国家自然科学基金(41102199)
- 作品数：5 被引量：115H指数：5
- 相关作者：韦昌富吴二林魏厚振颜荣涛田慧会更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所桂林理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目中国科学院“百人计划”更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球更多>>
- 含天然气水合物沉积物损伤统计本构模型被引量：21
- 2013年
- 水合物含量、有效围压是影响含天然气水合物沉积物力学性质的主要因素,在忽略其他次要因素(包括水合物种类、试样颗粒大小、试验条件等)的情况下,水合物含量和有效围压是决定试样弹性模量的两个关键参数。在分析等效弹性模量与水合物含量相互关系的基础上,考虑有效围压的影响,建立了弹性模量与有效围压的幂函数关系;同时采用Drucker-Prager破坏准则来表示含天然气水合物沉积物微元强度,并假设其微元强度服从Weibull分布,从而建立了含天然气水合物沉积物的损伤统计本构模型,与不同有效围压下的试验结果及已有研究成果相比较,表明了所建模型能够很好地模拟三轴剪切条件下含水合物沉积物试样的应力-应变关系特性。此研究成果可对含天然气水合物沉积物工程性状的数值模拟提供参考。
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- 水合物形成对含水合物砂土强度影响被引量：44
- 2012年
- 采用非饱和成样法(A法)和饱和试样气体扩散制样法(B法)两种试验室方法,合成了含CO2水合物的砂土试样,并采用改造过的三轴剪切试验仪完成了相应的三轴剪切试验。实验结果表明:A法制得试样强度和刚度随水合物饱和度增大而增大,且相当敏感;而B法制得试样在水合物饱和度为19.44%与纯砂土的力学特征差别很小,在较高饱和度(26.73%)时,含水合物砂土的强度和刚度就有了较为明显提高;由此可以得出含水合物砂土的强度特征是水合物含量和水合物于砂土中赋存状态联合决定的;同时也发现随着水合物饱和度的增大,试样的剪胀性越来越明显。最后,通过对A法制得试样的强度参数分析表明:含水合物砂土的黏聚力随饱和度的增大而提高,而摩擦角基本不变。
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- 关键词：力学特性三轴剪切试验
- 含天然气水合物沉积物分解过程的有限元模拟被引量：5
- 2012年
- 温度和压力的变化会引起含天然气水合物沉积物的分解,其过程伴随着相态转换、孔隙水压力和气压力耗散、热传导、骨架变形等过程的相互耦合作用。基于多孔介质理论建立了描述含天然气水合物沉积物分解过程的数学模型,考虑了水合物分解产生的水、气流动、水合物相变和分解动力学过程、热传导、骨架变形等过程的耦合作用。基于有限元法,建立了模拟水合物分解过程的数值模型,并编制了计算机分析程序。通过对降压法和升温法开采过程的数值模拟,揭示了在水合物分解过程中沉积物储层的变形、压力、温度等因素的变化规律。结果表明:降压法和升温法都会导致储层变形以及产生超孔隙压力,但两种方法作用效果不同;同时,水合物分解过程包含渗流及热传导作用。
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- 关键词：有限元法
- 考虑损伤的含天然气水合物沉积物本构模型被引量：34
- 2012年
- 对含天然气水合物沉积物施加荷载后,其内部固体颗粒间将会发生错动、滑移及滚动,当荷载较小时,沉积物表现为弹性变形;随着荷载的增大,内部将出现塑性流动,水合物晶体重新定向,此时沉积物表现为塑性变形;随着荷载的进一步增大,最终导致沉积物发生破坏,这一过程可以看作是沉积物内部损伤产生和逐渐发展的过程。从复合材料的细观力学机制出发研究含水合物沉积物的材料特性,得到等效弹性常数与水合物含量之间的关系;同时基于损伤力学理论,推导出损伤变量的表达式,建立考虑损伤的含天然气水合物沉积物的本构模型。通过比较不同水合物含量下的计算结果与试验结果,结果表明,所建模型能较好地反映含天然气水合物沉积物的应力–应变关系,验证了模型的可行性。
- 吴二林魏厚振颜荣涛韦昌富
- 关键词：天然气地质学细观力学本构模型
- A Generalized Critical State Model for Gas Hydrate-Bearing Sediments
- ＜正＞Methane gas hydrate,usually found beneath permafrost and in marine continental margin sediments worldwide,h...
- Rong-tao YanChang-fu WeiHou-zhen WeiHui-hui TianEr-ling Wu
- 关键词：SEDIMENTS
- 文献传递
- 基于核磁共振技术的土体吸附水含量测试与分析被引量：35
- 2014年
- 吸附水含量随温度的变化是研究黏性土温度效应的核心问题.本文基于核磁共振技术能同时探测土体水分含量与分布,结合毛细水与吸附水在土体中作用的不同吸力范围、冰点值及含量随温度变化的差异性,提出了一种能快速无损测试土体吸附水含量的方法,并通过此方法测得3种不同土质试样吸附水含量随干密度和温度的变化.实验结果表明:室温下,随着干密度的增加,试样中吸附水含量降低,这主要是因为干密度的增加导致了土颗粒间距变小,土颗粒表面的一些扩散双电层出现重叠;未冻土中,吸附水含量随温度的变化趋势同时受土质和温度范围的影响,黏粒含量为70%试样的吸附水含量随温度的升高而升高,而黏粒含量为50%和30%试样的吸附水变化分两个阶段,0°C以上,吸附水含量随着温度的升高而升高,0°C以下,试样中的吸附水含量随温度的升高而降低,且黏粒含量为50%试样变化趋势更明显,但整体上3个试样的吸附水含量随温度的变化很小;在冻融循环升温路径的?3.2°C以下,冻土中未冻水主要为吸附水,双对数坐标下吸附水含量Sw与温度(Tm?T)的比例系数k的范围为?0.867~?0.744,这与理论值?1/3存在较大差异,认为这主要是由试样孔径、土颗粒表面粗糙度和静电力等诸多复杂因素导致.
- 田慧会韦昌富
- 关键词：核磁共振吸附水干密度
