NIOS模型材料及其在地质力学相似模型试验中的应用

地质力学模型试验技术与应用

浅析地质力学模型试验技术的研究与应用摘要：当前，大型地下洞群所处的地质环境愈加复杂，尤其是在深埋、高地应力条件下，洞群围岩的稳定性状况、破坏形态和破坏机制等问题急需解决，而地质力学模型试验是解决这类问题的主要研究方法。

该文主要分析了模拟材料、组合式模型试验装置、量测技术等问题，并介绍了模型试验的工程应用。

关键词：地质力学模型试验技术工程应用引言地质力学模型试验是根据一定的相似原理对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法，主要用来研究各种建筑物及其地基、高边坡及地下洞室等结构在外荷载作用下的变形形态、稳定安全度和破坏机理等。

2l世纪是中国工程建设快速发展的世纪，水利、水电、能源、交通等大型工程的开发已成为我国经济建设的重点。

对这些复杂的问题，一方面要借助理论分析、计算机数字模拟方法去研究；另一方面，更多地要借助地质力学模型试验手段来解决。

大量的工程实践证明，地质力学模型试验方法是研究大型岩土工程问题，特别是地下工程问题的一种行之有效的方法。

1 模型材料根据相似理论，模型的几何尺寸、边界条件、荷载及相似材料的容重、强度及变形特性等方面必须与原型相似。

一般根据要研究问题的性质，寻找满足主要参数相似的材料。

例如，对于沿夹层滑动的稳定问题，夹层材料的相似性必须严格满足，而岩体的某些材料参数的相似性可以适当放宽。

目前国内外最常用的是采用石膏、重晶石粉、石英砂等材料配合而成的，具有代表性的是韩伯鲤等研制的msb材料和马芳平等研制的nios相似材料,这2种材料都具有较好的性能,但都具有不足的地方。

酒精易于挥发，干燥时间短，可缩短试验周期；没有任何毒副作用，不会对人体造成伤害：压制成型的砌块易于切割，能满足模型拼装砌筑的工艺要求；容重高、抗压强度和弹性模量低；性能稳定，不生锈，有很高的绝缘性；由于各种材料拌和后未产生化学反应，因此试验后的材料可重复使用，提高了材料的利用率和使用寿命等优点。

2 组合式模型试验装置2.1组合式试验台张强勇等研制的组合式三维模型试验装置，采用分体式设计，其主要由底盘、箱体、加载系统组成(见图1)。

2013年度高等学校博士学科点专项科研基金资助课题名单(新教师类)

序号 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
课题编号 20134301120003 20134402120007 20134407120001 20136101120017 20136501120001 20130002120014 20130032120035 20130041120009 20130072120058 20130074120020 20130092120021 20130092120039 20130101120174 20130101120175 20130143120005 20130191120015 20130201120031
2013年度高等学校博士学科点专项科研基金资助课题名单（新教师类）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 课题编号 20130001120008 20130003120008 20130006120011 20130009120016 20130031120001 20130031120004 20130032120072 20130032120073 20130032120077 20130071120025 20130071120026 20130072120008 20130074120021 20130076120001 20130076120002 20130076120007 20130076120008 20130092120030 20130121120042 20130132120022 20130141120035 课题名称 Gopakumar-Vafa不变量与节点多项式球面中极小子流形的谱及相关问题研究几类非线性模型的分岔及稳定性复杂系统的信息交互及其在脑电波中的应用 B细胞表位相关若干数学问题研究丛代数典范基与箭图表示关于参数依赖于解的轨道的带双边反射的随机偏微分方程的Malliavin分析素变数的二次型与Linnik方差法 Sigma_k Yamabe方程解的多重性微分几何中的若干分析问题微分动力系统测度的Lyapunov指数、维数探索非线性双曲系统的控制与优化图的圈划分问题的研究 Hochschild 上同调的 Gerstenhaber 李代数结构的计算与应用 Rapoport-Zink空间的连通分支和不可约分支变额年金定价、对冲及其统计分析保险精算和行为金融中的风险控制问题研究具有切换有向通信拓扑的高阶多自主体系统一致性控制及应用 Teichmüller测地流:代数几何在动力系统中的应用带脉冲噪声图像复原问题的数值算法及应用研究导出等价及其应用申请学校北京大学北京师范大学北京科技大学北京交通大学南开大学南开大学天津大学天津大学天津大学复旦大学复旦大学同济大学华东理工大学华东师范大学华东师范大学华东师范大学华东师范大学东南大学厦门大学中国海洋大学武汉大学申请人郭帅彦文娇储继迅林艾静高建召丁明杨雪刘志新郑有泉王志张田学廷尚培培朱焱周国栋陈苗芬钱林义毕俊娜温广辉于飞曾雪迎陈一萍学科组名称数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学数学课题类型新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类新教师类资助额度（万元） 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

超弹性形状记忆合金丝NiTi力学性能的试验研究

超弹性形状记忆合金丝(NiTi )力学性能的试验研究左晓宝李爱群　倪立峰陈庆福(南京理工大学,东南大学)(东南大学)(江苏法尔胜集团公司)摘要:从土木工程振动控制的角度出发,通过NiT i 形状记忆合金丝处于超弹性状态下的力学性能试验,研究温度、加载速率、应变幅值、循环次数等加载工况对形状记忆合金的相变应力、耗能能力、变形模量及残余应变等力学性能参数的影响规律,并给出了各力学性能参数与主要影响它的加载工况之间的关系。

试验和分析结果表明,处于超弹性状态下的形状记忆合金具有良好的耗能阻尼性能、较大的可恢复变形能力和很高的结构驱动能力,可满足土木工程结构振动控制的需要。

关键词:形状记忆合金;智能材料;超弹性;力学性能;振动控制中图分类号:T U31113,P3151976 文献标识码:A 文章编号:10002131X (2004)1220010207AN EXPERIMENTA L STU DY ON THE MECHANICA L BEHAVIOR OF SUPERE LASTIC NiTiSHAPE MEMOR Y A LLOY WIRESZuo Xiaobao1,2　Li Aiqun 2　Ni Lifeng 2　Chen Qingf u3(1.Nanjing University of Science and T echnology ,2.S outheast University ,3.Jiangsu Fasten G roup C om pany )Abstract :An experimental study is com pleted on the mechanical behavior of specimens of superelastic NiT i shape mem ory al 2loy (S M A )wires for vibration control in civil engineering.T em perature ,strain rate ,strain am plitude and cyclic number are considered as test parameters to investigate their effects on the mechanical parameters such as phase trans formation stress ,ener 2gy dissipation ,effective stiffness and residual strain.The relation ship between every mechanical parameter and its correspond 2ing loading factor is proposed.The experimental results show that the characteristics of the superelastic S M A wire ,such as high energy dissipation ,large restoring deformation and high driving force ,are suitable for vibration control in engineering.K eyw ords :shape mem ory alloy ;smart material ;superelasticity ;mechanical behavior ;vibration control收稿日期:2002212223,收到修改稿日期:2004205210国家自然基金重点项目:(50038010)1　引言结构的振动控制是当今土木工程界关心的重点问题之一,人们总是在探求各种方法来减轻振动给工程结构带来的危害。

镍基碳化硅复合材料结构性能第一性原理研究

位置能量差值(eV) 体积变化 A 0.91 0.032 B 0 0.038 C 0.144 D 1.04 0.033
3.2. 界面成键分析
为了更加清晰从键合能力来观察氦的存在对界面的影响，我们对界面处做态密度图和布局分析，见图 3。态密度表示单位能量范围内所允许的电子数，也就是说电子在某一能量范围的分布情况，能反应出电子在各个轨道的分布情况，反映出原子与原子之间的相互作用情况，并且还可以揭示化学键的信息。 P 值代表布局数。布局数是指电子在原子轨道上的分布，分析这种布局，有助于了解分子中原子的成键情况。Ni 与 Si、C 原子的杂化主要体现在 Ni 的 d 电子与 Si、C 的 s、p 电子轨道杂化上，因此只将 Ni 的 d 电子态密度分析图画出。键的布局数表示两个成键原子之间电子云的重叠程度，通常用来判断化学成键的共价性强弱：正值越大，则共价键越强[13] [14] [15]。对比 Si-C-Ni 界面分波态密度分析图：He 掺入之前，Ni 的 d 态与 C 的 p 态在−4 eV、0 eV 出现两个峰值；He 掺入之后，Ni 的 d 态更加局域化，在 0 eV 处态密度值更高，且 C 的 p 态在此处的密度值也升高，即 Ni 的 d 态与 C 的 p 态杂化更强。反映在布局分析，表现在 C-Ni 的 P 值的增加，共价键更强，在一定程度上弥补了 He 的掺入使得界面结合力降低。对比 C-Si-Ni 界面分波态密度分析图：He 掺入之前，Ni(1)和 Ni(2)的 d 态与 Si 的 p 态在−5 eV 附近出现重叠峰。Ni(1)的 d 态与 Si 的 p 态和 C 的 p 态在−1 eV 附近出现重叠峰；He 掺入之后，Ni(1)的 d 态峰值降低，且在−1 eV 不在与 C 的 p 态存在重叠峰。Ni(2)的 d 态峰值升高。结合布局分析，Si--Ni(1)的 P 值减小，则 Si-Ni 键的结合力减弱。C 与 Ni(1)之间不再形成共价键，这是由于 He 的掺入使得 C-Ni(1)键变长，不再成键。Si--Ni(2)的 P 值增大，即 Si 与 Ni(2)的结合力增强，在一定程度上弥补了 He 的掺入使得界面结合力降低[11] [14]。

磁性NiO的制备及其选择性吸附性能

NiO 和 NiO-C 的 SEM 表征结果如图 2 所示遥
图 2 NiO渊a~c冤与 NiO-C渊d冤的扫描电镜照片
187
试验研究
工业水处理圆园21-06袁41渊6冤
由图 2 可知袁制备的 NiO 微球是由许多不规则弯曲的纳米片组装成的花状结构袁呈现片状分等级结构形貌袁平均直径约为 2 滋m遥由图 2渊c冤可进一步观察到袁花状 NiO 微球表现出有序尧高度均匀的层次结构和多孔质地遥 NiO-C 则由大量无规则颗粒团聚而成遥 2.3 N2 吸附研究
渊1. 湖北第二师范学院建筑与材料工程学院袁湖北武汉 430205曰 2. 湖北省 BIM 智慧建造国际科技合作基地袁湖北武汉 430205曰3. 湖北第二师范学院绿色能源材料应用研究所袁湖北武汉 430205冤
咱摘要暂采用简单溶液法合成了分等级花状磁性氧化镍渊NiO冤微球袁研究了制备的花状磁性 NiO 微球对水中染料刚果红的吸附效果袁并探讨了吸附机理遥结果表明袁花状磁性 NiO 微球对刚果红的最大吸附量达 155.9 mg/g袁吸附机理可归因于带正电荷的吸附剂表面与阴离子染料刚果红之间的静电相互作用遥磁性 NiO 微球能通过磁铁快速从溶液中分离袁且对阴离子染料具有良好的选择吸附性能遥
有机合成染料广泛应用于染料尧造纸尧纺织品和塑料等行业的生产中遥由于有机合成染料一般具有毒性和难生物降解性袁其产生的废水若不经处理直接排放袁会对人类健康和生态环境带来严重威胁也1页遥目前尽管有很多方法可用于去除废水中的染料袁如凝聚也1页尧电絮凝也2页尧膜分离也3页尧化学和电化学氧化也4页等袁但相较于上述几种方法袁吸附法因其易于实施尧去除效率高尧操作条件温和且能耗低袁应用更为广泛也5-6页遥工业上常用的吸附剂主要有活性炭也7页尧沸石也8页尧粉煤

相似模拟实验材料的流固耦合参数测试

ｍａｅｉ１１ｅｃｕｌｎｐｒｍｅｅｓｓｍｉａｏｔｅｐｏｏｙｅｏｋｎｈｅｐｒｐｅｔｅｅｔｏｔｅｒｑｒｍｅｔｔｒａ．１１ｏｐｉｇａａｔｒｉｉｌｒｔｈｒｔｔｐｓｏｆｒｃａｄｔｏｒｉｓｍｅｓｔｅｕｉｅｎｈ
２１年４月０１
Ａｏｒ．２ｌ０１
相似模拟实验材料的流固耦合参数测试
张杰
（．安科技大学能源学院，陕西西安７０５；．１西１０４２教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安７０５）１０４摘要：为了研究连续介质的流固耦合作用，在推导岩体力学和流体力学相似条件的基础上，确定了流固耦合相
ｒｃａｎｉｎ — ｈｅＦｕｍｉｉｇｒａｔｉｉａｅｅｒｃＳｍｏｅｎｎｄｄｓｒｙａｄｔｅｒａｔｒＳｏｌｍｉｎｇｉＹｕＳｎ— ｎｎａｅ．ｉｎｄｃｔｄｔｏｋ’ ｖｍｅｔａｅｔｏｎｈｆｃｕｅ’ ｈｅｏｕｉｎｓｃｎｉｔｎｙｔｅｉｌｔｏｔｒａｓｅｐｒｍｅｔａｄｆｅｄｏｅｖｔｏｈｅｆｏｌｗｎｄｏｅｖｌｔｏｉｏｓｓｅｃｂｅｗｅｎｓｍｕａｉｎｍａｅｉｌｘｅｉｎｎｌｂｓｒａｉｎ，ｔｗａａｔｒｉｌｈ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｓｕｙｔｅｃｎｉｕｕｍｅｉｍｏｐｉｇｅｕｔｎｈｉｌｔｎｏｄｔｏｓｏｏｋｓｒｃ：ｎｏｄｒｔｔｄｈｏｔｏｓｎｄｕｃｕｌｑａｉ，ｔｅｓｍｕａｉｃｎｉｎｆｒｃｎｏｏｉｍｅｈｎｃｎｕｄｍｅｈｎｃｒｎｅｒｄｎｄｔｅｌｕｄｓｌｏｐｉｇｓｍｕａｉｎｃｉｒｎｉｅｎｄＩｃａｉｓａｄｆｉｃａｉｓａｅｉｆｒｅ．ａｈｉｉ —ｏｉｃｕｌｉｌｔｒｅｉｓｄｆｅ．Ｔｌｌｑｄｎｏｔｏｉｅｌｕｄｓｌ — ｏｐｉｇｓｍｕａｉｎｅｐｒｍｅｔｍａｅｉｌａｅｎｒｓａｃｅ，ｐｒｆｎｗａｓｕｅｓｃｎｅｓｉｉ・ｏｉｃｕｌｉｌｔｘｅｉｎｔｒｓｈｓｂｅｅｅｒｈｄａａｘｉｓｄａｏｄｎｅｑｄｎｏａｉ

2012-李术才-地下工程流_固耦合模型试验新型相似材料的研制及应用_ (1)

第 31 卷
第6期
李术才等：地下工程流–固耦合模型试验新型相似材料的研制及应用
• 1129 •
water-inflow model test，and its mechanical properties and permeability has met the test requirements. The new material ensures good test results. Key words：rock mechanics；fluid-solid coupling；similar material；cementing agent；subsea tunnel；model test 加热，隔水性好，但强度较低，塑性大，仅用于模
似比尺 CL 和应变相似比尺 C 之间的相似关系为
C C CL
(3)
(3) 由量纲分析法，应力相似比尺 C 、容重相似比尺 C 和几何相似比尺 CL 之间的相似关系，应力相似比尺 C 、弹性模量相似比尺 CE 和应变相似比尺 C 之间的相似关系分别为
C C CL
标准砂滑石粉重晶石粉
(Geotechnical and Structural Engineering Research Center，Shandong University，Jinan，Shandong 250061，China)
Abstract：A new similar material for fluid-solid coupling has been developed through hundreds of compounding tests based subsea on the theory of fluid-solid coupling on geomechanics model test and the exploration data of the Qingdao Kiaochow Bay tunnel. It is mixed with sand，barite powder，talc powder，cement，vaseline and silicone oil. The effect of different mixing ratios on the properties of the samples has been systematically studied and the main components controlling the material properties have been determined through large numbers of laboratory tests. The test results indicate that the new materials strength and elastic modulus are controlled by cement and vaseline；its cohesion is mainly effected by vaseline；its permeability coefficient can be adjusted by the ratio of vaseline and silicone oil. Water retention and compactness improvement are also the role of silicone oil. Deformation characteristics and permeability of the material are regulated by different compositions and the interaction is slight. So the properties of the material can be controlled comprehensively. The new material can simulate low-strength and medium-strength rock materials with different permeabilities，which is an ideal similar material for fluid-solid coupling. This material has been used in the Qingdao Kiaochow Bay subsea tunnel

【国家自然科学基金】_相似材料试验_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

2009年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 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
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 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
表达蠕变模型蠕变萃取自密实混凝土腐蚀规律聚乙烯醇(pva)纤维聚丙烯纤维缩尺模型缩孔综合试验法综合法细观模拟细胞色素b 细胞生长细胞增殖纤维增强水泥基复合材料粗骨料体积含量粗粒土粉煤灰等面积分流法种质创新离散元离心铸造磷磁脉冲辅助冲压成形(emas) 磁性材料碳化碱激发胶凝材料硫杂杯[4]芳烃破坏特征砂浆稠度相似条件相似原理相似判据疲劳畸变补偿电磁力场电火花加工甲烷氧化生物量生物覆盖层厚度球形棕囊藻(phaeocystis globosa) 球形孔泡沫铝特征长度比值物理模拟物理模型试验灰橄榄长角跳虫演化规律滑坡渗流系数混合结构混合培养混凝土
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

COMSOL Multiphysics 在材料科学领域的应用案例集

案例铁矿床的磁勘探磁性探测是用于特定铁矿石脉的地质勘探的一种方法，对于是由磁铁矿和赤铁矿组成的矿脉。

估算富铁层的质心位置和空间区域有助于减少开发的成本。

被动磁性探测依赖于对局部地磁分布异常的精确绘图——即该区域的自然静磁场对基于地球磁偶极子模型的预测值的偏离大小。

本案例研究了表面和空中探矿的地磁异常的估算结果。

地壳的磁场异常可能来源于富铁矿石被感应后或者残余磁化的磁场。

上图颜色图显示了相对于地壳表面铁矿石深度，而流线则为磁通量。

案例来源：模型库AC/DC_Module>General_Industrial_Applications>Magnetic Prospecting of Iron Ore Deposits冷坩埚冷坩埚是通过电磁场熔炼高纯度材料的有力工具，应用领域包括航空工业和医学假体中的钛合金加工、光电工业的硅净化等。

本案例首先总结了冷坩埚3D电磁模型的计算结果，然后计算了2D瞬态电磁-流体力学耦合模型。

该模型包含移动网格（ALE）技术，用以显示悬浮状态的液体形状（考虑电磁搅拌的影响）。

最后根据2D模型推断了3D模型的初步结果。

上图表示磁悬浮的应用——非接触式熔炼，同时考虑导电电流、电磁感应、热传导与磁悬浮等效应，用于制备钛合金、硅或纯玻璃等高纯度材料。

案例来源：Numerical Modeling of a Levitated Liquid in a Cold Crucible，COMSOL 2007年会微波烧结本案例数值模拟了在单独的电场和磁场的TE102空腔中铜粉末金属盒的微波加热，用于补充实验结果。

一般来说，盒子的热耗散可能是由于电阻加热、介电损耗或磁损失。

这些耗散机制分别耦合于盒子的有效导电率、有效复合介电常数、有效复合渗透系数。

通过在COMSOL中使用单独的电磁场测量值来联合各种损耗，模拟腔体中的物理场和加热趋势。

仿真结果表明与实验吻合得很好，并有助于提供粉末金属中微波场相互作用的自洽结果。

相似材料模拟实验

2010年《开采损害学实验》一、实验名称：蒲白矿务局马村矿西固镇下煤层开采二、实验目的：本次实验以马村矿西固镇下煤层开采为模拟对象，本次实验的主要目的是测定煤柱所受压力及其煤柱的稳定性和地表的沉陷情况。

三、主要实验仪器、设备XKY021型应变桥智能数据采集仪，电脑，YHD-50型位移计，BW型箔式微型压力盒，数据转换仪，P20R-17型预调平衡箱，YJD-17型静动态电阻应变仪四、实验模型采用的相似条件及原理⑴相似条件根据模拟开采长度和煤层的埋深，本次的实验采用3m长，2.5m高，20cm宽的模型架。

模拟煤层的埋深为238.7m，从地表至煤层底板共29个岩层，其中有些岩层厚度较小或有的岩层和相邻岩层的岩性相近按同一岩层计算，模型比例1：150，模型顶板高度为1.6m。

⑵模型材料的配比原理模型材料配比的理论根据是相似三大定律。

其中运动学相似在本次模拟中很显然满足，不再加以赘述。

根据以上要求，本次实验所采用的主要材料如下：主料砂；辅料大白粉、熟石膏、云母、水，其中煤层的配比时要加入粉煤灰。

由于模型材料的主料是砂，辅料占比重较少，不影响模型材料的比重，所以，除煤层外，其它各层的比重均按1600kg/m3计算。

根据以上相似比计算公式和各岩层的岩石物理力学性质，可计算出模拟实验各岩层相似材料配比具体见表1。

表1 模拟实验各岩层相似材料配比注：其中煤的配比中，需加入17.28kg的粉煤灰五、模拟实验现象及数据分析⑴实验现象在开采过程中下沉数据和煤柱应力的记录应考虑气温的变化所引起的模型支架钢梁的伸缩对测量数据的影响，所以本次实验规定在中上午11：00记录数据，且在开采过程中记录模型岩层所发生的变化。

⑵数据分析模拟实验数据分析，可分为两大部分，煤柱稳定性、煤柱所受应力分析和地表沉陷分析。

通过分析确定煤柱的稳定性、分布的合理性及控制覆岩变形破坏程度的能力。

①煤柱稳定性、煤柱所受应力数据分析煤柱应力采用两组共10个应变块测定，采用应变桥智能数据采集仪采集，以数据库的形式保存。

——相似理论与模型试验

t ctt
（1）式实际上可用于描述彼此相似的两个现象。这
但最先人们采用直接实验的方法发现它有着较大的局限性，在于它常常只能得出个别量之间的规律性关系，难以发现或抓住现象的本质（全部），从而无法向实验条件范围以外的同类现象推广。
但通过人们长期实践、总结，一种用于指导自然规律研究的全新理论——“相似理论”便应运而生了。它是把数学解析法和试验法的优点结合起来，用来研究和解决生产和工程中的问题。这是科学研究的主要方法之一，也是解决生产和工程问题的一种有效方法。从而扩展了人们探索自然奥秘的领域。
[L]：1=-a-2b+4b+c [F]：0=a+b
a2bc 1 ①
②
a b
∴ 3b c 1
c
a 1
b 3b
∴ y=k q-b[EI]bL1-3b
令：d=-b
∴
y=k q d L(13d )
(EI )d
做二次试验后解得：d=1, k= 5 ∴y= 5ql 4
384
384EI
从上面二例可以看出，采用量纲分析法求等式的关键在于：选择的物理参数要正确。
量纲分析法除了求导相似准则外，还可用于：（1）、导出无量纲量；（2）、可简化方程，把多个物理量减少等，其用途较多。
3、相似理论
3.1 相似概论相似——两种物理量对应时刻的对应点成比例，可称
相似。 3.1.1 几何相似 ——对应尺寸成比例。如两个三角形相似，对应边成比例，比例值CL称为几何相似常数。
对于完全方程，除以方程中的任一项，将变为无量纲的量。
如
：
s=v0t+
1 2
gt
2[L]
但对于非完全方程如P=0.013H(重液公式)则不成立。

永川地区深层页岩气储层不同尺度裂缝精细建模

大庆石油地质与开发Petroleum Geology ＆ Oilfield Development in Daqing2023 年 12 月第 42 卷第 6 期Dec. ，2023Vol. 42 No. 6DOI ：10.19597/J.ISSN.1000-3754.202301027永川地区深层页岩气储层不同尺度裂缝精细建模葛勋1，2，3 郭彤楼4 黎茂稳1，2，3赵培荣5 范宏娟6王鹏6 李王鹏1，2，3钟城7（1.页岩油气富集机理与高效开发国家重点实验室，北京102206；2.中国石化页岩油气勘探开发重点实验室，北京102206；3.中国石化石油勘探开发研究院，北京102206；4.中国石化西南油气分公司，四川成都610041；5.中国石油化工集团有限公司，北京100728；6.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院，四川成都610041；7.南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210033）摘要：目前已有关于裂缝的研究主要是地震单属性预测，裂缝预测的精度较低。

为了进一步提高压裂改造水平与页岩气井产能，需对页岩储层不同尺度的裂缝进行预测，尤其是对小尺度裂缝进行精细预测。

利用相干、曲率、蚂蚁体3种地震属性对永川地区龙马溪组一段的天然裂缝进行定量预测，并针对不同尺度裂缝进行多属性裂缝综合建模。

结果表明：永川地区裂缝分为3个等级，断距大于100 m 的大尺度裂缝、断距50~100 m 的中尺度裂缝和断距小于50 m 的小尺度裂缝，相干、曲率、蚂蚁体属性预测结果大体一致，整体上断层走向以NE —SW 为主，大尺度裂缝主要发育在新店子背斜附近，蚂蚁体可以更清晰地刻画出小尺度裂缝。

裂缝综合建模显示，永川地区深层页岩气储层总体裂缝发育程度由好到差依次为新店子背斜主体、南部向斜、北区向斜，南部向斜微裂缝最发育，有利于压裂改造，因此将永川南部作为首要滚动产建目标区，气井试采效果好，测试产量整体高于永川中、北区。

海底隧道流固耦合相似模拟试验

海底隧道流固耦合相似模拟试验蔚立元;靖洪文;徐帮树;王迎超【摘要】研制以石蜡为胶结剂的憎水型流耦合相似材料,制作由高强PVC板和型钢组成的试验架,开发光纤监测系统和渗流量计量器,在此基础上以青岛胶州湾隧道为工程背景开展流固耦合相似材料试验.根据海水深度、开挖面积和覆盖层厚度等条件的不同,进行20种工况的试验,记录涌水量和9个关键点的位移、应力及渗透压力等多元信息.研究结果表明:拱顶以上约15m岩层内开挖卸载效应明显,在施工中应注意加强支护和监控量测;海底段施工时宜采取有效的注浆加固措施;选择水深较小的线路有利于保证隧道的渗透稳定性;设计者应尽量增加隧道空间利用率,减小开挖面积.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(046)003【总页数】8页(P983-990)【关键词】海底隧道;流固耦合;相似材料;多元信息;涌水量【作者】蔚立元;靖洪文;徐帮树;王迎超【作者单位】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,221116;山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南,250061;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,221116;山东大学岩土与结构工程研究中心,山东济南,250061;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,221116【正文语种】中文【中图分类】U451我国沿海地带人口稠密，经济发达，对跨海峡交通的需求与日俱增。

由于海底隧道的蓬勃发展，跨海峡交通仅依靠轮船和飞机的状况正在迅速改变[1−2]。

目前，厦门翔安隧道和青岛胶州湾隧道已建成通车，还有多条海底隧道正在建设和规划之中。

海水是影响海底隧道安全的关键因素，腐蚀性海水的长期浸泡使围岩强烈风化，导致岩土体物理力学性质的劣化；而隧道施工中围岩将承受海水产生的浮力和动水压力两种破坏力，严重降低工程稳定性。

此外，隧道施工将引起围岩应力场与渗流场的流固耦合效应：一方面海水向隧道内渗流将产生渗透体积力，改变岩土体原有应力状态；另一方面，应力状态调整又将影响岩土介质的组构，进而改变其渗透性能。

软岩隧道Ⅳ～Ⅵ级围岩相似材料正交试验研究

软岩隧道Ⅳ～Ⅵ级围岩相似材料正交试验研究陈志敏;冯亚松;刘德学【摘要】基于正交试验设计方法,将铁路隧道规范中围岩的重度、黏聚力和内摩擦角作为相似材料研究的目标参数,用黄土、石英砂、水泥、石膏和自来水为组料,较好地模拟了Ⅳ级、Ⅴ级和Ⅵ级围岩.此种相似材料具有容重低、性能稳定、易于购买、价格便宜和无毒等特点,是一种比较理想的地质力学模型相似材料.并通过试验确定了相似材料物理参数的主要影响因素并进行了敏感性分析,最终确定了不同级别围岩材料的合理配比.为软岩地区,特别是黄土地区的隧道工程中实验室模型试验研究奠定了基础.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】5页(P12-16)【关键词】相似材料;软岩;正交试验;敏感性分析;配比【作者】陈志敏;冯亚松;刘德学【作者单位】兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室,甘肃兰州730070;兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】U25随着隧道工程向“长、大、深、难”方向的发展，隧道的设计施工遇到了巨大困难，广泛存在着地质灾害、高地应力、围岩软弱和节理发育等问题，特别是高地应力、软弱围岩问题同时存在时情况.由于实地测试水平的限制，单纯的运用经验设计及数值分析，不能为设计和施工提供合理的指导，于是物理模型试验也就有被工程人员所重视.地质力学模型试验是根据相似原理对特定工程问题进行缩尺度研究的方法[1-2].模型相似材料通常是用天然材料做骨料，再加胶结材料和适当调节剂配制而成的含多种材料的混合物，对模型试验的成功与否起着决定性作用.对于岩土相似材料的研究，始于20世纪60年代，以E Fumagaui为首的专家开创了地质力学模型试验技术，采用的地质力学模型材料有两类[1-2]：一类是采用铅氧化物和石膏为主料，以砂子或小圆石作为辅料的低强度材料，另一类是以环氧树脂、重晶石粉和甘油为组分的高强度相似材料，但是其制备过程中的有毒气体会危害人体的健康.国内关于相似材料的研究始于20世纪70年代，目前国内的地质力学相似材料主要有以下几种：石膏类材料，以砂或硅藻土为主料，以石膏为胶结剂配合而成的相似材料，但会出现体积缩小的现象[3].韩伯鲤研制的MSB材料，由铁粉和重晶石粉为骨料，以松香为胶结剂压制而成.所研制的相似材料具备高容重、低强度、低变形模量、材料易得等优点，但是具有对人体有毒害的缺点[4].李钟奎研制的NIOS相似材料，主料为磁铁矿精矿粉和河砂、胶结剂为石膏或水泥，配制方便、性质稳定、成本低廉、没有毒性，但缺点是干燥太慢，养护时间长[5].对于软岩的模拟[1]，是以重晶石为主要填料，甘油、石蜡油、水泥和石膏为粘结剂，此类相似性材料性质稳定、成本低廉，但这类相似材料重度还是较大，对模拟极其破碎的软岩效果不好，另外其有轻微毒性.本文在前人研究成果的基础上，根据相似材料配比的原则，研制一种黄土类新型地质力学模型试验相似材料，使其具有配制方便、成本低廉、无毒及容易养护的特点，能够在试验室隧道模型试验中，特别是在黄土地区的地下工程建设中，可以较好地模拟软弱散碎围岩的工程性质，为施工建设提供指导.1.1 相似理论相似理论是相似模拟试验的理论基础和模型制作的论据[6].原型与模型中相同的物理量之比，称为相似比尺，用字母C代替[7].所有相似系数之间存在的某种关系式，称为相似指标.与之对应，相似现象中各物理量之间也存在某种关系式，称为相似判据.根据原型和模型都应满足弹性理论中的平衡微分方程、几何相容方程、物理方程、应力边界条件和位移边界条件，推导出如下地质力学模型试验的相似关系：应力相似比尺Cσ、容重相似比尺Cγ和几何相似比尺CL之间的相似关系为应力相似比尺Cσ、弹性模量相似比尺CE和应变相似比尺Cε之间的相似关系为地质力学模型试验要求所有无量纲物理量的相似比尺等于1，相同量纲物理量的相似比尺相等，所以应变相似比尺Cε、内摩擦角相似比尺Cφ、泊松比相似比尺Cμ为本文应用以上相似定理的结论，合理设计模型及获得相应的材料参数，以正确安排试验程序.1.2 相似材料力学参数选取方法为了简化模型与实际工程物理参数之间的换算，尤其是体现自重应力场的影响令Cγ=1，即模型材料的重度与实际岩体材料的重度相同.另外地质力学模拟试验在几何比尺的选取时，定性模型几何相似比在100～200之间，定量模型几何相似比在10～50之间.本试验取CL=40，根据规范[8]中的围岩参数及相似关系见公式(1)～(4)，原型围岩与模型材料的物理力学参数要满足相似比，如表1所示.2.1 正交设计方法正交试验设计是用于多因素试验研究的方法，根据正交性从试验中挑选出部分有代表的试验点进行试验，这些代表试验点具备均匀分散、齐整可比的特点，使得试验过程高效率、快速、经济[9].一次试验的次数由因素及其水平所确定，并选取合适的正交表来安排试验.本次试验主要以相似材料的重度、黏聚力、内摩擦角与规范[8]中围岩对应参数满足相似关系为依据，配制铁路隧道中的Ⅳ级、Ⅴ级和Ⅵ围岩相似材料.要确定相似材料中各种组分的变化必然会对上述目标值产生的影响，需要大量的实验，但是采用正交试验可以选出若干有代表性的组合进行实验即可得到较好的效果.2.2 试样制作与试验模型试验相似材料的选择应满足以下主要原则：材料均匀、各向同性和连续；模型与原型材料力学性质相似；模型材料的力学参数有较大的调节范围；原料来源丰富、价廉，模型材料的物理力学性能稳定；无毒无害.根据选择模型材料的一般原则和各胶结材料的特性，结合本试验的实际情况，本试验采用的模拟材料为：骨料中，石英砂组成：粒径为0.25～0.5 mm的颗粒含量为20%，粒径为0.5～2 mm的颗粒含量为60%，级配为粒径2～5 mm的颗粒含量为10%；黄土为0.25 mm以下的粉粒黄土.胶结物及调节剂中采用β型半水石膏粉、32.5#硅酸盐水泥和自来水.基于既有相似材料的研究成果，本次试验中土砂比、水泥掺量、石膏粉掺量、含水量分别取3个水平，其中土砂比为质量比、水泥和石膏掺量是占骨料土砂的质量分数、含水率是占所有固体组料的质量分数.正交试验设计的方法选用四因素三水平的组合，如表2所示.采用按L9(34)正交表进行实验[9]，进行9次试验即可满足要求，其中正交试验点如表3所示.本次试验配制原材料时采用人工拌和，拌合完成后用塑料膜覆盖，常温下养护2 h.为了不同试件的统一及试验的操作，取1.5倍的环刀(高2 cm，横截面积30 cm2)体积量的混合材料全部压入环刀中，则一个试样制作完成.完成后为防水分流失，将试样装入塑料袋中备用.试验时先用环刀法测其密度，再用直剪仪测量材料的黏聚力C和内摩擦角φ值.由于直剪仪存在误差，试验时可能出现C值为负数的情况，为了减小误差，每个配比的试件制作5个，分别进行试验后再取其平均值.3.1 各因素水平变化对目标参数的影响分析通过正交设计的方案进行实验后，得到组料不同配比情况下的相似材料的物理力学参数结果(见表4).依据正交试验得到的结果，做土砂比、水泥掺量、石膏掺量和含水量四个因素的不同水平对目标参数的影响趋势线，如图1～图3所示.由图1可知，重度随着土砂比的增加，先增大后减小，说明土砂含量的变化，通过影响混合料的级配最终影响相似材料的密度.重度随着水泥含量的增加而增大，随着石膏含量的增加而减小.重度随着含水率的增加，先减小后增大，说明含水率的变化，通过影响混合料的密实程度最终影响相似材料的重度.由图2可知，黏聚力随着土砂比的增加而减小，说明骨料中黄土含量的增加，混合料中各种材料的粘结能力降低，这一点与低含水率扰动黄土的黏聚力较低有关.黏聚力随着水泥掺量的增加而显著增大，随着石膏掺量的增加也显著增大，这一点充分说明相似材料中用水泥做胶结材料的良好效果.黏聚力随着含水率的增加，先增大后减小.由图3可知，内摩擦角随着土砂比的增加而减小，说明骨料中黄土含量的增加，而黄土的内摩擦角低于石英砂，黄土对内摩擦角的影响逐渐增大.内摩擦角随着水泥含量的增加而稍有增大，内摩擦角随着石膏含量的变化改变不大.内摩擦角随着含水率的增加，先减小后增大.通过极差分析法对各因素相似材料物理力学性质的影响进行敏感性分析，其结果如表5所示.由表5可知，四个因素中，对重度的影响的主次程度依次为土砂比、水泥掺量、石膏掺量、含水量.对黏聚力的影响的主次程度依次为土砂比、水泥掺量、石膏掺量、含水量.对内摩擦角的影响的主次程度依次为土砂比、含水量、水泥掺量、石膏掺量.综上所述，相似材料的目标参数重度、黏聚力和内摩擦角的变化与各种组料含量的变化存在着较好的对应关系，而且目标参数值也处于软弱围岩范围附近，特别是规范中给出的Ⅴ级和Ⅵ围岩的参考区间.另外，在配制特定情况下的软岩相似材料，应该优先考虑土砂比，在土砂比确定的基础上再通过改变其他的组料的加入量对目标参数值进行优化.3.2 围岩相似材料配比结果通过比较正交试验结果与规范要求的参数值，第1组试验相似材料和Ⅳ级围岩比较接近，见表6.依照3.1节中的规律，对于Ⅳ级围岩的组料含量以第1组试验为基础进行优化.土砂比仍为3∶7不变，水泥掺量不变，通过减小石膏掺量增大重度，减小黏聚力和内摩擦角，含水率不变.以土砂比、水泥、石膏和含水量分别为3∶7,10%,8%和10%，进行配料试验.为了确保试验结果可靠，进行三次试验，得到的最终结果为重度、黏聚力和内摩擦角分别为22.12 kN·m-3,12.37 kPa和34.65°，更加接近规范要求的各参数水平.第4组试验相似材料和Ⅴ级围岩比较接近，见表7.对于Ⅴ级围岩的组料含量以第4组试验为基础进行优化.土砂比仍为5∶5不变，通过减少水泥掺量减小重度、黏聚力和内摩擦角，石膏掺量不变，含水率不变.以土砂比、水泥、石膏和含水量分别为5∶5,6%,8%和16%，进行配料试验.为了确保试验结果可靠，进行三次试验，得到的最终结果为重度、黏聚力和内摩擦角分别为18.63 kN·m-3,3.25 kPa和24.1°，更加接近规范[8]要求的各参数水平.第9组试验相似材料和Ⅵ级围岩比较接近，见表8.对于Ⅵ级围岩的组料含量以第9组试验为基础进行优化.土砂比仍为7∶3不变，通过增加水泥掺量增大重度，石膏掺量和含水率保持不变.以土砂比、水泥、石膏和含水量分别为7∶3,8%,8%和10%，进行配料试验.为了确保试验结果可靠，进行3次试验，得到的最终结果为重度、黏聚力和内摩擦角分别为15.63kN·m-3,2.25 kPa和21.12°，更加接近规范[8]要求的各参数水平.本文运用正交理论，通过简单的直剪试验，在试验过程中及试验后取得的结果，最终得到如下结论：1) 通过物理力学性能试验表明，相似材料的重度为13.32～24.77 kN·m-3，属于可调整范围较大的低容重材料，黏聚力为1.52～17.53 kPa，内内摩擦角为19.56°～37.51°，可以模拟中低强度的岩石材料，是一种理想的模拟软岩的模型相似材料.2) Ⅳ级围岩相似材料中土砂比、水泥、石膏和含水量分别为3∶7、5%、3%和10%，Ⅴ级围岩相似材料中土砂比、水泥、石膏和含水量分别为5∶5、6%、8%和16%，Ⅵ级围岩相似材料中土砂比、水泥、石膏和含水量分别为7∶3、8%、8%和10%.3) 以黄土、石英砂、水泥、石膏和自来水组成的相似材料容重低、性能稳定、易于购买加工、制作简单、材料来源广、价格便宜及无毒的特点.基金项目：陈志敏(1979-)，男，河北临城人，副教授，工学博士，主要研究方向为高地应力软岩隧道研究.E-mail:**********************【相关文献】[1] 李晓红,卢义正,康勇,等.岩石力学试验模拟技术[M].北京:科学出版社,2007.[2] 陈安敏,顾金才,沈俊,等.地质力学模型试验技术应用研究[J].岩石力学与工程学报,2004,23(22):3785-3789.[3] 袁文忠.相似理论与静力学模型试验[M].成都:西南交通大学出版社,1998.[4] 韩伯鲤,陈霞龄,宋一乐.岩体相似材料的研究[J].武汉水利电力大学学报,1997,30(2):6-9.[5] 马芳平,李仲奎,罗光福.NIOS相似材料及其在地质力学相似模型试验中的应用[J].水力发电学报,2004,23(1):48-51.[6] 基尔皮契夫 M B.相似理论[M].沈自求,译.北京:科学出版社,2007.[7] 张强勇,李术才,李勇,等.地下工程模型试验新方法、新技术及工程应用[M].北京:科学出版社,2012.[8] 中华人民共和国铁道部.TB10012-2007/J124-2007 铁路工程地质勘察规范[S].北京:中国铁道出版社,2007.[9] 陈家鼎,孙山泽,李东风,等.数理统计学讲义[M].北京:高等教育出版社,2006.。

相似材料模拟实验解析

实验十：相似材料模拟实验1 相似原理相似材料模拟是科学实验的一种，它是人们探讨和认识地压规律的途径之一。

用与天然岩石物理力学性质相似的人工材料，按矿山实际原型，遵循一定比例缩小做成的模型，然后在模型中开挖巷道或模拟采场工作，观察模型的变形，位移，破坏和压力等情况，据以分析，推测原型中所发生的情况，这种方法称为相似材料模拟方法。

它被用来研究采场和巷道的某些地压问题，例如估计地压大小，顶底板相对位移，冒落拱形状和大小，支架对地压底影响，地下开采对地表底影响，以及影响地压底各种因素。

要使模型中所发生的情况，能如实反映原型中所发生的情况，就必须根据问题的性质，找出主要矛盾，并根据主要矛盾，去确定原型与模型之间的相似关系和相似准则，原型与模型相似必须具备下面几个条件。

1.1 几何相似要求模型与原型的几何形状相似。

为此，必须将原型的尺寸，包括长，宽，高等都按一定比例缩小或放大，以做成模型。

设以H L 和M L 分别代表原型和模型长度，脚标M 表示模型，L α代表H L 和M L 的比值，称长度比尺，则几何相似要求，L α为常数。

常数==MHL L L α （1）因面积是长度二次方，所以面积比尺为2L MH A A α＝（2）因体积是长度三次方，所以体积比尺为3L MH V V α＝（3）一般来说，模型越大，越能反映原型的实际情况，原型实际上1=L α，但是由于各方面条件限制。

模型又不能做的太大。

通常模拟采场用100~50=L α，即原型缩小1001~501，模型巷道用50~20=L α；即原型缩小为501~201。

1.2 运动相似要求模型与原型中，所有各对应点的运动情况相似，即要求各对应点的速度，加速度，运动时间等都成一定比例。

设以H t 和M t 分别表示原型和模型中对应点完成沿几何相似的轨迹所需的时间，以t α代表H t 和M t 的比值，称为时间比尺，则运动相似要求t α为常数。

即常数===L MHt t t αα （4）1.3 动力相似要求模型与原型的所有作用力都相似对于地压问题，按抓主要矛盾的观点进行分析，主要是考虑重力作用，要求重力相似设以H H H V r P ,,和M M M V r P ,,分别表示原型与模型对应部分的重力，视密度和体积，因为H H H V r P ⋅= （5）M M M V r P ⋅= (6)则：3LMH M r r P P α⋅= （7）所以在几何相似条件下对重力相似，还要求M H r r ,的比尺r α为常数，即r α为视密度比尺。

地质力学模型试验技术的进展_沈泰

收稿日期:2001205221作者简介:沈　泰(19462),男,江苏常州人,长江水利委员会教授级高级工程师,主要从事水工结构试验研究. 文章编号:100125485(2001)0520032205地质力学模型试验技术的进展沈　泰(长江水利委员会,湖北武汉　430010)摘要:根据长江科学院20多年来地质力学模型试验的经验和国内外的发展现状,分别从相似原理、模型材料选择、关键模拟技术和在不同工程地质问题中的应用等方面介绍了地质力学模型试验技术的特点及发展趋势。

认为地质力学模型试验技术应向深度(即模拟和量测技术)和广度方向发展,在发现新的力学机理和验证数学模型等方面有广泛的应用前景。

关　键　词:地质力学模型;相似关系;试验技术;地质构造;稳定安全度中图分类号:TV321 文献标识码:A 地质力学模型试验是根据一定的相似原理对特定工程地质问题进行缩尺研究的一种方法,主要用来研究各种建筑物及其地基、高边坡及地下洞室等结构在外荷载作用下的变形形态、稳定安全度和破坏机理等。

根据它们的特点可分为:(1)按模拟范围大小,分为地壳构造机理模型和工程地质力学模型;(2)按维数,分为二维和三维模型,二维模型中又可分为平面应力和平面应变模型;(3)按制模方式,分为大块体和小块体,或现筑式和预制式模型;(4)按试验性质,分为应力模型、强度破坏模型和稳定模型。

这些模型可定性或定量地反映天然岩体受力特性和与之相联系建筑物的相互影响,可与数学模型相互验证。

尤其重要的是它可以比较全面真实地模拟复杂的地质构造,发现一些新的力学现象和规律,为建立新的理论和数学模型提供依据。

与数值方法(如有限元方法)相比,它们比较直观,可以在一个模型中模拟较多地质构造和较复杂的建筑物,而避开了数学和力学上的困难,将模型加载到完全破坏。

从本世纪初,西欧一些国家就开始进行结构模型试验,并逐渐建立了相似理论。

60年代,以E.Fumagalli [1]为首的专家在意大利结构模型试验所(ISM ES )开创了工程地质力学模型试验技术,试验研究范围从弹性到塑性直至最终破坏阶段。

特定条件直线图解法在水文地质参数确定中的应用

2
．
25 r21
a
+ 24．π3TQlnt
，
（ 2）
此式说明观测孔降深数据在时间降深曲线上出现直
线段，称为第一直线段，其斜率 m 为
m1
=
0． 183
Q T
．
（ 3）
此直线与 lgt 轴交点（ t0 ） 1 为
（ t0 ） 1
=
0． 445
r21 a
，
（ 4）
随着抽水时间延续，式（ 2）不再成立，在 s － lgt 坐标系
大理岩底部，下统中信组碎屑岩顶部。矿区内石炭日 6： 35 停止，后观测水位恢复情况。3 次抽水试验
系壶天群大理岩浅部岩溶发育，富水性程度为丰富，均达到相对稳定状态。主要试验成果见表 1。
含水层厚度 73 m，为矿体直接顶板，构成矿体直接
表 1 抽水试验成果
充水水源。石炭系壶天群大理岩上部为第四系冲洪积层含水层，富水性中等，厚度 23． 3 m，与石炭系壶
上第一直线段转为曲线。当 r22 /4at≤0． 05 而0． 05 ＜
4at ＜ r23 时，可能出现第二直线段，其斜率是第一直
线的 2 倍，第二直线段与 lgt 轴的交点（ t0 ） 2 为
（ t0 ） 1
= 0． 445 r1 r2 a
，
（ 5）
依此类推，在第二直线段出现之后，又转为曲线，其
后可能出现第三直线段、第四直线段直至第 n 直线
3结论
特定条件直线图解法是首先利用镜像原理将含水层的边界条件转化为无界含水层问题，推导出含水层任一点处的降深公式，再根据观测孔资料作出降深时间曲线，绘制曲线的直线（下转第147 页）

石家庄六线隧道模型试验相似材料研究

石家庄六线隧道模型试验相似材料研究牛永贤;朱永全;叶朝良【摘要】满足相似关系的模型材料是模型试验成功的关键.在调研相似材料研究现状的基础上,依托石家庄六线隧道模型试验项目,应用量纲分析法推导出了相关参数的相似判据.根据相似原则,以粘聚力和摩擦角为主要相似判据,选用重晶石粉、石英砂和凡士林的混合物为模型材料,通过正交设计法研制出了地层相似材料.以抗压强度为相似判据,选用石膏材料为模型材料,研制出了灌注桩和锚索注浆体相似材料.%Model material which satisfies the similarity criteria is the key to the success of model test. On the basis of investigation of the research status of analogous material, depending on model test of Shijiazhuang six line tunnel, the similarity criterion of corresponding parameters is derived by dimensional analysis method. According to the principle of similarity, adopting cohesion and friction angle as main similarity criterion, taking the mixture of barite powders, quartz sand and Vaseline as model material, a stratum similarity material is developed through orthogonal design method. Adopting compression strength as similarity criterion, taking gesso material as model material, bored pile and anchor grouting body similarity material are developed.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(024)004【总页数】5页(P69-73)【关键词】隧道;模型试验;正交设计;相似材料【作者】牛永贤;朱永全;叶朝良【作者单位】石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043;石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄050043【正文语种】中文【中图分类】U455.60 引言物理模型试验以实验力学为基础，作为一种研究手段，其作用是不可忽略的［1］。

应用于氦气压气机的相似模化方法验证

应用于氦气压气机的相似模化方法验证
钟胜军;徐立民;金洁敏;来亮
【期刊名称】《热能动力工程》
【年(卷),期】2007(22)2
【摘要】为解决氦气压气机与空气的相似模化问题,针对进出口比容比相等的近似模化方法,采用NUMECA计算流体力学软件,以某型轴流氦气压气机级为模型,进行了数值模拟验证计算,并与试验结果做比较。

从数值模拟验证可知,公式计算和数值
模拟的性能曲线相差较小,氦气和空气不同工质下的气流角偏差也很小;而从空气试
验结果可知,公式计算和试验结果的压比曲线基本重合,但绝热效率曲线有一定偏差。

综合表明,具有常规叶型的氦气压气机,在马赫数低于0.4以及压比低于2的情况下,不考虑马赫数相等的近似模化方法是有效实用的。

【总页数】5页(P129-133)
【关键词】氦气;压气机;相似模化;数值模拟;空气试验
【作者】钟胜军;徐立民;金洁敏;来亮
【作者单位】哈尔滨.第七○三研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TK472
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1.应用于透平机械的相似模化方法评述 [J], 刘立强;陈纯正
2.一种水驱剩余油物模实验相似转化方法数模验证 [J], 王锦林;王宏申;翁大丽;刘
全刚;易飞;王成胜;李芳;沈思
3.固体物料浆体输送（水平）管道主要输送参数相似模化研究及验证 [J], 张绪良
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5.基于向量相似度原理的湖泊富营养化评价方法及其验证 [J], 谢平;肖婵;雷红富;唐涛
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