赵新波
- 作品数：17 被引量：34H指数：4
- 供职机构：青岛理工大学理学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金山东省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学石油与天然气工程文化科学更多>>
- 热固耦合作用下的套管-水泥环-地层多层组合系统应力分析被引量：7
- 2017年
- 考虑非均匀地应力、内压和地层高温对高温高压井套管-水泥环-地层多层组合系统的作用,应用弹性力学理论,结合边界条件、接触条件和连续条件,获得热固耦合作用下套管-水泥环-地层多层组合系统应力分布的解析解。讨论水泥环厚度、弹性模量、泊松比、地层温度、套管-水泥环层数对最内层套管内壁Mises应力分布规律的影响。研究结果表明:上述因素对最内层套管内壁Mises应力的分布均有影响;对比套管-水泥环-地层的单层和多层组合系统,多层组合系统的最内层套管内壁的Mises应力较单层系统明显降低,这说明多层组合系统具有重要的工程价值。
- 赵新波韩生超杨秀娟闫相祯张立松
- 关键词：弹性力学
- 基于Rosenbluthe改进方法的地层坍塌压力不确定性分析
- 2025年
- 密度、声波时差、自然伽马等测井参数的不确定性使得基于测井数据的地层坍塌压力预测存在不确定性。基于此,首先确定了密度、声波时差、自然伽马等测井参数的不确定性特征;其次引入改进的Rosenbluthe方法,理论推导了岩石力学参数的不确定性表达式,并结合水平地应力和地层压力的不确定性表达式,提出了井眼坍塌压力的不确定性分析方法,最终得到井眼坍塌压力的概率分布情况。以SY1井为例,利用不确定性分析方法和蒙特卡罗方法分别预测了井眼坍塌压力的概率分布情况并对实际钻井过程中井壁失稳风险进行了预测,结果表明不确定性分析方法的预测结果与蒙特卡罗方法吻合度超过了95%,不确定性分析方法预测井壁失稳风险率为68.4%,蒙特卡罗方法预测井壁失稳风险率为67.4%,实际钻井过程中该井深位置发生了井壁坍塌,预测结果与实际情况相符,且所提出的不确定性分析方法预测的井壁失稳风险率略大于蒙特卡罗方法的井壁失稳风险率,对现场施工具有重要的参考价值。
- 杨清纯山丽洁王伟赵新波李亚龙张立松
- 关键词：不确定性概率分布蒙特卡罗方法
- 考虑胶结面孔隙影响的套管-水泥环胶结面应力场分析
- 2024年
- 考虑到套管-水泥环胶结面的力学性质和胶结面孔隙结构形状的影响,基于弹性力学理论,建立了套管-胶结面-水泥环-地层组合体力学模型,同时借助有限元分析方法,建立了套管-水泥环胶结面孔隙数量与孔隙结构形状对应力场的影响系数,得到考虑胶结面孔隙影响的套管-水泥环胶结面应力场的表达式。研究结果表明:当孔隙存在时Mises等效应力增大12.50%,径向应力增大9.30%,环向应力增大8.65%。套管-水泥环胶结面孔隙数量与孔隙结构形状会加剧应力场的非均匀性。孔隙数量对应力场影响更大,影响系数最大为1.1524。研究结果对于井筒系统安全性评价具有一定的工程价值。
- 秦翊玮赵新波吕健
- 关键词：力学模型应力场
- “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
- 钢/碳纤维复合材料胶-编混合搭接接头破坏试验及强度分析被引量：1
- 2025年
- 碳纤维复合材料具有超高的强度和刚度,在工业领域应用广泛。钢与碳纤维复合材料的搭接形式是提升搭接接头强度的关键。本文提出了一种新型搭接结构:钢带等间距开孔,碳纤维布S形编织,并在钢带与碳纤维间布胶,形成胶-编混合搭接。对胶-编混合搭接接头和胶黏搭接接头进行了破坏试验,研究结果表明,引入编织工艺的接头改变了钢-胶层界面的应力状态,与胶黏搭接接头相比,胶-编混合搭接接头单位厚度峰值强度平均提高了25%,破坏形式从单一的钢-胶层界面完全脱黏破坏转变为钢-胶层界面完全脱黏、钢-胶层界面部分脱黏、碳纤维(损伤)断裂、编织条滑移和钢板翘曲等多种破坏模式的耦合破坏。进一步研究了开孔数量和编织宽度对胶-编混合搭接接头强度的影响。结果表明:随着开孔数量的增加,搭接接头强度先增加后减小;随着编织宽度的增加,搭接接头强度相应增加,但强度增幅先快后慢。25 mm编织宽度的双孔结构试样强度最高,10 mm编织宽度的四孔结构试样强度最低,最高强度比最低强度提升了106.38%。
- 何晓红吕健翟少杰杨尚谕赵新波
- 关键词：接头强度复合材料
- 非定常Poyting-Thomson蠕变损伤模型研究被引量：2
- 2023年
- 地下工程的长期安全性评价与岩石蠕变性质密不可分,建立准确适用的蠕变模型是岩石领域研究的热点问题。通过引入非线性函数对Poyting-Thomson模型中的黏性系数进行改造,得到非定常Poyting-Thomson模型;基于损伤理论构造一个考虑损伤变量的黏塑性体,与改进后的Poyting-Thomson模型串联,得到可以反映加速蠕变的非定常Poyting-Thomson蠕变损伤模型;结合已公开发表的试验数据和自主进行的盐岩蠕变试验进行了模型验证,并分析了模型参数对蠕变曲线的影响。结果表明:非定常Poyting-Thomson蠕变损伤模型可以有效模拟岩石蠕变全过程,相较于传统的Poyting-Thomson模型,模型精度提高7%;不同的参数对岩石蠕变阶段的影响不同,参数a越大,衰减蠕变速率和等速蠕变速率比值增大,衰减阶段总变形量增加;材料参数λ越大,加速阶段蠕变速率和加速阶段总变形量越大。模型形式简单明了且参数较少,一定程度上便于工程应用。
- 陈恒赵新波张树翠孙可明
- 关键词：岩石力学非线性蠕变方程
- 含铁屑功能梯度水泥环预防干热岩地热井套管变形研究
- 套管变形是引起干热岩地热井井筒失效的重要原因,将铁屑作为改进材料掺入水泥,通过改变铁屑沿井筒径向的分布形式,制备成一种力学性能渐变的水泥环,本文将该种水泥环称之为功能梯度水泥环.本文建立功能梯度水泥环力学模型,借助试验获...
- 赵新波秦翊玮孔亮孙可明杨尚谕马浩
- 关键词：套管变形铁屑
- 考虑超孔压影响的海底能源土斜坡稳定性数值模拟和评价被引量：7
- 2019年
- 水合物分解极易引起海底能源土出现超孔压现象,进而导致能源土变形,引发海底滑坡等地质灾害。基于热力学基本理论;并考虑水合物最终分解状态下的相态演变,以及水合物分解过程中海水对甲烷气体的溶解,修正了孔隙气体非逃逸的Grozic超孔压模型;并将修正模型应用到海底能源土斜坡稳定性分析中。结果表明:考虑甲烷气体在海水中的溶解,采用修正模型计算的超孔压值相比于原模型减小约26%;水合物分解过程中,相比土体强度参数软化这一不利因素,超孔压积聚对斜坡稳定性影响更为明显;因此在海底能源土斜坡稳定性分析中,必须考虑超孔压积聚这一不利因素。
- 李天赐孔亮赵新波袁庆盟林星宇
- 关键词：有限元强度折减法安全系数数值模拟
- 含铁屑功能梯度水泥环预防干热岩地热井套管变形研究
- 套管变形是引起干热岩地热井井筒失效的重要原因,将铁屑作为改进材料掺入水泥,通过改变铁屑沿井筒径向的分布形式,制备成一种力学性能渐变的水泥环,本文将该种水泥环称之为功能梯度水泥环。本文建立功能梯度水泥环力学模型,借助试验获...
- 赵新波秦翊玮孔亮孙可明杨尚谕马浩
- 关键词：套管变形铁屑
- 基于近场动力学的窄煤柱宽度优化研究被引量：4
- 2024年
- 煤岩体具有极为复杂的非连续变形、非均质性特征,以有限元法为代表的传统数值方法难以准确描述其损伤累积、渐进破坏全过程.基于非局部近场动力学方法(Peridynamics,PD),通过重构本构力函数核函数,推导了相应的微模量函数与临界伸长率.在均匀离散模型中引入用随机预断“键”表征的非均质性,使近场动力学方法能够适用于天然非均质材料与结构的非连续变形破坏分析.以付村煤矿为例,建立了近场动力学数值计算模型,分析了不同煤柱宽度条件下巷道围岩变形、破坏规律以及煤柱破损特征.研究发现:当煤柱宽度为5 m时,巷道煤壁处于挤压变形区边缘,由于支承压力剧烈变化,巷帮变形破损严重;煤柱宽度增大至6 m和7 m时,巷道煤壁逐渐远离挤压变形区,煤柱受到采空区基本顶回转运动的影响相对减弱,巷帮变形和破损量较小;当煤柱宽度继续增大,巷道围岩将进入到应力增高区域,由于外应力场支承压力较大,巷帮变形及破损量会随之增大.综合考虑巷道围岩变形破坏、煤柱破损特征,最终确定煤柱留设宽度为7 m.本文工作表明,提出的煤岩体破损分析的近场动力学模型能够有效描述煤岩体的损伤累积和渐进破坏过程,为沿空掘巷护巷煤柱尺寸优化提供了新的计算工具.
- 赵世军章青张惟昭缪玉松赵新波
- 关键词：沿空掘巷煤柱尺寸数值模拟
