深海能源土地基承载特性离散元分析_蒋明镜

格式：pdf
大小：880.04 KB
文档页数：8

下载文档原格式

2016年9月30日同济大学授予博士学位名单

30 日同济大学授予博士学位名单
（共 153 人，其中：学术学位 148 人，专业学位 5 人）
序 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 学号 1310042 1010101012 1010030008 1210306 0810030036 1040030003 1010180006 1210080 1210772 0910180008 0830180003 1110679 0910180016 1110681 1210084 0810030038 1010030002 1010030030 1310472 1010060006 1210447 1110362 1210467 1310036 1010080011 1010080013 1110375 1040080005 姓名石银莘智周丰旭汤何胜徐新明刘媛媛廖芳相龙洋王振世陈祥陈羽于蓬罗文发胡磬遥冯谦王培培唐继旭李军刘泳崔玉理耿振水露雨赵冠楠赵常博荣智林陈先义李想朱国锋力学力学学科导师万永平徐鉴论文题目含非完整界面的压电复合材料的动静态有效性质车辆跟弛运动的同步转迁及其拥堵基于不同退化机理及状态不确定的多态制造系统可靠性研究轴向柱塞泵滑靴副热流体润滑机理及摩擦磨损性能研究基于开关磁阻电机的装载机轮边电力驱动系统研究基于动力分析的岸桥起升行星传动系统特性研究手动变速器齿轮敲击噪声降噪的关键技术研究燃料电池车用微穿孔消声器声学性能及调频特性研究车载 3.3kW 无线充电系统关键问题研究使用大转角离合器的动力传动系统非线性动力学建模、仿真及实验高速列车气动噪声源特性及降噪技术研究集中驱动式纯电动车抖振分析及主动控制研究电子稳定性控制的状态参数估计和控制策略研究生物柴油发动机喷油参数优化研究柴油车催化型 DPF 的催化性能及应用研究区域集散式热泵能源总线系统性能研究面向用户的分布式能源系统配置研究城市高压燃气管网的供气可靠性研究基于石墨烯的功能薄膜材料的制备与性能研究泡沫混凝土性能优化调控理论与方法研究纳米孔碳材料的制备及其在储能中的应用钛基纳米材料的制备与性能研究铝铁系合金中的扩散型相变医用人脸图像分析关键技术的研究轨道交通车辆永磁同步牵引系统控制策略研究基于 HEVC 和字典编码工具的屏幕内容编码的研究车辆通信系统性能优化与实验平台设计基于多功能微逆的低压配电网分布式谐波治理研究授予学位门类工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学工学

基于嫦娥五号月壤粒形特征的离散元模拟方法

基于嫦娥五号月壤粒形特征的离散元模拟方法
王思远;蒋明镜
【期刊名称】《岩土工程学报》
【年(卷),期】2024(46)4
【摘要】为满足当前中国探月任务中的“堪测、采、建”战略规划,获取更加贴近真实的月壤物理力学特性,考虑月壤颗粒形状的影响,结合嫦娥五号探月任务中的月壤颗粒图像,将月壤粒形特征与颗粒级配联系起来,提出考虑中国月壤粒形特征的离散元数值模拟方法。

首先,基于嫦娥五号探月任务获取的部分月壤颗粒图像,对颗粒的形状特征及尺寸信息进行提取,依据其球度特征将月壤的颗粒形态分为6类,并同月壤颗粒的粒形特征与颗粒尺寸建立对应关系;其次,结合本团队开发的三维离散元月壤接触模型,引入形状参数用以表征月壤颗粒的抗转动能力,进而在离散元中考虑月壤颗粒的粒形特征,最终建立考虑中国月壤粒形特征的离散元数值模型;通过与已知月壤试验结果的对比表明,该方法可将月壤颗粒形状的可变性直接映射到离散元中。

在此基础上,通过与不考虑粒形特征的数值样进行对比,探究考虑月壤粒形特征的优势。

结果表明:含嫦娥五号月壤粒形特征的离散元数值模型可以有效捕捉月壤力学行为的主要特征,为开展月球资源勘探及开发利用研究提供基础。

【总页数】10页(P833-842)
【作者】王思远;蒋明镜
【作者单位】天津大学建筑工程学院;苏州科技大学土木工程学院;同济大学土木工程减灾国家重点实验室;同济大学土木工程学院岩土工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU43
【相关文献】
1.基于离散元方法的月球着陆器冲击月壤过程分析
2.嫦娥五号返回月壤微观形貌特征及其对太空风化的指示意义
3.嫦娥五号月壤的表面特征研究
4.月壤静力学特性的离散元模拟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

素混凝土桩复合地基承载机理的离散元分析

第１第３Ｏ卷期２０１２年６月
水利与建筑工程学报
ＪｕａｏｔｒＲｓｕｃｓａｄＡｃｉｃｕａｏｒｌｆＷａｅｅｏｒｅｎｒｈｔｔｌｎｅｒ
Ｖ０．ＯＮｏ．１１３
Ｊｎ．，ｕ２０１２
２
水利与建筑工程学报
第１０卷
荷载的变化规律及复合地基承载特性。周健等８、
为各桩体的编号，据对称性，工号桩体中心线右根取侧区域进行分析，径０１桩长１ｒ，中心间桩．６ｍ，ｎ桩距为３桩径即０４倍．８ｍ。
离散元法分析素｝凝土桩复合地基的承载机理是可行的。昆
关键词：素混凝土桩；复合地基；承载机理；离散元法
中图分类号：Ｕ７Ｔ４３文献标识码：Ａ文章编号：１７— １４（Ｏ２ｏ—００一ｏ６２１４２１）３０１７
ＤｉｃｅｅＥｌｍｅｔＭｅｈｄＡｎａｙｅｎＢｅｒｎｇＭｅｈｎｓｆＣｏｐｓｔｓｒｔｅｎｔｏｌｓｓｏａｉｃａｉｍｏｍｏｉｅＧｒｕｄｅｔｄｂａｎｎｒｔｌｓｏｎＴｒａｅｙＰｌｉＣｏｃｅｅＰｉｅ
ｄｅｓｎｌｉｒｔＥｅｅｔｅｏ（Ｅ．ｈＥＳｕｅｉｅｕｓａｏｐｅｉａｏ — ｔｒｕｓｉｎｉａＤｓｅｌｎｔｄＤＭ）ＴｅＤＭ’ ｍｒａｒｌｒｃｍａｄｗｔｔｔｆｎｓｕｅｌ，ｍｏｃｅｍＭｈｎｃｌｓｔｅｒｈｈｉｉｓｔ

简化接触模型的月壤离散元数值分析

颗粒间的切向接触力通过增量法计算，计算公
式如（2）所示。颗粒相对滑动后切向接触力维持在
最大值，如图 2(b)所示。最大切向力由法向力与颗
粒间的摩擦系数确定。
Fs = ks s
（2）
式中：Fs 为颗粒间接触切向力；ks 为切向接触刚度； s 为颗粒间切向相对位移。
本文采用的简化月壤接触模型是一种考虑颗粒
摘要：根据月壤其颗粒级配可归类于粉质砂土。针对真实月壤所处的环境（无水、低重力场、低气压等），将 Perko 等 2001 年提出的月壤颗粒间的范德华力植入离散元分析软件 PFC2D 中，模拟了刚性边界下加入该模型与未加该模型试样的双轴压缩试验，研究了颗粒间范德华力对试样的宏观力学特性与微观颗粒接触的影响。结果表明，颗粒间的范德华力对试样的抗剪
第 32 卷增刊 1 2011 年 4 月
文章编号：1000－7598 (2011)增刊 1－0766－06
岩土力学 Rock and Soil Mechanics
Vol.32 Supp.1 Apr. 2011
简化接触模型的月壤离散元数值分析
郑敏 1, 2，蒋明镜 1, 2，申志福 1, 2
（1. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092）
间的范德华力的颗粒接触模型。它以离散力学为基
础，通过局部平衡理论控制颗粒的运动。该模型在
PFC2D 商业离散元软件自带的颗粒接触模型的基
础上主要考虑以下因素：
颗粒间范德华力：真实月壤在月球环境下表现
出一定的黏聚力，为了模拟这一现象，从细观角度
出发，在颗粒接触关系中引入相互吸引的范德华力。
下面对范德华力的计算进行具体说明。

不同重力场下月基承载特性离散元数值分析

第 54 卷第 8 期2023 年 8 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.8Aug. 2023不同重力场下月基承载特性离散元数值分析奚邦禄1, 2, 3，蒋明镜4, 5，莫品强2，张振华3，郭杨1(1. 安徽省建筑科学研究设计院绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室，安徽合肥，230031；2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州，221008；3. 合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥，230009；4. 苏州科技大学土木工程学院，江苏苏州，215009；5. 同济大学地下建筑与工程系，上海，200092)摘要：采用离散单元法(DEM)模拟不同重力场下的承载特性试验，分析高、低重力场对月基承载特性和月基破坏模式的影响。

研究结果表明：当重力场小于1g 时，随重力场增大，月基中受扰动范围和应力增大；当重力场大于1g 时，随重力场增大，月基中初始应力增大，但受扰动范围减小，表现出承载力和地基弹性模量随重力场增加呈现非线性增长趋势，即归一化承载力系数(q ng u /q 1g u )和月基弹性模量系数(E ng 0/E 1g0)与重力场系数n g 关系可采用以1g 为界的“二折线”进行拟合；承载质量归一化系数则随重力场系数增大而减小，即低重力环境下月基承载质量更大；采用离心机模拟高重力环境来预测低重力环境下月基承载力特性不能正确反映低重力场时月基内受扰动范围的演化规律，将使月基的承载特性偏大。

关键词：月壤；离散单元法；承载特性；微重力场；超重力场中图分类号：TU443 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）08-3226-11DEM analyses on bearing behavior of lunar soil ground withdifferent gravity fieldsXI Banglu 1, 2, 3, JIANG Mingjing 4, 5, MO Pinqiang 2, ZHANG Zhenhua 3, GUO Yang 1(1. Anhui Province Key Laboratory of Green Building and Assembly Construction, Anhui Institute of BuildingResearch & Design, Hefei 230031, China;收稿日期： 2022 −11 −27；修回日期： 2022 −12 −26基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51639008)；深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金资助项目(SKLGDUEK2106)；安徽省自然科学基金资助项目(2208085QE177)；绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室(安徽省建筑科学研究设计院)资助项目(2021-JKYL-002) (Project(51639008) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(SKLGDUEK2106) supported by the State Key Laboratory for GeoMechanics and Deep Underground Engineering; Project(2208085QE177) supported by the Natural Science Foundation of Anhui Province; Project (2021-JKYL-002) supported by the Anhui Province Key Laboratory of Green Building and Assembly Construction)通信作者：蒋明镜，教授，博士生导师，从事天然结构性黏土、砂土、非饱和土、太空土和深海能源土宏观微观试验、本构模型和数值分析研究；E-mail ：***********************.cn ；*************************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.08.025引用格式：奚邦禄, 蒋明镜, 莫品强, 等. 不同重力场下月基承载特性离散元数值分析[J].中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(8): 3226−3236.Citation: XI Banglu, JIANG Mingjing, MO Pinqiang, et al. DEM analyses on bearing behavior of lunar soil ground with different gravity fields[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(8): 3226−3236.第 8 期奚邦禄，等：不同重力场下月基承载特性离散元数值分析2. State Key Laboratory for GeoMechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining &Technology, Xuzhou 221008, China;3. School of Civil Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;4. School of Civil Engineering, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China;5. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract:The discrete element method(DEM) was employed to simulate the plate loading tests at different gravity fields, aiming to analyze the effect of micro-gravity and mega-gravity fields on the bearing behavior and failure mode. The results show that when the gravity is smaller than 1g, as the gravity field increases, both the affected area and ground stress become larger. When the gravity is larger than 1g, as the gravity field increases, the ground stress increases but the affected area becomes smaller. As a result, the bearing capacity and elastic modulus show a nonlinear growth with the increase of gravity field. The relationship between the normalized bearingcapacity coefficient(q ngu /q1gu), the elastic modulus coefficient(E ng/E1g) and the gravity field coefficient ngcan befitted by a "two fold line" bounded by 1g. The normalized bearing mass coefficient decreases as the gravity filed increases, which means that the lunar soil can bear heavier mass with lower gravity field on the moon. In addition, the high gravity effects on the bearing behavior of lunar soil ground from centrifuge test cannot capture the evolution rules of the affected zone with low gravity fields, which will overestimate the bearing capacity of lunar soil ground.Key words: lunar soil; discrete element method; bearing capacity; bearing behavior; mega-gravity随着嫦娥五号于2020年11月24日的成功发射及其于12月17日携带月壤样品成功着陆，我国探月工程“绕、落、回”三步走战略顺利完成。

同济大学 2011 年12 月31 日授予硕士学位名单

（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）一、学术型硕士学位名单（53人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）一、学术型硕士学位名单（53人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）一、学术型硕士学位名单（53人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）一、学术型硕士学位名单（53人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）二、职业型硕士学位名单（432人）同济大学2011年12月31日授予硕士学位名单（共485人，其中：学术型硕士学位53人，职业型硕士学位432人）第 31 页/共 31 页二、职业型硕士学位名单（432人）。

海堤地基承载性状研究

海堤地基承载性状研究作者：宣杰蒋建平来源：《科技资讯》 2013年第27期宣杰蒋建平（上海海事大学上海市201306）摘要：本文以上海某海堤地基的数据资料为蓝本，根据《海岸工程学》相关内容，对海堤及其地基进行理论受力分析及检验，通过应用ABAQUS有限元软件，模拟分析海堤及其地基在最不利工况下的承载性状，同时从应力及位移的力学分析角度研究海堤及其地基的易破坏点的产生原因及产生形式，以此提出加强海堤地基承载能力的经济科学的工程加固方案。

关键字：海堤地基有限元 ABAQUS中图分类号：TV312 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)9(b)-0000-00近年来，南方大部分沿海城市受到风暴潮的影响，国民的生命财产安全受到严重的威胁，为保护人民的生命财产安全，海堤工程越来越受到重视，海堤稳定性分析及优化设计是加强海堤工程建设的重要研究内容。

而ABAQUS软件在我国仅有十余年的研究史，在工程上的应用并不广泛，本文引入ABAQUS有限元分析软件，分析海堤地基的承载性状，为海堤的工程加固提供参考。

1海堤的数据资料根据海堤的相关文献，采用了上海海堤的某一简化图作为研究对象，简化图如下图（1）：根据海堤的受力特征，主要对海堤施加了重力，静水压力以及波浪力（作静力考虑）。

2海堤地基承载性状的数值结果3数值模拟结果分析3.1 应力分析如图2，从模拟结果可见，应力从上到下大小层层累加，分布比较平均。

对照MISES应力所对应的第四强度校核理论（形状改变比能是引起材料屈服破坏的主要因素），可见长期作用下，地基土体会从表层到底部不断压缩，结果可能是在很长时间的一段时间内会逐步发生沉降，但由于其分布的均匀性，因而该破坏效果不明显，且属于不可避免的形变。

因此，海堤及其地基的整体不易破坏。

如图3，海堤及其地基上层土体因其受到了较大的压应力作用，如受到较大的波浪时，波浪本身具有比较大的冲力且水位爬高海堤的上层土体可能会往下凹陷，但土体以及上层的海堤混凝土结构本身的抗压能力强，因此相比较小主应力，虽然受到的压力大但整体的上层结构首先造成的破坏不会是因为压应力所引起的，因而压应力虽然大，但海堤主要受到的破坏不因压应力而造成。

降压开采条件下胶结型深海能源土力学特性离散元模拟

降压开采条件下胶结型深海能源土力学特性离散元模拟
李伟
【期刊名称】《工业技术与职业教育》
【年(卷),期】2024(22)2
【摘要】降压开采会造成影响深海能源土宏观力学特性发生显著变化,而胶结型是天然气水合物赋存于深海能源土储层的主要类型,因此降压开采条件下胶结型深海
能源土力学特性研究对于提高天然气水合物开采效率,预防海洋灾害具有重要意义。

研究了胶结型深海能源土降压开采时的胶结和损伤影响,构建了三维离散元(Discrete Element Method,DEM)数值模型,并分析了围压、饱和度和损伤对于降压开采条件下胶结型深海能源土力学性能影响。

研究结论对于深海能源土储层中天然气水合物开采研究具有较好的借鉴意义。

【总页数】5页(P18-22)
【作者】李伟
【作者单位】中铁二十一局集团第六工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE122
【相关文献】
1.胶结型深海能源土升温降压联合分解离散元分析
2.柔性边界三轴压缩条件下胶结型水合物沉积物力学特性的离散元模拟
3.不同温压环境下深海能源土力学特性离
散元分析4.不同胶结砂土力学特性及胶结破坏的离散元模拟5.三轴剪切条件下胶结型深海能源土应变局部化离散元模拟分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于离散元法的刚性履带低含水软地面附着特性数值分析

基于离散元法的刚性履带低含水软地面附着特性数值分析杜永浩;高经纬;姜乐华【摘要】Soft ground with low moisture has the property of low viscosity and high friction.When a rigid track operates on a dry soil,the numerical simulation model of soil is established and verified according to the triaxal test together with the reasonable parameters selected in discrete element method (DEM).Analysis of the adhesion property of the rigid track on this kind of soft ground with low moisture is conducted through numerical traction tests.Micro-analysis indicates that adhesive force decreases with the grouser backward arranged and the adhesive effect perpendicular to the driving direction cannot be neglected.Revealing the essentially discontinuous medium of soil particles under dynamic loads,discrete element method is capable of simulating the mechanical properties of soft ground with low moisture better,which is suitable for the numerical study of dry and incompact soil conditions.%针对低含水软地面低黏性、高摩擦的力学特性,以刚性履带在干燥壤土行驶这一典型工况为试验条件,基于离散单元法选取合理的颗粒细观参数,在三轴剪切试验的基础上建立并验证了土壤数值仿真模型.通过数值牵引试验,对刚性履带低含水软地面的附着特性进行了离散元细观分析.分析表明,土壤附着力随履刺的向后排列而递减;垂直于履带行驶方向的附着作用不可忽略;离散元法能更好地还原低含水软地面的力学特性,揭示了土壤颗粒在动态荷载下非连续的本质,适合于干燥、松散的低含水软地面数值研究.【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】6页(P384-389)【关键词】离散元法;刚性履带;低含水;软地面;细观分析【作者】杜永浩;高经纬;姜乐华【作者单位】国防科学技术大学交通运输工程系,长沙 410072;国防科学技术大学交通运输工程系,长沙 410072;国防科学技术大学交通运输工程系,长沙 410072【正文语种】中文【中图分类】U461.5;O158随着资源需求的不断增加，人们逐渐将资源开采区域拓展到我国西部的沙漠、戈壁、山地甚至其他行星等干燥、松散的软地面环境[1]。

中国南海神狐海域水合物储层井壁稳定可靠度分析

中国南海神狐海域水合物储层井壁稳定可靠度分析黄佳佳;蒋明镜;王华宁【期刊名称】《岩土力学》【年(卷),期】2024(45)5【摘要】天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。

我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻井安全。

目前未见有水合物储层井壁稳定可靠度研究。

为定量评估在我国南海神狐海域水合物储层钻井风险,基于水合物储层钻井井壁稳定解析理论和南海神狐海域具体地质条件,结合可靠度分析方法中的改进一次二阶矩法和响应面法,研究南海神狐海域水合物储层钻井井壁失稳概率分布特征,分析该海域井壁失稳概率及安全钻井液压力窗口对主要参数均值和不确定性的敏感性,结果表明:(1)若测量数据足够精确,在我国南海神狐海域水合物储层进行钻井活动的安全性较高,安全钻井液压力窗口也较大。

测量数据的不确定性增大将使井壁失稳概率显著升高,缩窄安全钻井液压力窗口。

(2)较低的钻井液温度对降低井壁失稳概率略有帮助,且能明显地扩大安全钻井液压力窗口。

(3)5个主要参数的均值和不确定性对井壁失稳概率的影响次序相同,均为初始地应力>初始内摩擦角>弹性模量比>初始黏聚力>初始弹性模量。

实际工程中对初始地应力数据精确测量,能够显著提高水合物储层钻井井壁稳定性。

【总页数】12页(P1505-1516)【作者】黄佳佳;蒋明镜;王华宁【作者单位】同济大学土木工程学院;中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司;同济大学土木工程防灾国家重点实验室;苏州科技大学土木工程学院;同济大学航空航天与力学学院【正文语种】中文【中图分类】TE21【相关文献】1.南海神狐海域非均质性天然气水合物储层的分频反演2.南海神狐海域含水合物层粒度变化及与水合物饱和度的关系3.利用地震谱反演技术圈定南海神狐海域天然气水合物储集层4.南海神狐海域天然气水合物储层参数定量评价方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

344
岩
土
工
程
学
报
2015 年
久冻土中，其储量约为当前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油、天然气）中碳含量总和的 2 倍。因此，在能源稀缺的今天，若能实现天然气水合物的安全开采将极大缓解人类当前的能源危机。颗粒间水合物的存在显著影响已有研究表明[1-4]，着深海能源土的力学特性，当水合物以胶结形式存在于土颗粒之间时，较高水合物含量下的土体强度可以达到无水合物时的 2～3 倍。然而，深海水合物的开采，即意味着水合物的分解，土颗粒之间这种胶结物的消失，深海能源土的力学特性必将出现重大变化。为明晰深海能源土的宏微观力学特性，相关学者已经进行了大量的研究。Hyodo 等[1, 5]、Masui 等[2]、 Waite 等[6]、Santamarina 等[7]、张旭辉等[8]对室内合成能源土试样进行了三轴试验，研究了水合物与能源土力学特性的关系。另外，在大洋钻探计划和深海钻探计划中许多研究人员通过钻孔取芯法，取得水合物沉积物岩心样，然后对岩心样进行现场或室内试验以获取相关力学参数，分析能源土的粒径分布、比表面积、 [9-12] 含水率、孔隙比、土体类别等信息。然而由于技术要求与成本高，相关边值问题则很少研究。离散单元法（DEM）近年来在岩土工程中的应用越来越广泛，与有限单元法不同，离散元基于离散介质力学，立足于土体颗粒的微观接触机制和运动规律，以此反映颗粒集合体在不同加载情况下的宏微观响应，其原理简单，可重复性好，能有效反应土体微观信息同宏观力学特性的相互关系。笔者在之前工作[13-18]基础上，提出了考虑水合物胶结厚度的微观胶结模型[19]，并进行了一系列的双轴试验[20]，通过与 Masui 等[2]的能源土室内三轴试验结果的对比分析，验证了微观胶结模型的合理性，得到了深海能源土的基本力学特性。对于考虑不同温度压力环境下的深海能源土本研究团队也已经进行了一些基础性的研究[21]。本文从由简到繁的研究思路出发，假定温压不变，采用考虑水合物胶结厚度的微观胶结模型[19]，在深海能源土离散元双轴试验结果的基础上[20]，针对不同水合物饱和度（40.9%，50.1%，67.8%）能源土地基，进行水合物开采前和水合物开采后能源土地基载荷试验的离散元模拟，分析水合物开采前后地基的承载特性，研究水合物开采对能源土地基承载特性的影响，探讨基底压力的分布规律，为实现水合物的安全开采进行必要的理论及技术探索。
第 37 卷 2015 年
第2期 .2 月
岩
土
工
程
学
报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
Vol.37 No.2 Feb. 2015
DOI：10.11779/CJGE201502019
深海能源土地基承载特性离散元分析
蒋明镜
1，雅萍
1，2，3
（1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092；2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092； 3. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系，上海 200092）
摘
要：天然气水合物以胶结形式广泛赋存于深海能源土中，水合物的饱和度对能源土地基的承载特性影响巨大，水
Abstract: The bearing properties of methane hydrate-bearing foundation will be changed by massive exploitation of methane hydrate, which is originally stored in deep-sea methane hydrate-bearing soils and influences the properties of the foundation. Plate loading tests on methane hydrate-bearing foundations with three different hydrate saturations are performed using the micro-bond contact model considering hydrate cementation thickness of the deep-sea methane hydrate-bearing soils proposed by Jiang et al. The bearing properties of methane hydrate-bearing soils are analyzed, the effect of hydrate saturation on the bearing capacity of methane hydrate bearing foundation is studied, and the law of the distribution of base pressure is discussed. The results show that the bearing capacity of methane hydrate-bearing foundation increases with the increase of saturation on the original foundation. The bearing capacity of foundation sharply decreases after the methane hydrate is mined, and the higher the original hydrate saturation is, the more the bearing capacity will lose on the mined methane hydrate-bearing soils; the higher the hydrate saturation is, the closer to vertical downward the p-s curve is after reaching the ultimate bearing capacity. The destruction of the cementations has a critical load, and the foundations with different hydrate saturations follow different failure laws. The hydrate saturation just has little effect on the shape of distribution of the base pressure, but the shapes are markedly different under different settlements. Key words: micro-bond thickness model; methane hydrate-bearing foundation; bearing property; discrete element method
合物的开采也必将使能源土的承载特性发生重大改变。采用考虑水合物胶结厚度的微观胶结模型，分别对 3 种不同水合物饱和度的能源土地基进行载荷试验离散元模拟。分析水合物开采前后能源土地基的承载特性，研究水合物开采对能源土地基承载特性的影响，探讨基底压力的分布规律。结果表明：水合物开采前，能源土地基的承载力随饱和度的增加而增大。开采后，地基的承载力急剧降低，且原有水合物的饱和度越大，开采后承载力的降低量也越大；水合物饱和度越高，达到极限承载力后，p–s 曲线越接近于竖直向下；胶结破坏存在临界荷载，且不同水合物饱和度地基的胶结破坏规律不相同；水合物饱和度对基底压力的分布形状影响不大，但不同沉降量下基底压力的分布形状明显不同。关键词：微观胶结厚度模型；能源土地基；承载特性；离散元中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2015)02–0343–08 作者简介：蒋明镜(1965– )，男，教授，博士生导师，主要从事天然结构性黏土、砂土、非饱和土、太空土和深海能源土宏观微观试验、本构模型和数值分析研究。E-mail: mingjing.jiang@。
(1. State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)
图 2 水合物粒间胶结模型力学响应 Fig. 2 Mechanical response of hydrate inter-particle bonded model
1.2 水合物微观胶结强度图 3 为法向力–剪力–扭矩三维空间强度包线，微观胶结模型中的胶结参数，即胶结抗压、抗拉、抗剪和抗扭强度 Rc ， Rt ， Rs ， Rr 及胶结法向、切向、抗转接触刚度 kbn ，kbs ，kbm 均为与粒间水合物的胶结厚度有关的物理量。 1.3 水合物微观胶结尺寸的确定水合物的饱和度是影响能源土宏观力学性能的主要因素。水合物饱和度 SMH 指水合物体积占孔隙体积的百分比，即 S MH VMH / VV 100% ， (2)
考虑胶结厚度的颗粒间接触水合物胶结模型见图 1。图中，将接触处的土颗粒简化为圆盘即颗粒 1 和颗粒 max 2，半径分别为 r1，r2； hcr 为最大胶结厚度，即试样中颗粒间接触处的水合物胶结厚度不超过某一定值，故称为临界胶结厚度；hcr 为最小胶结厚度，定义为两颗粒中心点连线上水合物胶结的厚度，其取值范围（0， max hcr ）。B 为水合物胶结宽度，