赵志宏
- 作品数：25 被引量：124H指数：9
- 供职机构：清华大学土木水利学院土木工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国地质调查局地质调查项目中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：天文地球建筑科学水利工程文化科学更多>>
- 裂隙岩体注浆块体离散元方法模拟分析被引量：9
- 2021年
- 涌水是海底隧道建设面临的主要难题之一,注浆可以有效降低涌水并加固围岩,保障施工安全。采用块体离散元方法模拟研究了浆液裂隙耦合模型、裂隙剪胀等因素对裂隙岩体浆液扩散的影响规律。结果表明:(1)考虑浆液裂隙耦合作用对浆液最大扩散距离有显著影响,结合Barton-Bandis(BB)裂隙本构模型更能够反映裂隙变形的真实特征;(2)DEM数值模型表明偏应力导致裂隙发生的剪胀作用会增大裂隙开度,改变浆液扩散形态。依托青岛胶州湾海底隧道的施工设计及实测数据,采用块体离散元方法得到的注浆渗透规律与工程现场监测结果基本是符合的,误差在工程应用的允许范围内。
- 林涛赵志宏周书明
- 关键词：裂隙岩体离散元本构模型
- 雄安新区碳酸盐岩热储酸化压裂增产改造数值模拟研究
- 2023年
- 地热井经常面临初期产能不足或运营期产能下降等生产性难题,酸化压裂作为一种柔性激发技术,是深层碳酸盐岩热储增产改造的首选技术,其基本原理是通过地热井向热储层注入化学压裂液,利用化学溶蚀作用来提高岩体基质孔隙率和裂隙开度。由于地热领域的酸化压裂工艺以借鉴油气领域的成熟经验为主,尚未形成完整的技术体系,特别是针对深部热储层增产的设计方法、工艺参数优选、预测模拟、效果评价等方面缺乏理论指导。基于裂隙岩体热水力化多场耦合理论框架,通过引入裂隙刚度和最大闭合量的酸蚀修正系数,提出了考虑力学与化学耦合作用的非线性裂隙本构模型,发展了适合于深层碳酸盐岩热储酸化压裂增产改造的数值模拟方法。依托雄安新区D22井酸化压裂增产改造现场试验,验证了所提出的模拟方法的正确性,研究了射孔位置、质量分数、排量等酸化压裂施工参数对增产改造效果的影响规律。结果表明:深层碳酸盐岩热储酸化压裂增产改造主要发生在初始开度较高的裂隙中,且酸蚀裂隙逐渐沟通了周边高渗储层,形成了酸化改造网络;增产改造效果不仅与酸-岩反应和水压作用下裂隙开度增加量显著相关,也取决于改造后裂隙的闭合路径;射孔位置距离高渗储层越近,酸化压裂改造效果越好;高浓度、大排量的施工方案有助于形成长裂缝,有利于连通高渗储层,酸化压裂改造效果更好。
- 赵志宏徐浩然陈思聪马峰王贵玲
- 关键词：酸化压裂多场耦合
- 节理粗糙度影响下岩体开挖损伤区分布规律
- 2016年
- 基于Barton-Bandis抗剪强度模型和现场实测的节理粗糙度系数分布模型,采用UDEC程序中的离散裂隙网络模型研究了节理表面粗糙度对裂隙岩体中圆形隧洞开挖损伤区形状和范围的影响,比较了在存在规则裂隙和复杂裂隙岩体中开挖损伤区的异同。节理粗糙度采用能够反映现场实测裂隙粗糙度系数统计结果的正态分布参数,并采用了不同标准差进行对比。结果表明:裂隙岩体隧洞开挖损伤区范围会随着JRC的增大而明显减小;JRC的增大会减小围岩的变形;在JRC符合正态分布的条件下,损伤区范围会随JRC分布标准差的增加而略有增加;复杂裂隙会扩大隧洞周围损伤区,损伤区分布范围也随着JRC标准差的增大而变得不规则。
- 郭铁成赵志宏
- 关键词：裂隙岩体粗糙度系数
- 深地能源工程热水力多场耦合效应高效模拟方法
- 深地能源工程多场耦合效应数值模拟面临的主要难题有深部岩体的非线性力学特性、复杂的赋存环境、以及围岩-结构尺寸相差悬殊的计算瓶颈。针对深地能源工程井筒结构独特的细长型几何特点,将井筒简化为一维线单元,考虑井筒内流体沿井筒轴...
- 赵志宏刘桂宏徐浩然
- 关键词：多场耦合数值模拟
- 文献传递
- 海绵城市导论课程建设与思政融合初探被引量：1
- 2023年
- 土木工程招生与培养向大类模式发展已成必然趋势,为适应大类培养的需要,亟须建设一批具有学科交叉性与综合性的专业课程。海绵城市是指城市像“海绵”一样,下雨时吸水、蓄水、渗水、浸水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市涉及水系统、建筑住宅区系统、道路广场系统、地下空间系统等,其设计与建造又需要土木工程、水利工程、建筑学、城乡规划学、风景园林学、环境科学与工程、气候学、生态学、社会学等多学科的共同支撑;因此,海绵城市相关课程满足大类模式“宽口径、厚基础、强实践、多样化”的培养目标。然而,现有海绵城市相关课程面临教学内容系统性不强、教学过程学生参与度不高、教学各环节思政导入不够等问题。清华大学自2017年面向土木大类本科生开设海绵城市导论课程,经过五年的教学实践与改革,充分考虑课程内容深度与广度的平衡,构建了具有大类培养特色的海绵城市课程体系与教学方法,形成了由专业教师、校外专家、修缮校园管理中心教师组成的三位一体的教学团队,并在教学过程中加强了思政内容的导入,基本建成了适合大类模式的海绵城市导论课程。
- 赵志宏刘沫刘晓丽郑克白陈思聪
- 考虑粗糙度影响的裂隙岩体开挖损伤区分布规律被引量：3
- 2019年
- 准确理解和预测开挖损伤区的分布特征与范围对于地下工程稳定性分析、支护优化设计等具有重要意义。给出裂隙岩体失稳、张开、剪切三类开挖损伤区的定义及其判别标准,并建立基于Barton-Bandis本构模型的裂隙岩体开挖损伤区离散元模拟方法。依托白鹤滩水电站4#引水隧洞建立离散裂隙网络模型,模拟得到的开挖损伤区深度与实测结果基本一致,证明本研究提出的裂隙岩体开挖损伤区离散元模拟方法的正确性。考虑裂隙岩体中粗糙度JRC(Joint Roughness Coefficient)的随机分布,张开区和剪切区范围随JRC平均值的增大而减小,高概率张开区和剪切区范围随着JRC分布标准差增大而增大。
- 赵志宏郭铁成林涛陈思聪
- 关键词：裂隙岩体离散元粗糙度
- 高应力区大尺度隧洞开挖损伤区范围预测研究
- 通过理论公式和数值模拟方法进行了高应力区大尺度隧洞开挖损伤区范围预测研究。当圆形隧洞开挖后，根据工程经验得到的破坏准则，结合隧洞周围的应力经典求解结果，可以推导出损伤区范围的理论公式，并且水平方向与竖直方向的范围能够直接...
- 周栋赵志宏赵佳鹏
- 关键词：高地应力大尺度
- 裂隙岩体中力学-渗流-传输耦合离散元模拟被引量：5
- 2014年
- 深部地下工程包括增强型地热系统、核废料的地下处置、CO2地下封存、煤炭地下气化等,都涉及到复杂的水-力-化多场耦合过程。全面理解力学过程影响下的溶质(如放射性核素)传输过程是以上各类工程成功建设和安全运行的重要理论基础。本文基于离散裂隙网络模型的思想,采用离散元方法来模拟应力-渗流耦合过程,而溶质传输过程则用粒子追踪法(Particle tracking algorithm)来进行模拟。溶质传输机理主要考虑了单岩石裂隙中的平流(Advection)、弥散(Hydrodynamic dispersion)以及原岩-裂隙之间的扩散(Matrix diffusion)。结果显示,力学过程对溶质传输过程有着显著影响,会明显改变溶质在裂隙网络中的停滞时间、传输路径和位置分布等。当水力梯度较小时,原岩-裂隙之间的扩散过程将是溶质在裂隙网络中停滞时间的决定性因素。
- 赵志宏井兰如宋二祥
- 关键词：裂隙岩体离散元
- 深地能源工程热水力多场耦合效应高效模拟方法
- 深地能源工程多场耦合效应数值模拟面临的主要难题有深部岩体的非线性力学特性、复杂的赋存环境、以及围岩-结构尺寸相差悬殊的计算瓶颈.针对深地能源工程井筒结构独特的细长型几何特点,将井筒简化为一维线单元,考虑井筒内流体沿井筒轴...
- 赵志宏刘桂宏徐浩然
- 城市深层地热能可持续开采多场耦合效应数值模拟研究进展被引量：7
- 2023年
- 我国中深层(200~3000 m)和深层(>3000 m)地热资源储量丰富,具有很大的开发空间,可持续开发利用地热资源将是碳达峰、碳中和目标如期实现的重要保障之一。然而,地热能开采过程涉及复杂的温度场、渗流场、应力场耦合效应。为此,总结了笔者团队在水热型地热资源开发利用多场耦合效应数值模拟方面的研究成果,包括面向城市深层地热能可持续开采的资源量评价、采灌方案优化设计方法和在典型地热工程中的示范应用。从温度、水位、变形3个方面给出了深层地热能可持续开采的多指标评价体系,以及基于数值模型的可采地热能计算公式。基于深层地热井-储系统多场耦合数值模型给出了满足可持续开采标准的可采地热能评价方法,提出了开采井风险评价的“红绿灯系统”,并依托雄安新区容东安置区地热开发利用工程验证了资源评价方法的合理性。基于深层地热井-储系统多场耦合数值模型给出了满足可持续开采标准的采灌方案优化设计方法,采用Plackett-Burman设计构建了代理模型,通过多响应优化实现了参数的快速优化,并依托北京市城市副中心地热开发利用工程验证了采灌方案优化设计方法的合理性。为城市深层地热能可持续开采提供了理论与工具支撑,以促进城市深层地热能更大规模和更高质量的开发利用。
- 赵志宏刘桂宏王佳铖徐浩然
- 关键词：多场耦合资源评价优化设计
