【摘 要】
：
深海能源土是指土体颗粒孔隙中含有点天然气水合物的深海中沉积土体,而天然气水合物作为一种重要的、新型的清洁能源,因为其储量大、分布广、能量密度高,其被普遍认为是目前最具商业化开发前途的一种新型能源。然而,在开采的天然气水合物的过程中,水合物矿藏储层孔隙中的水合物大量分解,有可能引起水合物矿藏储层的胶结弱化和的强度衰减等问题,进而导致水合物矿藏储层的承载能力降低,引起水合物矿藏储层的沉降和变形,甚至可
论文部分内容阅读
深海能源土是指土体颗粒孔隙中含有点天然气水合物的深海中沉积土体,而天然气水合物作为一种重要的、新型的清洁能源,因为其储量大、分布广、能量密度高,其被普遍认为是目前最具商业化开发前途的一种新型能源。然而,在开采的天然气水合物的过程中,水合物矿藏储层孔隙中的水合物大量分解,有可能引起水合物矿藏储层的胶结弱化和的强度衰减等问题,进而导致水合物矿藏储层的承载能力降低,引起水合物矿藏储层的沉降和变形,甚至可能诱发井壁坍塌、海底滑坡、甲烷泄漏等工程地质灾害,对地球生态环境造成严重影响。在我国南海北部,天然气水合物矿藏储层的基质土以泥质粉砂为主,全面评价泥质粉砂型深海能源土的力学特性是我国天然气水合物安全开采所面临的一项重要研究内容。本文以此为背景,开展泥质粉砂型深海能源土三轴剪切试验,并利用获得到的试验数据,对现有的损伤模型进行改进,以期待为天然气水合物的安全的开采提供理论依据。开展的工作与获得的主要结论为:（1）依据南海神狐海域能源土的物理指标与颗粒级配曲线,在实验室制备近似粒径级配的泥质粉砂作为甲烷水合物的赋存骨架,利用英国GDS公司生产的ETAS型高压低温水合物静三轴测试系统,采用原位生成法合成泥质粉砂型深海能源土试样。（2）设计了合理的试验方案,共进行了48组泥质粉砂型深海能源土三轴剪切试验,给出了具体试验步骤,研究水合物饱和度、有效围压和黏土含量对不同因素对深海能源土变形与强度等力学特性的影响。对试验结果进行了整理分析,试验结果表明:（1）随着水合物饱和度与有效围压的增大,泥质粉砂型深海能源土的强度和刚度都有所增大,在低围压、高水合物饱和度时易呈现应变软化的特性;（2）泥质粉砂型深海能源土的黏聚力随水合物饱和度与黏土含量的增大而增大,但内摩擦角相差并不明显,随水合物饱和度增大略微增大,随黏土含量增大略微减小。（3）基于试验获得的泥质粉砂型深海能源土的应力应变规律,对传统损伤模型进行了改造和优化,利用Mohr-Coulomb强度准则与Weibull分布理论来确定泥质粉砂型深海能源土微元体的强度,采用Duncan-Chang模型来描述无损材料的应力-应变关系。与试验数据的对比表明:改进的损伤模型可以较好的描述不同水合物饱和度与不同有效围压下泥质粉砂型深海能源土的强度特性,模型具有一定的合理性与有效性。
其他文献
沿海地区是人类活动的重要场所,养育着全球近三分之一的人口。近年来经济和社会迅速发展,沿海地区人口日益增长,其生活和生产用水需求逐年上升,对地下水的开采量也因此增加,引起多地发生海水入侵现象。海水入侵已经成为全球范围的环境问题,严重威胁沿海地区地下水资源的开发利用,对居民用水安全和区域可持续发展造成不利影响。本文以某沿海地区为例,基于GQISWI、HFE-D和GALDIT对研究区海水入侵现状和脆弱性
地震是目前人类面临的主要自然灾害之一,能够带来巨大的人员伤亡和经济损失。为了减小损失,挽救人民的生命财产安全,需要在震后第一时间形成应急决策,开展救援工作,其关键是建立合适的快速评估方法来确定地震灾情的范围和程度。地震带来的损失大部分是由建筑结构的倒塌破坏造成的,所以评估预测建筑结构的破坏程度对救援工作的合理开展具有重大的指导意义。钢筋混凝土（RC）框架结构是目前城镇建筑结构中最常用的形式之一,其
在城市更新及产业结构调整的背景下,工业遗产因其所处的地理优势和历史、社会、艺术、科技价值吸引了社会各界的关注。创意产业的新兴,符合当前产业结构升级的趋势。工业遗产的低租金和开敞空间与文化创意产业的发展需求契合,创意产业园成为了工业遗产改造的主要模式之一。二者的结合不仅创造了巨大的经济效益与社会价值,而且也带来了一些经济、社会和环境问题,以致改造后的创意产业园使用效果差强人意。因此,本文采用使用后评
近些年来,随着汽车保有量的逐年递增,道路交通变得越来越拥堵,随之而来的是汽车发生交通事故的可能性不断提高。也因此汽车碰撞的安全性问题愈发受到人们的关注。在交通道路上同向正常行驶的两辆车,可能因为一车突然拐弯或变道,导致另一车避让不及而与之发生小角度重叠碰撞,甚至会导致撞击车辆发生侧翻。因此对两车小角度重叠碰撞的研究也就具有了重要的意义。在汽车的小角度重叠碰撞有两种比较典型的碰撞工况:一种是SUV与
随着纳米技术的逐渐成熟和应用,开发高效的纳米润滑添加剂已成为摩擦学领域中的重要研究方向之一,其中二维纳米金属硫化物因其特殊的纳米片状结构而受到研究者广泛的关注。本文中,通过水热合成法,以去离子水为溶剂成功制备了SnS2纳米片,并通过扫描电镜表征其表面结构,利用拉曼光谱、EDS、XPS能谱等手段分析其化学成分,考察了SnS2纳米片作为润滑添加剂加到PAO基础油中的分散性,探究了滑动速度、载荷及添加剂
近年来,季冻区冻融环境对工程建设的影响以及膨胀土边坡问题已引起国内外广泛关注。我国季冻区膨胀土分布广泛,随着对季冻区工程建设的增加,季冻区膨胀土边坡的灾害问题不断涌现,膨胀土边坡在季冻区冻融循环环境下的边坡变形机理成为当前亟待研究的课题之一。针对该课题,本文通过室内膨胀土边坡模型试验以及数值模拟来开展相关研究工作。本文将室内模型试验与数值模拟研究相结合,通过冻融循环作用下膨胀土边坡室内模型试验,对
硅橡胶是一种典型的介电弹性体（dielectric elastomer,DE）,具有良好的弹性、柔顺性和较宽的温度耐受性,在电场作用下发生电致变形,响应时间快,当电场撤去能恢复到初始状态。由于其电致形变量较低,通常在硅橡胶中添加介电填料制备复合介电材料,来提高机电耦合效率。基于硅橡胶介电弹性体电致变形的工作原理,常被用来制作柔性驱动器、传感器等器件,在生物医学、传感探测、运输等领域有着广阔的前景。
在推行建筑节能的时代背景下,泡沫混凝土由于其良好的保温和隔热性能,逐渐被推广应用,并且其能够与大多数建筑材料很好的相容,强度也可根据实际工程需要进行调整,因此,泡沫混凝土的应用领域逐渐拓宽。但由于泡沫混凝土的制备工艺特殊,需要借助物理或化学方法引入气泡,使泡沫混凝土内部孔隙所占的体积较大,这也构成了泡沫混凝土的结构缺陷,导致泡沫混凝土极易吸水,进而影响其耐久性,缩短了泡沫混凝土的使用寿命。因此,提
目前,图像语义分割广泛应用于车辆自动驾驶、机器人导航、遥感图像识别、医疗影像肿瘤检测等多个不同领域,潜移默化的影响着人们的生活习惯。图像语义分割是一个像素级的视觉任务,使用计算机通过训练学习到的模型对输入图像的每个像素点类别做出预测,并将图像中的各类别用它对应标注颜色分割出来。巨大的应用价值使得图像语义分割得到了广泛的关注,是当下机器视觉研究的一个热门方向。但在实际应用场景中,会出现对象边缘轮廓分
高炉渣是炼铁生产过程中的副产品,含有大量高品位热源。目前,工业生产中主要通过水淬法对高温熔渣进行处理,不仅浪费了其含有的高品位显热,消耗大量新水,而且排放出SO2、H2S等有害气体。干法离心粒化工艺克服了水淬法的缺陷,但在该工艺中,粒化后的渣粒撞击粒化仓壁面易产生粘结,影响粒化装置的持续运行和渣粒进一步的余热回收。因此,针对熔渣液滴撞击粒化仓壁面时的速度、下降高度、表面温度和凝固厚度等参数不清晰问