渤海海底土类动剪切模量比和阻尼比试验研究

土的动剪切模量比和阻尼比是工程场地地震安全性评价工作和土层地震反应分析中不可缺少的重要参数。本文采用应力控制振动三轴试验装置对渤海海底的常规土类动剪切模量比G/G_(max)和阻尼比λ进行试验研究,试验装备为HX-10O控制振动三轴试验系统,土类包括粘土、粉质粘土、细砂、粉砂、粉砂质细砂,土样来自渤海海域内BZ13-1、BZ26-2、QK18-2等3油田的场地钻孔。采用拆线曲线拟合动剪切模量比G/G_(max)、阻尼比λ随动剪应变γ变化的关系,得到各类上的G/G_(max)、λ随γ变化关系及推荐值。本文的结果已在这3个油田平台的地震安全性评价中使用,本项工作积累的有关基础资料和工作方法可供该海域内有关海洋建设工程的地震安全性评价工作以及未来海域内的地震区划工作借鉴和参考。     

南京及邻近地区新近沉积土的动剪切模量和阻尼比的试验研究

通过对南京及其邻近地区漫滩相成因的粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土、粉细砂等 6类新近沉积土的自振柱试验 ,详细探讨了围压大小、剪应变水平、土的颗粒组成和结构性对这 6类新近沉积土的剪切模量G及阻尼比λ的影响。通过与Seed和Idriss建议的砂土G/Gmax～γ和λ～γ曲线变化范围的对比 ,结果表明 ,不能将粉质粘土与粉砂互层土简单地当作砂土或粉质粘土对待。通过试验和理论分析 ,给出了南京及其邻近地区 6类新近沉积土动剪切模量和阻尼比随剪应变变化的平均曲线的拟合曲线、包络线及其参数的推荐值 ,对实际工程具有一定的借鉴作用     

考虑埋深影响的长江下游江苏地区粘性土动剪切模量与阻尼比试验研究北大核心CSCD

动剪切模量和阻尼比是场地地震反应分析中两个重要的土动力学参数。本文以江苏地区为例,统计了375个粘性土的最大剪切模量、动剪切模量比和阻尼比,包括粘土、淤泥质土、粉质粘土、粉土,考虑土的类型以及埋藏深度的影响,对各类土的最大剪切模量与土样埋深的关系以及不同深度区间内动剪切模量比和阻尼比与剪应变的关系行了详细的研究。结果表明:各类土的最大剪切模量均随埋深的增大而增大,两者在统计意义上呈指数关系;埋深对粘性土的动剪切模量比和阻尼比与剪应变的关系曲线有较明显的影响,且这种影响程度随埋深的增大而减小。同时给出了各类土动剪切模量与埋深关系的拟合公式以及在不同埋深区间内动剪切模量比和阻尼比与剪应变关系曲线的拟合参数,在实际工程中有一定的参考价值。     

考虑埋深影响的长江下游江苏地区粘性土动剪切模量与阻尼比试验研究

动剪切模量和阻尼比是场地地震反应分析中两个重要的土动力学参数。本文以江苏地区为例,统计了375个粘性土的最大剪切模量、动剪切模量比和阻尼比,包括粘土、淤泥质土、粉质粘土、粉土,考虑土的类型以及埋藏深度的影响,对各类土的最大剪切模量与土样埋深的关系以及不同深度区间内动剪切模量比和阻尼比与剪应变的关系行了详细的研究。结果表明:各类土的最大剪切模量均随埋深的增大而增大,两者在统计意义上呈指数关系;埋深对粘性土的动剪切模量比和阻尼比与剪应变的关系曲线有较明显的影响,且这种影响程度随埋深的增大而减小。同时给出了各类土动剪切模量与埋深关系的拟合公式以及在不同埋深区间内动剪切模量比和阻尼比与剪应变关系曲线的拟合参数,在实际工程中有一定的参考价值。     

苏南地区新近沉积土的动剪切模量比与阻尼比--试验研究

苏南地区的场地土主要为漫滩相、湖沼相或冲湖相新近沉积软弱土，结构松散，沉积零乱，成分复杂，饱水可液化粉细砂层及粉土层较为发育，在地震或动力荷载的作用下有可能发生软土震陷或砂土液化。通过对苏南地区淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉质粘土与粉细砂互层土、粉土、粉砂、细砂和中粗砂等8类新近沉积土155个原状土样历时4年的试验研究，给出了该地区上述8类新近沉积土的动剪切模量比G／Gmax和阻尼比D随剪应变幅值γ变化的平均拟合曲线及其参数的推荐值。为便于一般工程应用，给出了这8类新近沉积土的G/Gmax-γ，和D—γ关系曲线的推荐值及其标准差。     

长江下游地区新近沉积土动剪切模量比和阻尼比的试验研究

通过对长江下游地区南京、苏州、常州、徐州、泰州、盐城、扬州、无锡、镇江、张家港、连云港、启东、常熟、江阴、宿迁等15个城市的淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土、粉细砂和粗砂等七类新近沉积土共计275个原装土样历时3年的自振柱试验研究,给出了长江下游地区七类新近沉积土的动剪切模量比 G/Gmax和阻尼比λ与剪应变幅值γ变化的平均曲线的拟合曲线、包络线及其参数的推荐值。由于未见报道其他研究者对长江下游地区新近沉积土动力参数的系统研究,该研究成果有利于加深对该长江下游地区各类新近沉积土动力特性的认识,并对该地区各类工程建设的工程场地地震安全性评价工作具有一定的借鉴和参考价值,且有利于推动长江下游地区工程场地地震安全性评价工作的开展。     

橡胶黏土混合土动剪切模量及阻尼比试验研究

为了研究橡胶黏土混合土动力特性,将橡胶掺入黏土,在4种围压下对5种不同配比橡胶黏土混合土进行室内动三轴试验以研究橡胶含量及围压对混合土动剪切模量和阻尼比的影响。结果表明,相同围压下,混合土动剪切模量较素土有很大降低,随着橡胶含量的增多而逐渐降低且降低速度由快变慢,动剪切模量与动应变关系曲线非线性特征减弱。阻尼比随着橡胶含量增加逐渐增加,且均较素土有显著提高。相同橡胶含量时,动剪切模量随着围压增大而增大,动剪切模量与动应变关系曲线线性特征增强,阻尼比随围压增大而减小。橡胶黏土动剪切模量与动应变关系可以用H-D模型表示,最大动剪切模量与围压之间的关系可以用线性函数表示,阻尼比与动应变关系可以用修正的陈国兴模型表示。结果证明,橡胶黏土混合土具备较好的隔震减震性能。     

宁波近海沉积土动力特性的试验研究

土的动模量、阻尼比和砂土抗液化强度是土动力特性的主要指标，是研究重大工程场地设计地震动参数的基础性资料。结合宁波象山港大桥工程场地地震安全性评价工作，采用南京工业大学自行研制的GZZ-1型自振柱仪，首次对宁波近海沉积的淤泥质粘性土、粘性土和砂土进行了动模量和阻尼比的试验研究。发现土的动剪切模量比C／Cmax、阻尼比λ与剪应变幅值γ的关系，可分别采用Martin-Davidenkov模型和作者建议的阻尼比经验公式进行拟合；此外，采用南京工业大学自行研制的DSZ-1型动三轴仪，首次对宁波近海沉积的砂土和粉土进行了液化试验研究，结果表明，宁波近海沉积的砂土和粉土的抗液化强度可采用指数函数进行拟合，且与南京长江三桥场地粉土的抗液化强度相近，但明显大于福建标准砂的抗液化强度。     

围压对粉质粘土动力学参数影响的共振柱试验研究

土的最大动剪切模量、剪应变幅和阻尼比是对土层进行动力反应分析的重要力学参数。利用英国GDS公司生产的RCA共振柱仪,研究围压对都江堰地区粉质粘土的上述动力学参数的影响。研究表明:相同围压条件下,最大动剪切模量、剪应变幅和阻尼比随重复次数基本不变,表明该试验过程具有可重复性;最大动剪切模量、剪应变幅和阻尼比均受围压影响较大,随着围压的增大,最大动剪切模量和阻尼比均逐渐增大,而剪应变幅随着围压的增大逐渐减小。据此,建立了都江堰地区粉质粘土动力学参数随围压变化的经验公式。本研究可为土层地震动力反应分析提供参考并积累基础资料。     

海上风电平台地基土工程力学特性试验研究∗

我国东部沿海地区沉积环境复杂多变,海上风电平台地基土性质软弱、复杂,与陆域土相比有较大差异。为系统研究海洋地基土工程力学特性,对江苏海域代表性扰动原状海洋土开展实验室基础土工试验、弯曲元试验及不排水三轴剪切试验,测定海域粉土及粉质黏土的物理力学性质,系统分析基本物理指标与扰动海洋原状土不排水剪切强度及剪切波速的相关性。试验发现：海洋粉土和粉质黏土的剪切波速 V_s均随深度 H 的增大呈线性增大, 但粉土 V_s随 H 增大的增长速率明显大于粉质黏土;粉质黏土及粉土的呈现两种不同的应力-应变发展模式：应变硬化型和应变软化型,粉质黏土和粉土的不排水剪切强度 S_d整体随 H 均增加呈增加趋势,但是没有表现出明显的单一相关性。孔隙比 e 的增大会促使两种土的 S_d的降低,且 S_d与 e 两者均有单一相关性;基于扰动原状土室内单元试验建立的 S_d与 V_s的关系,建立基于现场剪切波速的当前地层条件下未扰动原状土的不排水强度特性评价方法, 但对于低含水率的粉质黏土,该方法略有保守。     

基于大容量快速开关限制短路电流措施研究

为有效解决宁夏电网短路电流超标问题,提出一种基于大容量快速开关限制短路电流的方法。该方法以变电站母线分列运行限制短路电流为理论基础,分析了基于大容量快速开关限制短路电流的基本原理,在此基础上进一步深入研究了快速开关提升系统暂态稳定性的根本原因。以宁夏电网中某750 kV变电站330 kV母线发生三相短路故障为算例,分析比较了此方法与传统限制短路电流方法的效果,以及使用该方法后系统的暂态稳定情况。仿真结果表明:基于大容量快速开关的限制短路电流措施不仅能够显著地抑制短路电流,而且能够提升系统暂态稳定性。     

宁夏电网750/330kV电磁环网解环规划研究

宁夏电网330/220 kV电磁环网实施解环后仍将面临750/330 kV电磁环网运行所带来的短路电流超标、潮流热稳定等问题。对“十三五”期间宁夏电网750/330 kV电磁环网解环和电网分区运行提出规划方案,运用电力系统分析综合程序(Power System Analysis SoftwarePackage, PSASP),将解环后短路电流的限制效果、潮流热稳问题、暂态特性变化进行仿真计算分析,对存在的运行风险提出相应的解决措施。结果表明:所提出的宁夏电网750/330 kV电磁环网解环方案限制短路电流效果明显,解环后暂态稳定水平较高,存在的局部潮流热稳问题可通过安控装置、新能源合理接入等措施加以解决。     

基于ADPSS的宁夏电网多直流系统机电-电磁混合仿真对比研究

灵绍和昭沂特高压直流输电工程投运后,宁夏电网将成为我国又一高比例风火打捆.外送直流送端电网。为了准确分析交直流间相互作用以及直流受端扰动对送端的影响,在ADPSS软件中建立了宁夏电网多直流系统的机电-电磁混合仿真模型,包括西北电网机电暂态仿真模型和宁夏电网三回直流的详细电磁暂态模型。针对送受端电网不同故障类型,评估了混合仿真和纯机电暂态仿真方法下电网受扰响应行为的差异,研究结论对于电网分析计算和制定安全稳定控制措施时选择适用的工具具有参考意义。     

计及黄安断面约束的宁夏电网外送能力研究

为了确定受黄安断面同杆 N-2 故障热稳限制的甘宁断面潮流外送能力,分析了宁夏电网各电源、负荷节点对黄安断面的灵敏度系数,建立了受黄安断面热稳限制和电源装机、负荷容量大小及同时率约束的甘宁断面外送模型,基于 MATLAB 的线性规划函数编写程序,计算了黄安断面极限功率下甘宁断面外送功率的极值。结果表明:在当前电网结构和负荷水平下,甘宁断面外送能力最大值大于甘宁断面热稳极限,最小值小于热稳极限的一半,且外送能力随中卫地区负荷增长以 3 倍速度下降。电力系统分析综合程序(PSASP)数值仿真计算验证了上述结论的正确性。     

快速真空断路器在限流技术中的应用

针对由于电网规模和单机容量的不断扩大,造成电网短路电流越来越大的问题,采用快速真空断路器技术,快速投入限流电抗器对短路电流进行深度限制,使得电网短路电流大幅度减小。经电网中压系统大量应用和 330 kV 线路安装考核验证,结果表明:采用快速真空断路器技术限制电网短路电流,避免了常规限流技术造成的较大运行损耗,实现了电网限流装置结构轻便、造价低廉、运行可靠、维护方便的目标。     

无功交换对含大量风电场地区电网稳定性影响

针对含大量风电场的地区电网外送电时,外送联络线通道发生永久故障问题,运用电力系统综合分析程序(power system analysis softwarepackage, PSASP)仿真其动态过程,分析无功交换潮流对地区电网形成孤网后稳定性的影响,提出稳定控制策略。结果表明:无功交换潮流较小时,对孤网影响不大;当无功交换潮流较大时,应及时采取如:投退无功补偿装置、限制风电出力、切除部分负荷等措施进行稳定控制。     

基于快速开关提升风电场低电压穿越成功率的研究

装设自动重合闸的风机馈线发生永久性故障时,并网点电压会发生两次跌落造成风机低电压穿越失败,针对上述现象提出了一种采用快速开关提升风电机组低电压穿越成功率的方法。该方法以国标为基准分析快速开关应用于风机低电压穿越场景的机理,利用快速保护断路器本体与控制系统的配合,较大程度地缩短故障电流对系统的冲击时间。以某风电场接入电力系统为例,在PSCAD/EMTDC中分别对比了采用传统断路器和快速开关的10 kV馈线发生各种短路故障时并网点电压的跌落情况。仿真结果表明:基于快速开关提升风机低电压穿越成功率的方法能够显著地缩短故障电流对系统的冲击时间,较大程度地保障风机在并网点电压两次跌落的情况下保持并网运行。     

330/220kV电磁环网解环前后暂态稳定特性分析

为保证宁夏电网 330/220 kV 电磁环网解环后电网的安全稳定运行,运用电力系统分析综合程序(Power System Analysis Software Package,PSASP),对电磁环网解环前后电网在三级稳定标准涉及的各种故障形式下进行暂态稳定计算,对比分析解环前后系统电压与频率波动以及功角阻尼比的变化。计算结果表明:330/220kV 电磁环网解环对于宁夏电网的暂态稳定特性影响不大,解环后不会增加暂态失稳事故风险,解环条件一旦具备,应该及时实施解环。     

并网光伏电站电磁暂态建模及其特性研究

针对宁夏地区某光伏电站并网情况,利用实时数字仿真仪 RTDS 对光伏发电系统控制模型及电磁暂态特性进行了分析与研究,并结合宁夏电网进行了建模验证及仿真计算。结果表明:光伏电站受到逆变器容量限制,故障电流一般不超过最大额定电流的 1.1~1.3 倍,不对称故障下光伏电站的故障电流以正序量为主,含少量的负序和畸变。     

上海庙-山东特高压直流接入对宁夏电网的影响

为了研究分析 2017 年内蒙上海庙-山东特高压直流接入宁夏电网后对宁夏电网安全稳定运行产生的影响,分别从短路电流水平、直流短路比、暂态稳定特性、直流次同步振荡风险等多个方面进行了仿真分析。仿真结果表明:上海庙直流接入宁夏电网后会导致宁夏电网短路电流整体上升、直流送端系统有效短路比低、直流双极闭锁安稳装置拒动后系统失稳、直流配套电源存在次同步振荡风险等问题,建议加强蒙西电网网架,从其自身网架支撑该直流送出。