热-水-力耦合作用下岩石损伤力学模型与验证

为了探讨高温、高孔隙水压、高围压对岩石损伤破坏的影响,基于损伤力学基本理论,并结合应变等价性原理,建立热-水-力耦合作用下的损伤力学模型,构建表征岩石损伤演化的表达式,通过水-力耦合作用下热损伤花岗岩室内试验验证了该模型的合理性,并根据室内试验确定了模型参数。试验结果表明:提出的模型能较好地反映热-水-力耦合作用下岩石应力-应变过程,且能表征上述作用下岩石损伤演化规律;高温损伤会导致岩石由脆性逐渐向延性转变,而孔隙水压会进一步加剧岩石损伤演化。     

基于弹塑性损伤-渗流耦合模型的隧道洞口段围岩稳定性研究

为分析复杂条件下隧道洞口段稳定性问题,建立基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤-渗流耦合模型,利用完全隐式的向后欧拉算法编制弹塑性损伤模型的应力积分程序。在此基础上,利用ABAQUS平台的子程序接口实现耦合模型的有限元计算。将该模型应用于福建某洞口段隧道工程的围岩稳定性评价中,分析不同降雨强度下洞口段结构的安全系数、位移及损伤值的变化规律。结果表明:隧道洞口段结构的安全系数、损伤区和位移均会随着降雨进程的发展发生变化,雨季应加强监测频率。     

火灾下钢框架结构热-力耦合模拟与性能分析

基于"自然火灾安全概念"(NFSC)的基本思想,提出了火灾下钢结构热-力耦合模拟方法。利用ANSYS的参数化设计语言,建立了ANSYS软件与OZone火灾分析软件的数据接口,实现了火灾分析软件与大型有限元软件的耦合运用。基于火灾模拟软件OZone的分析结果,利用APDL语言,对钢框架结构进行了真实火灾场景下的热-力耦合模拟。研究表明:钢框架结构在真实火灾场景下,受非均匀变热流影响,结构内部将产生热应力梯度和应力牵移现象;同时钢框架中钢梁固接时,火灾初期变形较小,当达到某个关键时间点后将开始大的变形破坏,其主要原因是钢框架内部产生塑性铰,即钢梁由固接变为铰接,释放了对钢梁的约束。     

Q345(16Mn)钢在恒温加载条件下的应力-应变曲线和弹性模量

为评估和分析钢结构的耐火性能,对我国10个钢厂生产的16Mn钢进行152次恒温加载试验研究。结果表明,钢材的应力-应变曲线随温度升高,应力变小而应变增大,曲线斜率即弹性模量随温度升高和应变增大而趋于零。钢材在高温下的弹塑性性质非常明显,在钢结构高温性能分析中应当考虑这种特性。依据试验结果构建了以表格形式表达的钢材折线应力-应变曲线和弹性模量,为火灾下钢结构的变形和温度应力计算提供参考。     

三维流固耦合数值模拟在铜锣山隧道安全性评价中的应用

隧道施工破坏了原有的岩体平衡,可能引发塌方、突水等安全问题,为了评估隧道建设的安全性,基于三维稳定渗流问题的基本控制方程,对铜锣山隧道全线的开挖和支护方案进行了三维流固耦合模拟,在应力、应变、渗流分析的基础上,评估了隧道建设发生岩爆、坍塌、突水灾害的风险,预测了可能出现大变形和突水灾害的工段,对于隧道安全建设具有指导意义。     

黄河流域经济-能源-生态-科技耦合协调发展时空格局及其影响因素

推动黄河流域生态保护和高质量发展具有重要的战略意义。基于高质量发展理念构建经济-能源-生态-科技综合评价指标体系，运用熵值法对综合指数进行衡量，引入耦合协调模型测度2005—2019年黄河流域地区经济-能源-生态-科技耦合协调度，借助ArcGIS方法分析耦合协调度时空格局，并构建空间计量模型进一步揭示其影响因素。研究结果显示：1)从综合评价结果来看，黄河流域多数省份经济-能源-生态-科技发展水平呈现波动上升趋势，其中河南、四川综合发展水平上升幅度大于其他省份；2)从耦合协调度来看，黄河流域经济-能源-生态-科技耦合协调度处于中高水平，大多数省份耦合协调程度呈现波动上升趋势；3)在空间权重下黄河流域经济-能源-生态-科技耦合协调度存在显著的正向空间溢出效应，目标层指标中生态和能源是影响黄河流域耦合协调发展的重要因素，其中一级指标中经济质量、能源消费、环境治理、环境破坏和科技产出对耦合协调度影响相对较大。     

考虑火源位置的船舶机舱火-热-结构耦合研究

为准确分析真实火灾条件下的船舶机舱结构力学行为,克服传统标准温升法的缺陷,提出基于火灾动力学模拟器(FDS)和ANSYS的火-热-结构力学耦合分析方法;采用FDS仿真模拟真实火灾场景,获得近机舱内壁面处时变温度场信息,以此温度场信息为边界条件,传输到结构力学行为仿真软件ANSYS中,对机舱结构加载温度荷载并进行瞬态热分...     

基于热-结构耦合分析的液化石油气储罐失效预警判定*

为研究火灾中球罐应力场分布情况,找到球罐失效破裂条件,以液化石油气为研究对象,基于球罐稳态热响应,通过ANSYS热-结构耦合有限元分析法进行研究。结果表明:充装率85%的液化石油气球罐最高温度部位出现在气相区,约619.66 ℃;最大应力值出现在气液交界处,约615.18 MPa;得到球罐破裂失效时温度值和应力值,并设置2次预警值。研究结果可为液化石油气储罐失效预警提供参考和判定依据。     

埋地热油管道泄漏裂纹开裂的应力研究

研究了导致埋地热油管道泄漏裂纹开裂的应力机制,采用有限元方法对埋地热油管道进行模拟计算,求得热-结构耦合作用下管道整体当量应力变化云图,并得出管道弯管处应力高于直管段应力的结论;继而采用电阻应变测试法对埋地热油管道的弯管处进行实时应力测定,并绘制了各测点的轴向和周向应力变化曲线,通过各测点应力比较得出弯管内侧有两点应力波动幅值偏大,弯管外侧4号测点处轴向应力超过管材的屈服点。结果表明:在结构-热应力耦合作用下,埋地热油管道在弯管外侧轴向应力最大,易有I型裂纹萌生并扩展,在弯管内侧易有疲劳裂纹萌生并扩展。     

考虑煤柱黏弹塑性流变的煤柱-顶板力学模型

为研究房柱式开采和条带开采的老采空区煤柱-顶板体系的稳定性,预测煤矿采空区煤柱-顶板体系稳定时间,将煤柱简化为满足西原模型的黏弹塑性体,将采空区顶板简化为弹性薄板,建立考虑煤柱黏弹塑性流变变形的采空区煤柱-顶板体系力学模型,在此模型基础上推导采空区煤柱-顶板体系稳定时间的微分方程,并采用伽辽金法进行求解。将该模型应用于某房柱式开采的老采空区稳定时间预测中,验证了力学模型的可靠性。研究表明,煤柱的黏弹塑性流变变形是导致煤柱-顶板体系失稳的重要原因,煤柱的流变变形随时间的推移而增大,最终导致煤柱-顶板体系的失稳。     

核废物的安全和环境影响

本论述了核废物特性,核废物安全管理原则,核废物的安全处理、处置技术、废放射源的安全管理、乏燃料的安全管理和核废物的环境影响等6方面问题。特别强调了废物管理9条原则,核废物最少化,豁免和清洁解控,核废物处理、处置技术的发展动向,我国核废物管理40字方针,国际社会关注的废放射源和乏燃料安全处理和处置等,并以我国大亚湾和秦山核电站为例,说明核废物可以被安全地控制和管理,保证环境的安全。     

Precautionary attitudes and the acceptance of a local nuclear waste repository

There has been little previous research on public attitudes about precaution and their significance for risk opinions and attitudes. The present case of application is that of the siting of a repository for spent nuclear fuel, a controversial issue in most countries. Data from a representative sample of the Swedish population were collected with a mailed questionnaire, which covered risk perceptions and attitudes towards nuclear waste. A reliable unidimensional scale measuring precautionary attitudes was constructed. It was found that women were more likely to accept items expressing a precautionary attitude than were men. Precaution was related, as expected, to epistemic distrust and size of negative consequences if an accident should occur in the handling and storing of spent nuclear fuel. Epistemic trust and size of consequences contributed about equally strongly to the variance of precautionary attitude. Adding the scale to a set of explanatory variables in models of attitudes and voting intentions with regard to a repository resulted in a significantly improved power of the models. Emotional reactions emerged as important explanatory variables in accounting for precautionary attitudes, political ideology to a smaller extent. The results based on intra-sample variability were mirrored at the level of between-sample variation. Results from the two samples from municipalities where a siting was under evaluation (Oskarshamn and Östhammar) showed that respondents there were much more positive to a repository and at the same time less likely to accept pro-PP statements.     

纳米α - Fe2O3微球对U(Ⅵ)的吸附特性研究

将海藻酸钠与纳米α-Fe2O3制成微球,用于吸附U(Ⅵ)。探讨了纳米α-Fe2O3含量、交联时间、pH值、投加量、浓度、温度等对吸附的影响。结果表明,pH值对U(Ⅵ)的吸附过程影响显著,适宜pH值为3。U(Ⅵ)在微球上的吸附量随着吸附时间的增加而增大,初始阶段(1.5 h)反应进行得很快,9 h时达到吸附平衡。当U(Ⅵ)初始质量浓度为10mg/L时,其饱和吸附量为2.64mg/g。准二级动力方程很好地拟合了吸附动力学数据,且R2>0.99。吸附率与温度呈正相关,Lang-muir与Freundlich吸附等温方程均能较好地拟合固定化微球对U(Ⅵ)的吸附过程(R2>0.99),但Freundlich等温线效果更好。吸附反应中ΔG<0,ΔH>0且小于40 kJ/mol,ΔS>0,这表明吸附过程能自发进行,为吸热反应。     

放射性松散污染真空吸尘装置的设计

针对普通工业吸尘器的局限性,根据放射性松散污染收集操作的需要及放射性废物最小化要求,提出了应用于放射性工作环境中的真空吸尘器设计方案。经旋风分离、滤袋过滤、高效过滤三级分离后,放射性松散污染可得到有效收集,尾气排放可达到核级排放标准,可达到保护环境、保护工作人员的效果,并实现放射性废物最小化。     

某市小型民用爆炸物品地面储存库安全现状调查

主要依据国家关于民用爆炸物品地面储存库的有关法律法规、标准规范,对某市辖区内的47家小型民用爆炸物品地面储存库的安全现状进行了调查分析。通过调查发现当地小型民用爆炸物品地面储存库主要存在内外部安全距离不足,建筑结构不合格,防雷设施不合格,雷管库的保险柜未作防静电接地,民用爆炸物品未按规定安全摆放,安全管理不到位等6个方面的问题。对发现的问题,简要分析了原因,并提出了针对性的措施和建议,为某市民用爆炸物品地面储存库安全管理的标准化和规范化提供参考。     

核事故中放射性核素扩散浓度的理论预测

在高斯烟羽模型的基础上,对核事故中放射性云团在大气中的扩散规律进行了研究。利用倾斜烟团模式,考虑实际过程中核素粒子的重力沉降、雨洗作用以及放射性衰变等因素的影响,提出一种迅速估算放射性核素扩散浓度的方法。该方法可计算核事故中连续点源和瞬时点源在不同气象、地形条件下的浓度分布,并可获得地面的干沉积率和湿沉积率。放射性核素浓度的确定是放射性事故抢险救援和辐射防护等工作的基础和前提,是放射性事故应急救援的重要组成部分。该结果在核事故的应急救援过程中,对救援人员划定警戒区和确定周围居民的疏散范围具有重要意义,并可为制定救援方案和应急决策提供科学依据。     

新疆放射源应用及安全管理现状

通过调查,介绍了新疆放射源的应用、废放射源的收贮和安全管理状况,并对放射源的危害、安全监管的重要性和提高放射源安全监管水平等问题进行了讨论.据不完全统计,截至2004年10月底,新疆申报拥有放射源的单位151家,涉及放射源1701枚;主要分布在乌鲁木齐市、克拉玛依市等经济发达地区;用源主要行业和部门是石油化工、地质、电力、建材、科研院所和医疗等;核素种类有25种之多,主要Cs-137、Co-60、Am-241、Ra-226等.截至2005年5月底,已收贮61个单位的614枚放射源,至少还有数百枚(含失控源),废源中Co-60和Cs-137最多,241Am-Be中子源、Ra-226、Am-241也有一定数量.在国家改变放射源安全监管体制的情况下,应积极理顺安全监管体制,调动一切积极因素,采取多项有效措施,提高监管水平,努力做好安全监管工作.     

水资源系统的弹塑性及其安全机理分析

针对水资源安全存在的问题,分析了"人"对水资源安全系统的作用,明确提出"人"是水资源安全的主体。运用弹塑性理论,提出了水资源安全系统的弹性与塑性内涵。在水资源安全系统的弹性范围,推导出水资源安全的平衡方程、相容方程和本构方程,并进而分析了水资源安全系统从安全状态到危险状态的转化过程,即系统表现出的弹性、弹塑性、塑性极限以及完全破坏状态模式,从数学和力学角度描述了水资源安全的机理。当"人"的扰动力大于水资源安全系统的弹性界限时,水资源安全系统就会出现塑性变形,即出现威胁水资源安全的问题,若扰动力进一步增大,水资源安全系统就会出现严重破坏或崩溃。     

MATLAB在垃圾填埋气体运移数值可视化中的应用

本文基于MATLAB环境对垃圾填埋场的填埋气体运移的非线性耦合模型进行了数值可视化研究,对填埋气体在填埋场中的压力分布进行了模拟计算.结果表明,填埋气体的压力随垃圾填埋深度的增加而增大,随着填埋时间的增加,气体压力变化加快,气体压力消散程度增大.对垃圾填埋气体运移进行数值模拟不仅可为垃圾气体释放所造成的环境灾害进行评价,同时也可为填埋场气体安全控制系统的工程设计提供科学依据.