采暖能耗方面有一定作用,但其效果有限。研究结果为内蒙古西部草原民居非透明围护结构的节能设计提供参考依据。

    • >U交通运输
    • 基于双层启发式遗传算法的三维装箱问题

      2020, 20(5):2042-2047.

      摘要 (452) HTML (0) PDF 1.85 M (595) 评论 (0) 收藏

      摘要:三维装箱问题是一类组合优化问题,多用于物流运输业的货物装载,具有重要的实践意义。它的最优解受多种条件因素的影响,求解形式复杂且计算量较大,所以常用启发式算法来解决。本文将以空间分割为原则的启发式算法融入遗传算法中并结合二层规划的思想,提出一种基于双层启发式遗传的三维装箱算法。通过双层启发式遗传策略分别对可行解进行广度和深度的搜索来提高寻优效率,从而得到最优的三维装箱方案。在此基础上利用具体算例进行运算和分析,证明该算法在空间利用率和稳定性上都有较好的效果,同时装箱方案可以依托计算机技术进行三维可视化,可以为三维装箱问题的信息可视化提供理论依据。

    • 特大断面砂质板岩隧道Ⅴ级围岩变形时空效应

      2020, 20(5):2048-2052.

      摘要 (474) HTML (0) PDF 1.62 M (404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明特大断面砂质板岩隧道Ⅴ级围岩时空效应规律,进而为类似隧道工程提供系统性借鉴,本文通过现场监控量测及大数据回归分析方法研究了特大断面砂质板岩隧道Ⅴ级围岩变形时空效应。结果表明:(1)隧道开挖,马上施做初期支护后,拱顶沉降及洞室围岩水平收敛过程分为三个阶段,分别为急剧变形阶段、缓慢变形阶段、稳定阶段;(2)隧道开挖,施做初期支护25天后,是施做二次衬砌最佳时机;(3)隧道结构体系与掌子面空间距离约3倍洞径时,是施做二次衬砌最佳时机,且Ⅴ级围岩二衬距离掌子面距离不应大于50m;(4)特大断面砂质板岩隧道Ⅴ级围岩拱顶沉降及收敛变化时程曲线方程分别为:y=2.611ln(1+x)、y=3.262ln(1+x);(5)特大断面砂质板岩隧道Ⅴ级围岩拱顶沉降及收敛变化空间曲线方程分别为:y=2.404ln(1+x)、y=2.68ln(1+x)。

    • 施工阶段隧道围岩快速分级法

      2020, 20(5):2053-2060.

      摘要 (522) HTML (0) PDF 3.01 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:现阶段隧道围岩分级工作主要在勘察设计阶段进行,但由于受周边环境及勘查手段的限制,分级结果往往与围岩实际情况不符。为准确获得隧道围岩等级,本文基于声波-回弹联合测试法,建立BP神经网络模型在施工阶段快速预测岩石强度Rc值,利用掌子面炮孔进行岩体纵波波速测试并通过公式计算完整性系数Kv值后,得到基于岩体基本质量指标BQ值的施工阶段围岩快速分级法;以宝汉高速石门隧道为依托在施工阶段对围岩进行分级,结果表明:建立的BP神经网络预测模型可实现岩石强度的现场快速无损预测,预测结果具有较高准确度;根据岩体纵波波速测试结果,可实现岩体完整性系数的定量计算;对比石门隧道勘察阶段的分级结果,新的分级方法所获得的分级结果更加精确。

    • 基于现场监测和数值模拟的隧道初期支护效果分析

      2020, 20(5):2061-2069.

      摘要 (442) HTML (0) PDF 4.74 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以沙子塘隧道出口偏压段为依托,采取现场监测及数值计算等技术手段,详细分析了典型监测断面围岩与支护结构相互作用关系。研究过程中对典型断面的围岩变形、钢支撑压力、锚杆轴力进行了现场监测,并分析了各个监测点的受力变形特征,并对围岩-支护结构作用关系进行了评价。同时,为了进一步验证数据结果的准确性,本文采用数值计算手段分析了监测断面的结构受力变形特征,并与监测数据对比分析,验证了监测数据的准确性。本文研究表明合理的应用监测及数值计算,能够指导隧道现场施工,有效地提前预测施工可能遇到的风险,为控制隧道施工期围岩变形及支护技术提出一定的参考建议。本文的研究成果对偏压隧道在洞口附近的监测方法及衬砌设计提供了重要的实践指导和理论支撑,对洞口衬砌支护效果、评价以及后期处治都有很好的借鉴作用。

    • 基于改进 Hough 变换与双点去除 R-最小二乘法的车道线检测优化算法

      2020, 20(5):2070-2076.

      摘要 (482) HTML (0) PDF 3.78 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对传统Hough变换和最小二乘法的不足分别提出改进算法,并应用到车道线检测中。首先对道路图像进行预处理得到车道线的边缘点,然后对拟合车道线的两种方法进行改进,提高车道线检测的准确率和实时性。在实际检测中,设计一种结合改进Hough变换和R-LSDR方法的检测算法,并运用Kalman滤波器跟踪车道线。在实车采集的道路图像序列上进行初步测试,实验结果表明,优化的车道线检测算法提高了检测准确率和运行效率。

    • 考虑气动升力激励的汽车振动响应分析

      2020, 20(5):2077-2081.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 1.68 M (436) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究气动升力激励对汽车悬架性能的影响,在Simulink建立了滤波白噪声路面输入模型和气动升力激励模型。在不同车速下,分别对考虑气动升力激励和不考虑气动升力激励的振动模型进行仿真,对比分析了两种情况下的车辆悬架系统评价指标。结果表明:考虑气动升力激励的车身加速度和不考虑气动升力激励时的差异很小;低速时,气动升力激励引起的悬架行程差异较小,高速时,气动升力激励会明显增大悬架动行程;低速时,气动升力激励引起的轮胎动载荷差异不明显,高速时,气动升力激励会使得轮胎动载荷略微增大。

    • 考虑路侧停车需求的城市办公区单行交通组织优化

      2020, 20(5):2082-2087.

      摘要 (477) HTML (0) PDF 1.79 M (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高道路网通行能力、缓解停车供需矛盾,本文从道路负荷度、车辆绕行及路侧停车需求三方面出发,构建了针对城市办公区路网单行交通组织的双层规划模型。上层模型以最小干道路段平均饱和度、车辆最小绕行系数及最大停车泊位增长率为目标,力图优化单行方案以使目标函数最小;下层模型假定出行者遵循用户平衡分配原则选择路径,在此基础上设计遗传算法处理多目标问题。最后对北京市某办公区进行算例分析,研究结果表明:相较组织单行交通之前,干道饱和度明显降低,支路利用率显著提高;同时在保证较低的车均绕行距离的前提下,路侧可设置泊位数增大,支路可增设的路侧停车泊位为实施单行交通组织前的2.9倍。由此可见,本研究提出的优化模型可为办公区等停车供需矛盾突出的城市中心区域组织单行交通提供理论支持。

    • >V航空、航天
    • 锯齿喷口参数对喷流噪声特性的影响

      2020, 20(5):2088-2092.

      摘要 (849) HTML (0) PDF 3.84 M (494) 评论 (0) 收藏

      摘要:喷流噪声是主要的飞机噪声源之一,影响了飞机的适航噪声水平和舱内乘坐舒适性。本文针对单涵冷喷流噪声,通过试验研究了V形喷口几何参数,锯齿个数、锯齿长度、锯齿的嵌入角度等对噪声抑制效果的影响。研究发现,压比1.52和1.69时,增加锯齿的个数,可以有效的提高降噪水平;压比1.89时,增加锯齿个数增大了高频噪声的水平。增加锯齿的长度,并不能改善降噪效果。增加锯齿的嵌入角度,可以有效的降低中低频噪声,但高频噪声显著增加。在压比1.69和1.89时,锯齿喷口的噪声谱线中有幅值较高的驼峰,可能是锯齿诱导产生了高频激波造成的。

    • 高原机场着陆性能计算与分析

      2020, 20(5):2093-2098.

      摘要 (383) HTML (0) PDF 2.09 M (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高原机场着陆过程,将其分为空中直线下滑、拉平、地面滑跑三个阶段进行建模研究,选取着陆滑跑距离为研究对象,提出了利用飞参数据反推确定刹车摩擦系数的方法并应用于着陆计算模型中,将计算结果与手册数据对比,说明了改进后计算模型的准确性与可行性。结果表明,相同计算条件下,采用传统方法计算的滑跑距离与飞行实测数据数据的最大绝对误差为65m,最大相对误差为6.7%;采用改进后的方法最大绝对误差缩小到20m,最大相对误差缩小到2%。研究了着陆滑跑距离与海拔高度、飞行质量、温度、着陆迎角、风速和最大刹车压力之间的关系并给出了相关曲线,对曲线的变化进行了分析。研究结果表明,该模型准确性高,适用范围较为广泛,具有一定的实用价值。

    • 水陆两栖飞机高性能复合船型耐波性数值计算与水池试验

      2020, 20(5):2099-2104.

      摘要 (407) HTML (0) PDF 3.72 M (1119) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究水陆两栖飞机高性能复合船型在规则波中航行时的耐波性能,开展了数值计算和水池试验研究,得到了水陆两栖飞机高性能复合船型在规则波中航行时的受力及运动响应。通过对比数值计算结果与水池试验结果可得:结果趋势基本相同,阻力平均值、纵摇双幅值、升沉双幅值和重心垂向加速度双幅值误差均在10%以内,表明数值计算精度较高,且研究方法可行。

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