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附加应力场和滤失作用下页岩水力压裂开裂机理被引量：4: 2020年; 为了研究含有天然微裂隙和层理的页岩储层在压裂液产生的滤失和附加应力场共同作用下的开裂机理,采用复变函数保角变换方法修正了传统附加应力场解析解,基于最大拉应力强度理论,通过解析分析比较储层基质、天然裂隙和层理的复杂应力状态及相应的强度,得出水力压裂主裂纹遇天然裂隙或层理后的开裂机理和扩展方向.基于莫尔强度理论分析讨论被裂纹穿过后的储层次裂纹形成机理.结果表明:水力压裂主裂纹尖端拉应力集中,发生张性破坏;被主裂纹穿过的天然裂隙或层理在附加应力场和压裂液产生的滤失作用下发生剪切破坏,形成滑动次裂纹;附加应力场增大裂纹附近的最小地应力、降低裂纹附近的最大地应力,不利于储层次裂纹的形成;降低排量、增加压裂作用时间,提高裂纹附近储层孔隙压力,降低有效应力,可促进储层次裂纹的形成.; 张树翠孙可明李凯; 关键词：附加应力滤失有效应力开裂机理

Zarka安定理论及其在法国道路工程中的应用: 安定理论为预测复杂加载,尤其是变值循环载荷作用下结构的极限响应提供了有效的分析工具,Zarka安定理论作为经典安定理论的分支,考虑了材料变形硬化,仅通过初始和最终屈服面在结构转换参数平面的位置就可确定结构的安定状态,因此...; 李凯林星宇孔亮; 关键词：道路工程; 文献传递

降压开采下深海能源土斜坡分解区的判定及其稳定性分析被引量：2: 2020年; 深海能源土是指含新型战略性新能源-天然气水合物的海底沉积物。降压开采天然气水合物是一种相对经济、高效的方式,开采中水合物储层分解区域的确定与能源土斜坡稳定性分析是确保天然气水合物安全有效开采的前提。为了实现降压开采条件下海底斜坡水合物储层分解区域的判断,模拟水合物饱和度以及相关物性参数的变化情况,首先归纳了水合物降压开采的基本方程,通过自主编写USDFLD子程序,在ABAQUS中实现了降压开采条件下海底斜坡水合物储层分解区域的判断,模拟了水合物饱和度以及相关物性参数的变化情况。结合一实际海底能源土斜坡,完成了降压开采条件下能源土斜坡水合物储层分解区域、有效应力及变形场的计算,并结合有限元强度折减法对深海能源土斜坡降压开采的实际工况进行了数值模拟。结果表明:开采前与开采后的安全系数变化不大,单井降压开采对斜坡的稳定性影响不明显。; 林星宇李凯孔亮; 关键词：ABAQUS 降压开采强度折减法

“材料力学”水平冲击问题的教学思考被引量：1: 2020年; 在课堂教学中发现,学生难以理解在被冲击物的水平方向上施加冲击物的重力来计算动荷因数。本文研究了不同水平静荷载的施加对冲击问题的影响,推导出水平冲击问题求解的通用公式,证明水平冲击问题与静荷载的施加方式及大小无关。若采用动荷因数法,需选择冲击物自身重力作为被冲击物的水平静载,才可得到教材中的结果。结合国外材料力学教材,介绍了水平冲击问题的另一种求解方法,拓宽了读者求解水平冲击的思路,并给出相应的教学建议。; 李凯赵新波姚文莉纪彩虹; 关键词：动荷载

近场动力学最小二乘和有限元耦合方法研究: 2023年; 准确高效地对损伤和断裂问题进行建模是计算力学中的关键研究课题之一。将近场动力学最小二乘在处理含裂纹等非连续问题上的优势和有限元计算效率高及便于施加边界条件的优势结合,提出了近场动力学最小二乘和有限元耦合方法。将裂纹及其可能扩展区域划分为近场动力学区域,边界及其他区域划分为有限元区域,并将其中的结点类型分为近场动力学结点和有限元结点。有限元结点仅与同单元中的其他结点产生作用,近场动力学结点则与其族内的所有结点产生作用。将以上的单元刚度矩阵和质量矩阵进行组装得到整体刚度矩阵和整体质量矩阵。本文的耦合方法数值实现简单有效,相对于键基和常规态基近场动力学,该耦合方法包含了应力和应变的概念,同时不受零能模式的影响。一维和二维静态和动态问题的研究,验证了本文的耦合方法的有效性和准确性。; 郑庆胜张树翠孙可明李凯张欣刚; 关键词：有限元非局部

低热水泥混凝土早龄期强度试验与成熟度分析被引量：6: 2021年; 为定量分析养护温度对低热水泥混凝土早龄期强度的影响,设计3,7,14,28 d 4种龄期和5,20,40,60℃4种养护温度,开展不同养护温度下低热水泥混凝土抗压、劈拉和轴压强度试验。基于成熟度理论,计算了不同工况下试件的成熟度指标,选取对数、指数和双曲线函数形式拟合强度参数与成熟度指标的关系。结果表明:养护温度越高,低热水泥混凝土强度增长越快,但养护温度过高对混凝土后期强度发展不利;Freiesleben和Pedersen提出的F-P等效龄期计算公式、DL/T 5144-2015《水工混凝土施工规范》推荐的D-L等效龄期计算公式和强度-成熟度的双曲线函数形式均能较好地描述强度参数随等效龄期变化的增长规律。研究成果可为大坝施工现场低热水泥混凝土早龄期真实强度性能的预测提供依据。; 钟跃辉武亮刘春风李凯高小峰; 关键词：低热水泥混凝土养护温度成熟度

水-力作用下黏土孔隙结构演化规律研究进展: 2023年; 黏土的微结构直接决定宏观水-力学特性,然而现阶段绝大多数模型都是基于宏观参数所建立,由于缺乏微观机制的支撑,己经难以满足科研和工程需求。因此开展孔隙结构演化研究可以加深对非饱和土复杂水-力学特性的认识。在详细阐述黏土的孔径分布特征及双孔模型的基础上,全面回顾和总结了近年来水-力作用下黏土孔隙结构演化规律的研究成果与最新进展,并进行了相关讨论。结果表明:考虑颗粒集聚体的双孔模型(集聚体间孔隙与集聚体内孔隙)可以更好地解释黏土复杂的水-力学特性。水-力作用对黏土孔隙结构的影响机制不同,根据文献试验数据和理论分析初步总结出水-力作用下土孔隙结构的演化规律。外力荷载只显著影响集聚体间孔隙,对集聚体内孔隙基本不影响;含水率变化会改变土颗粒相对位置,继而影响这两类孔隙结构,但是土水相互作用复杂,导致含水率变化对土孔隙结构影响机制仍不清晰,并且没有统一认识。鉴于此,在研究土水相互作用对微观孔隙影响时应充分考虑物理-化学作用,并构建微观孔隙结构演化与宏观变形的定量关系,这也是今后需要深入研究的方向。; 牛庚郭晓霞陈凡秀孔亮卢有谦李凯; 关键词：黏土孔隙结构

基于统一硬化参数的深海能源土本构模型被引量：3: 2019年; 深海能源土是指含天然气水合物(俗称“可燃冰”)的深海沉积物,其本构特性的模拟对可燃冰的安全开采至关重要。首先分析了水合物对能源土强度、剪胀和软化等力学特性的影响机理,水合物饱和度越大,对能源土力学特性影响越显著。然后在修正剑桥模型的基础上,通过引入水合物的饱和度和统一硬化参数来修正屈服函数,以反映水合物对能源土强度、剪胀、软化等特性的影响,建立了能考虑天然气水合物胶结作用形成及退化影响的深海能源土弹塑性本构模型,推导了相应的弹塑性矩阵。最后,通过模拟结果与已有能源土三轴试验数据对比分析,表明模型能很好地预测能源土强度、剪胀和软化等特性,验证了模型的合理性和有效性。; 刘锐明袁庆盟孔亮李凯董彤; 关键词：天然气水合物弹塑性本构模型

Simulink在理论力学课程中的运用被引量：3: 2020年; 理论力学课程的特点是理论性及应用性都很强。目前的理论力学课堂教学更侧重于展示得到瞬时解而非运动过程的整体解的过程,缺乏对力学模型所进行的运动学及动力学的深入分析,且所得到的数学模型往往很复杂,很难得到问题的解析解,而引入Simulink可以很好地解决上述问题。文章以曲柄滑块机构为例,研究了采用Simulink研究机构运动学及动力学问题的方法,并给出模拟结果,从而展示了Simulink仿真在理论力学课程中应用的可行性。; 姚文莉李贞靖李凯; 关键词：SIMULINK

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李凯

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