一、热熔钻进过程中温度在土体中传递规律的研究（论文文献综述）
邹玉亮[1]（2021）在《软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术研究》文中研究说明随着非开挖技术在铺管工程中的应用越来越广泛,穿越工程迎来了飞速的发展。然而,现如今该技术在穿越工程中仍存在一些复杂的科学难题,其中极为典型的技术难点便是软弱土层的孔壁稳定性与穿越轨迹控制问题。一旦处理不当会发生一系列工程事故如:（1）在施工水平段和造斜段中,出现导向困难,需要多次撤回钻杆重新导向;（2）行进轨迹偏离设计轨迹,甚至钻破其他已有的地下管道,且与原设计轨迹偏离越大;（3）泥浆配比不合理,回扩时出现埋钻事故和塌孔现象。由于软弱土层属于结构性较差的非均质散状赋存类型,具体表现为结构性差、胶结性差、遇水泥化崩解、强度低、自稳能力差等特性。同时,由于钻具、钻井液与软弱土层变形相互影响,倘若岩土体受力较大,则势必会引起软弱土层变形过大甚至破坏,造成孔壁失稳坍塌,进而影响穿越轨迹的准确性。然而,目前传统上关于定向钻进穿越防偏技术大都集中在钻机、钻具的研究上,而忽视了在软弱土层穿越施工中,钻井液在保障孔壁稳定的同时,对于轨迹防偏所起到的重要作用。在钻进过程中,钻井液不可避免地渗透到地层中,轻则引起软弱土体物理力学性质发生改变,使得钻具造斜强度发生改变,造成钻孔轨迹偏斜;重则引起孔壁失稳坍塌,导致发生埋钻事故,造成无法按既定设计轨迹进行穿越的后果。因此,亟待研究软弱土层穿越的防偏稳壁钻井液技术以解决孔壁稳定性与穿越轨迹控制问题,对钻遇软弱土层的定向穿越工程具有重要的工程意义。论文以上海川沙地区软弱土层为研究对象,在分析其物理力学特征的基础上,研究软弱土层孔壁失稳与钻孔致偏的机理,探析钻井液侵入软弱地层失稳破坏特征,分析了封堵技术遏制土层孔壁渗漏的作用机理,并对颗粒状状、片状、纤维状堵漏材料以及纳米封堵材料进行优选和效果评价。探析了抑制土层水敏软化的作用机理,并对常规抑制剂以及表面活性剂进行优选和效果评价。对优选出的稳壁防偏水基钻井液体系进行综合性能指标评价,并通过穿越工程实例对优选钻井液体系开展现场应用以验证该钻井液技术的防偏稳壁效果。全文共分为六个章节,具体结构如下。第一章:介绍软弱土层穿越遇到的问题,引出研究目的和意义。总结穿越轨迹控制技术发展现状和封堵及抑制型钻井液研究现状,为后期稳壁防偏钻井液配方的研制提供依据和参考。第二章:基于软弱土层空隙率高,压缩性强,粘土矿物丰富,亲水性较强,浸水发生软化膨胀降低地层孔壁强度及稳定性的工程特点。研究软弱土层物质组成和力学特性,探析一维固结和三轴剪切蠕变条件下的强度和变形机制,为探究增强软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术奠定基础。第三章:通过分析软弱土层定向穿越孔壁失稳和钻孔偏斜的地质、技术、工艺和钻井液等因素,探析钻井液侵入软弱蠕变密闭地层、渗透地层和裂隙漏失地层的失稳破坏特征;建立钻孔造斜强度解析模型,该模型可以指导非开挖水平定向钻进施工时的方向控制,验证钻井液能够通过影响造斜强度继而引起钻孔轨迹偏斜这一理论。第四章:对封堵技术的作用机理进行分析,对封堵材料的评价方法进行总结,并对颗粒状、片状、纤维状堵漏材料以及纳米封堵材料进行优选和效果评价,优选出复合封堵剂配方。第五章:对粘土矿物水化膨胀机理进行分析、对抑制材料的评价方法进行总结,并对常规抑制剂以及表面活性剂进行优选和效果评价,优选出复合抑制剂配方。第六章:对水基钻井液的造浆粘土和降滤失剂进行优配,建立软弱地层穿越的稳壁防偏钻井液体系。对稳壁防偏钻井液体系进行室内评价,测试其基本性能,评价其抑制性、抗污染能力及抗温性能等,并对该钻井液体系进行现场应用评价,验证优选的钻井液体系是否能达到稳壁防偏的效果。通过上述研究工作,主要得到以下结论和认识:（1）软土的矿物成分以石英（51.1%）、长石（16.6%）、绿泥石（12.7%）为主,夹部分蒙脱石（5.3%）、伊利石（2.4%）和高岭石矿物（2.6%）;软土的化学成分以Si O2、Al2O3为主,二者含量占比的74.45%,远远高于其他化学成分Fe O、K2O、Ca O、Mn O、Na2O等。软弱土层含水率属于37～68%范围内,随着取样深度的增加,软弱地层的含水率不断下降。ωP范围在22%～36%之间;ωL实测值分布范围在50%～62%之间,主要集中在57%左右;IP在23～30之间,IL在0.25～1.11范围内。（2）原状软土的最大轴向应变为11.5%～14.5%范围内,重塑软土的最大轴向应变为13.5%～15.0%范围内,重塑软土峰值应变向后移动。原状软土的峰值轴向应力为21.6k Pa,重塑软土峰值轴向应力只有11.8k Pa,下降了45.4%。一维固结条件下,当软弱土层的应变在4.5%范围内时,应力呈现出近似直线上升的趋势。当应变超过4.5%,应力应变曲线的斜率表现为越来越大,应力值开始出现较大的差异性,非线性增强,应力-应变曲线呈现出发散式的倾斜直线趋势。三轴剪切蠕变条件下,孔压随时间变化趋势与应力时间变化趋势相似,都是在前期达到最大值,随后保持为一条近似平行于时间轴的直线,孔压趋向于一个稳定值,试样变形逐渐稳定,发生衰减蠕变。孔压随时间不断增加,但孔压的变化速率随着时间不断减小。（3）颗粒状堵漏材料封堵性能:3%QS-2>2%QS-1>2%OCX-1,泥饼渗透率降低率依次是38.75%、36.31%、31.99%;3种片状堵漏材料封堵性能:2%NTS-TP>1.5%NTS-M>1.5%NTS-S,泥饼渗透率降低率依次是23.58%、27.77%、29.54%;纤维状堵漏材料封堵性能:1.5%XFD-2>2.0%XFD-1>2.0%Asb-Ⅰ,泥饼渗透率降低率依次是32.52%、31.98%、17.34%。进一步通过纳米材料封堵软弱地层微纳米级孔缝,优选出遏制土层孔壁渗漏的封堵配方:3%QS-2+2%NTS-TP+1.5%XFD-2+1.0%纳米乳液+1.5%亲水型纳米Si O2+1.0%纳米Ca CO3,评价其堵漏效果良好,常压下、0.7MPa下的漏失分别仅为25ml和38ml,漏失率仅为4.58%。（4）随着抑制剂含量的增加,抑制效果增强。聚胺的含量回收率在23.67%～32.18%范围内,优选加量为0.6%;KHm回收率范围在23.52%～27.18%,优选加量为2%;PLUS回收率在32.78%～52.28%范围内,优选加量为0.6%;KPAM回收率范围在32.32%～45.58%,优选加量为0.3%;KCl回收率在25.32%～33.56%范围内,优选加量为0.6%。对优选的复配钻井液进行评价,表明双抑制剂复配条件下的滚动回收率保持在60.68%～68.95%;三抑制剂复配状态下的滚动回收率保持在75.25%～81.32%。并且说明复配的抑制剂（0.6%KCl+0.3%KPAM+0.6%PLUS）起到了良好的抑制土层水敏膨胀效果。（5）随着表面活性剂浓度的增加,土层接触角的变化基本都是先减小后增大再减小。其中接触角增大最明显的是浓度为0.01%的氟碳类表面活性剂SDBS和浓度为0.08%的氟碳类表面活性剂CTAB,其次是浓度为0.01%的阴离子表面活性剂AS-1。优选的复合表面活性剂为:0.01%氟碳类表面活性剂SDBS+0.08%CTAB+0.005%阴离子表面活性剂AS-1,降低亲水性效果最佳。（6）对优选出的稳壁防偏水基钻井液体系:6%膨润土+0.2%Na2CO3+3%QS-2+2%NTS-TP+1.5%XFD-2+1.0%纳米乳液+1.5%亲水型纳米Si O2+1.0%纳米Ca CO3+0.6%KCl+0.3%KPAM+0.6%PLUS+0.01%SDBS+0.08%CTAB+0.005%AS-1+0.4%HV-CMC+2.5%SMP-1,对其综合性能指标进行评价,测试其基本性能（密度、粘度、切力、滤失量等）,结果表明优选出的钻井液体系抑制性、抗盐抗钙能力、水活度、润滑性、抗污染以及温度稳定性效果良好。通过穿越工程案例对优选钻井液体系进行现场应用,验证了优选钻井液体系能起到稳壁防偏的作用。论文主要创新点如下:（1）系统研究了软弱土层在一维固结和三轴剪切条件下强度与变形特性,掌握多种状态下应力-应变、应变-时间以及孔压-时间的变化规律。（2）传统技术只考虑利用钻机或者钻具对穿越轨迹进行控制,本文提出了一种新型的穿越轨迹防偏钻井液方法,能够较好实现对穿越轨迹的精准控制效果。（3）在钻井液进行各种封堵和抑制等性能测试及评价的研究基础上,基于造浆粘土、颗粒状/片状/纤维状封堵材料、抑制剂、纳米材料、表面活性剂和降滤失剂优选,提出了一套适合软弱土层穿越的稳壁防偏水基钻井液体系,可为软弱地层水平定向钻进奠定技术基础。
吴强[2]（2021）在《可回收预应力锚杆（索）作用机理及适用性研究》文中研究指明锚杆（索）具有结构简单、易于施工、适用范围广等优点,在巷道、基坑、边坡等领域大量应用,但也有着污染地下空间、一次性使用等缺点,因此国内外研发了可回收锚杆（索）技术,可回收锚杆（索）在国内发展已有十余年的时间,种类较多但实际工程应用较少,多数用于科研试验,主要原因在于施工工艺较复杂、相关支护理论缺乏及成本较高。本文从试验、理论研究和数值模拟三个方面对可回收锚杆（索）的工作性能、加固机理和适用性能进行了研究,主要研究成果及结论如下:（1）通过锚杆（索）基本试验和回收试验验证了二代可回收锚杆和锚索在西北地区黄土层的承载力、工作性能和回收效率,由于杆体全长可自由变形,可回收锚索对土钉墙位移、周边施工扰动的敏感性更低,预应力损失小于普通锚索,在大部分没有预应力补张拉的实际施工中优势明显。通过回收试验可回收锚杆和锚索的回收效率能够达到设计要求,另外为保证可靠回收,应在注浆质量、回收工艺及杆体外露端保护等方面严格按照规范和操作工艺进行;（2）采用弹性接触问题、库伦准则及土力学等理论相结合的方法推导了压力型锚杆（索）锚固段应力应变分布规律,通过准确性对比验证了其合理性,分析了不同岩土体参数对应力分布规律的影响和径向应力影响范围,并基于应力弹性解和圆筒扩张理论塑性解推导了应力分布塑性解,其中当土体受到的径向应力超过土体极限围压时,界面剪应力达到最大值,此时应采用塑性解,反之应采用弹性解;（3）采用数值模拟的方式对7个可回收锚索替换工况进行计算并与普通锚索工况对比挡墙位移和锚索轴力,试验工况的挡墙位移偏大但满足规范要求。单排替换工况下将第二排替换为可回收锚索的挡墙位移最接近对比工况,双排替换工况下将第一排、第二排替换为可回收锚索的挡墙位移最接近对比工况,由于可回收锚索杆体全长可自由变形的特点其轴力增量明显小于同等位移条件下的普通锚索,同时可回收锚索支护的边坡在基坑回填和锚索回收时位移发展明显,需严格控制回填质量。
杨昊[3]（2021）在《季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究》文中研究说明近年来我国高速铁路建设发展迅猛,2014年建成通车的兰新高铁连接兰州与新疆,是世界上一次性建成通车最长的高速铁路线路,同时也是亚欧铁路的重要组成部分。兰新高铁的通车运营,形成辐射范围更广的西部铁路运输网路,极大便利西北地区人口的出行,带动西部经济发展。虽然我国高速铁路建设技术已经非常成熟,但是在运营过程中,还存在着一定的技术难题,特别是在青藏高原的冻土区域,环境恶劣,地理条件复杂,因此仍需结合路基冻胀的实际情况展开进一步的研究。本文以兰新高铁门源至浩门段冻胀非常严重的高填土路堤段为研究对象,通过现场调研、理论分析、试验研究及数值模拟等方式和手段,对线路冻胀特性及其规律进行研究。内容包括为期两年的冻胀观测,路基填料的冻胀特性试验,以及路基温度场、渗流场和变形场的研究。主要研究内容如下:（1）结合门源地区的气候环境条件,分析兰新高铁路基冻胀机理以及影响冻胀发展的因素。对门源至浩门段（K1934+969～K1935+969）路基冬期冻胀变形进行长期的观测,总结分析路基冻胀变形随着温度的变化规律。（2）在兰新高铁冻胀较严重的门源至浩门段选取有代表性路基段的路基填料进行常规土工试验,运用筛分法测定路基土的不均匀系数及曲率系数,判定该土体级配;运用烘干法测定路基土的含水率;采用击实试验测定其最优含水率和最大干密度。（3）结合路基土土工试验结果进行相应的冻胀试验,首先是研究温度梯度作用下路基填料试件内部温度场的变化,以及冻结过程中试样冻胀量的变化情况;其次是分析不同含水率土柱试样冻结完成后的水分迁移情况;最后分析压实度为90%时不同含水率试件经多次冻融循环后,冻胀变形随试件冻结次数的变化规律。（4）首先从理论的角度进行了冻土温度场、渗流场和应变场的耦合方式的分析,然后运用有限元分析软件comsol对冻土路基水-热-力进行三场耦合数值模拟,分析了冻结过程中路基结构温度场随时间推移的变化规律,路基内水分迁移随冻结程度的加深而变化的规律,以及冻结过程中冻胀量的变化规律。（5）分析总结了目前使用较多的冻胀处理措施及效果,并结合本研究的沉降观测、冻胀试验以及数值模拟分析的研究成果,研究开发了路基边坡防水、路基排水排湿以及路基加热保温的的新措施,有效地提高了路基的冻胀防治效果。
何林恺[4]（2021）在《热熔钻头外壳用Cf增强ZrB2-SiC陶瓷的制备及其性能研究》文中研究表明热熔钻进技术是通过特制的热熔钻头产生高温并传递到周围岩土体使其熔融,再采用自重或配重加压方式将熔融物挤压出孔底以实现钻进的效果。熔融物上返过程中能填补地层孔隙或裂隙形成坚硬稳定的玻璃质孔壁,取代套管的作用。从而能有效应对地层高温、坚硬地层钻进、孔壁稳定、钻井液漏失等深地钻井的难题。然而在实际室内和野外试验过程中发现热熔钻头壳体材料存在不耐高温、高温易氧化和磨损等问题,使用寿命不长;电阻加热热解石墨升温速率慢,温度上限较低（～1300℃）不足以熔融坚硬致密的岩石,如花岗岩等。纵观国内外热熔钻进技术发展历程,热熔钻头的壳体材料是限制该技术发展应用的关键因素之一。要解决热熔钻头壳体遇到的问题,就需要对热熔钻头进行改进和试验设计。本文针对坚硬致密的花岗岩进行热熔试验,必须重新选择发热元件和壳体材料,制备多组壳体材料进行性能优化和机理分析,确定满足指标的材料配方,最后在室内搭建试验装置进行热熔岩石试验来验证优化后的壳体材料实际效果。因此本文开展了热熔钻头发热元件和壳体材料的选择、壳体材料的传热模拟、壳体材料的制备与表征、壳体材料的性能优化及其机理分析,热熔岩石试验装置搭建,热熔岩石钻进试验等研究工作。（1）热熔钻头发热元件和壳体材料的选择由于电阻加热的温度不足以熔融花岗岩,结合工作温度、高温性能和加工难易等条件,总结对比多种金属发热材料和非金属发热材料的特性,选出电加热硅钼棒和感应加热高强石墨的加热方式。参考过去试验数据,确定壳体材料的指标,承压6MPa以上,耐温1500℃以上。根据力学性能和抗氧化性等方面,对多种耐高温材料进行分析,确定综合性能优异的ZrB2-SiC陶瓷（简称ZS）作为热熔岩石试验用的壳体材料。（2）热熔钻头壳体材料数值模拟壳体的传热效果需要考虑材料的热导系数、热容、致密度等性能。确定热熔岩石过程的热量传递过程依次为发热元件-壳体内壁-壳体外壁-岩石。影响热量传递的关键因素之一是壳体的传热效果。建立热熔岩石试验的数学模型,分析ZrB2-SiC陶瓷对热熔岩石温度场影响的分布规律和热传递机制。温度从发热元件经过壳体传递到岩石,整体趋势是下降的。壳体材料的传热整体大于花岗岩的传热,下降较花岗岩慢。通过壳体外壁温度直观表达壳体的传热效果。发热元件为1600℃,壳体外壁至少达到1500℃才能满足要求。计算发现,经10mm厚的ZrB2-SiC陶瓷传递到岩石上温度为1557℃。并加入对照组评价不同壳体和壳体厚度对传热效果的影响。ZrB2-SiC陶瓷的传热效果都优于对照组,厚度极限为30mm。（3）ZrB2-SiC-Cf复合材料的制备碳纤维（Cf）的加入可有效提高ZrB2-SiC陶瓷的抗氧化性、力学性能和抗热冲击性能。首先通过球磨混合ZrB2-SiC混合粉末,再采用磁力搅拌混合Cf和ZrB2-SiC混合粉末避免Cf因球磨受损,得到ZrB2-SiC-Cf混合粉末。以Ar气氛,2000℃下保温1h的工艺参数,采用热压烧结工艺制备出不同体积分数碳纤维的ZSCf复合材料（简称ZSCf）。ZSCf复合材料致密度达99%以上,Cf在复合材料中分散均匀,无团聚现象。（4）对ZSCf复合材料进行性能测试并研究其强化机制。通过对不同体积分数Cf的ZSCf复合材料进行抗弯强度和维氏硬度的力学性能测试,1600℃空冷三次热循环的抗热冲击性能测试和1600℃高温氧化0.5h的抗氧化性能测试。得出Cf体积分数为6%的ZSCf6力学性能和抗热冲击性能最佳。分析其通过纤维增韧、裂纹偏转等机制强化力学性能和抗热冲击性能,增幅分别为46.7%和39.2%。而在抗氧化性能上,Cf体积分数越高,ZSCf的抗氧化性能越好,ZSCf20增幅为73.5%。通过Cf对氧的阻隔和偏转机制,减少氧化层中空腔和形成局部还原环境的作用有效提高ZSCf复合材料的抗氧化性。理论工作时间达360h,远远超出以前使用的同厚度的壳体材料。牺牲部分抗氧化性选用综合性能最佳的ZSCf6作为壳体材料,抗弯强度达到443MPa,维氏硬度达到1520 kgf/mm2,断裂韧性达到5.18 MPa·m1/2,三次热循环后性能下降10%,其各项性能满足热熔钻头壳体材料的使用要求。（5）热熔岩石试验装置搭建。对比电阻加热硅钼棒和感应加热高强石墨的熔岩效果。电阻加热的热熔岩石效果很差,升温速率慢等缺陷。而感应加热升温快,8分钟达到1500℃,热熔花岗岩效果明显。因此选出中频感应加热高强石墨进行热熔岩石试验。通过试验确定热熔岩石试验的可行性,优化试验方案,调整热熔岩石的温度、钻压等工艺参数,优化钻头构型,计算合理尺寸,测算热熔试验的理论上限,对试验岩石进行组分分析。最终,工艺参数确定为功率20k W,钻压2T,工作温度为1600℃。岩石和石墨柱均包裹保温棉,使用圆台型石墨柱热熔效果最佳,该试验装置对热熔花岗岩的极限深度为167mm,试验岩石选用花岗岩,斜长岩和玄武岩。（6）通过热熔岩石试验确定ZSCf6作为壳体材料的实际效果。选用ZSCf6复合材料作为壳体材料,SiC和Al2O3作为对照组,不使用壳体为基准参照。试验岩石根据针对深部地层和SiO2含量不同选择花岗岩、斜长岩和玄武岩这三种。试验工艺参数为功率20k W,热熔温度1600℃,钻压2T,熔融深度50mm。通过试验数据讨论分析不同壳体在三种岩石中钻速的差异,不同SiO2含量对钻速的影响。对试验后石墨柱进行切割,观察分析壳体与石墨和岩石的粘附性。使用ZSCf6壳体在玄武岩和斜长岩中的钻速是花岗岩中钻速的近1.5倍,主要因为花岗岩熔化温度较高和部分SiO2以石英形式存在。使用ZSCf6壳体在三种岩石中钻速和防粘性上均高于SiC和Al2O3,ZSCf6壳体保持完整和重复使用性。通过热熔岩石试验可知,ZSCf6复合材料可以满足热熔钻头壳体材料的使用需求。
黄奕斌[5]（2021）在《寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究》文中认为能源始终是人类赖以生存的动力源泉和社会发展的关键因素,随着科技发展和工艺提升,以煤炭和石油为主导的传统能源结构开始向非化石能源转型,其中可再生能源的利用率逐年上升,将在改善生态环境、缓解能源危机、促进能源安全使用等方面发挥重要作用。作为分布广、储量大和环境友好的地热能,近年来在勘查-开发-利用-评价-保护等方面取得了长足发展,并且相比于其他可再生能源,地热能在稳定性、因地制宜性、梯级利用方面具有较大的优势。浅层地温能容易开发利用,但热品质较低;深部地热资源热品质较高,但开发困难且成本高;同时水热型地热资源面临回灌难及水质污染等问题;而中深层岩土体热量兼顾高、低品质热资源优势,通过同轴换热器以“取热不取水”的模式开采,可以有效实现资源-环境可持续化发展。基于上述需求,本文围绕寒区冬季清洁供暖问题,以中深层同轴换热器热开采、射孔和局部刺激热储强化为研究内容,主要从理论分析、现场监测、室内试验和数值模拟相结合等方法深入展开。首先,从“源、储、盖、通”四个层面对中深层同轴换热开展可行性分析,表明研究区中深层地热资源禀赋优良。采用分布式光纤温度传感器、热电阻和超声波流量计,对同轴换热器全深度实时监测,开展地温特征和流体温度时空演化研究。同时考虑非供暖期和间歇运行模式,分析岩土体温度动态响应过程。结果表明,研究区平均地温梯度为0.0507℃/m,大地热流值可以估算为126.75m W/m2,首个非供暖期热恢复率可达96.96%。同轴换热器初始阶段运行的系统性能系数可达8.04,间歇期的性能系数可达6.14。环空流体温度在运行期间呈非线性演化,而在停歇期呈与地温特征类似的线性增加。其次,根据同轴换热器现场监测数据,建立同轴换热有限元数值模型,基于传热理论和热阻分析,开展采热强度、换热器组成属性、热储特征和循环流速对流体温度演化和岩土体温度动态响应机理研究。结果表明,管内流体处于湍流状态,较大的热负荷不利于系统长期运行和热恢复。增加外管及降低内管的热导率可以提高系统热性能,降低内管及增加外管的半径可以提高热产出。增大内管半径可以降低压力降和雷诺数,进而减少泵功耗。高导热水泥可以降低热阻,提高热产出。在热开采过程中,岩土体与流体之间的传热在钻孔附近被强化。高热导率、致密、较深的地层对于提高系统热性能更加有利。间歇运行模式中运行时间越长,停歇时间越短,对系统热性能及岩土体热恢复越不利。浅层岩土体与流体的热传导是反向的,深部岩土体中热影响范围随深度增加而扩大,运行20a后井底周围受影响区域可达近50m。然后,采用射孔技术对封闭式同轴换热器进行热储强化,开展流体在岩石通道内部的流动和传热试验研究,并对多通道岩样开展弹性波速和单轴抗压强度试验,分析通道效应对传热过程和力学损伤的影响机理。结果表明,流体在1～5孔时主要表现为非线性流动,在7～13孔时主要以达西流动为主,通道的孔径和数量增加可以使压力降减小,提高平均对流换热系数,雷诺数和岩石温度的增加可以强化传热。岩样纵波波速介于2.1～2.8km/s之间,横波波速介于1.2～1.5km/s之间,多通道岩样动弹性模量介于6.8～10.5GPa之间,动泊松比介于0.26～0.31之间,且平均波速、弹性模量和泊松比均随着通道数量的增加而降低。岩样的应力-应变曲线呈现压密、线弹性、塑性屈服和应变软化四个阶段,遵循稳定型破坏展布规律。通道数量的增加会显着降低单轴抗压强度。岩样主要以张拉裂纹为主,呈现典型的柱状劈裂破坏。最后,在射孔形成通道的基础上采用局部刺激法进一步热储强化,针对热储等效为多孔介质,开展对流传热试验研究。结果表明,流体在多孔介质中以非线性流动,渗流阻力主要由惯性力提供,压力降随着雷诺数、温度和围压的升高分别增加、降低和增加。升高雷诺数、颗粒温度和围压可以强化传热性能。针对热储为离散裂隙介质,根据JRC节理粗糙度系数和3D打印技术制备粗糙裂隙岩样,考虑支撑剂对渗流和传热的影响,开展渗流传热试验和模型研究,分析粗糙特征对渗流和传热的影响机制。结果表明,增加围压将显着降低流体流速和水力开度,渗流试验中的开度处于毫米级别,支撑剂可以使等效水力开度提升1倍。增加轴向粗糙度将阻碍流体流动,径向粗糙度形成的凸起更容易发生渗流优势路径。升高温度使裂隙导流能力降低,支撑剂使粗糙裂隙面受力不均并容易产生破损。高流速使岩石温度迅速降低,温度和流速的增加可以提高采热率。粗糙度及其方向性对换热性能有较大影响,轴向粗糙度的凸起使流体发生湍流作用而强化传热。径向粗糙度形成的渗流优势路径会降低换热性能。裂隙壁面温度沿着轴向距离逐渐升高,壁面上的冷锋形状为锯齿状。粗糙度形成的表面特征会影响流速分布,对局部换热性能产生影响。本文研究成果可为推广利用中深层同轴换热及热储强化取热提供理论指导和技术支撑。
杨依恒[6]（2020）在《多年冻土区跑道L型热管—保温板复合道基应用研究》文中研究说明根据民航发展规划,我国将在冻土区修建多座机场,目前多年冻土区的机场跑道道基温控技术研究尚属空白。为解决跑道道基热稳定性问题,基于主动降温+保温的思路,开展了L型热管-保温板复合道基的冻土温控技术研究。主要工作及成果如下:1、根据热管及保温板的降温机理,建立了土体温度控制方程,基于热管的特性,提出热管热阻关系式,构造了空气-热管-土体三者之间的传热模型。2、开展了L型热管及保温板的室内试验。首先对比了工业纯铝、Q235碳素钢及304不锈钢三种材质热管的降温效果,表明工业纯铝材质热管的降温效果最佳。然后采用纯铝材质热管对蒸发段水平角影响程度、弯折角影响程度、有效制冷半径、降温幅度进行了试验。基于冷季最佳降温效果的热管参数,对保温板厚度、保温板埋深进行了试验。结果表明:（1）蒸发段水平角在10°45°范围内,水平角越大降温效果越明显,但不同弯折角度降温幅度范围变化差异较小,同一深度下,温度差值范围在0.1℃0.3℃;（2）热管的试验有效制冷半径在1.6m1.8m;（3）热管的降温幅度在1.7℃5.6℃;（4）3cm和5cm厚度的保温板土层回温曲线较为接近,在距离热管较近处,温度较低,选取3cm厚度的保温板较为适宜;（5）30cm埋深下的土基保温效果较好,回温速率相对较缓,可将其埋置在垫层30cm下,垫层与保温板之间用碎石铺垫。试验表明L型非标热管及保温板措施能够使土基温度降低,也为相关构造设计参数提供了依据。3、建立了数值模型,验证了热管降温效果,对比分析了天然土基和道面土基、L型热管-保温板复合道基的土基温度变化规律。结果表明:相同条件下,跑道下部土基的温度较天然土基高,增温幅度较天然土基大,多年冻土土基的热稳定性降低,较天然土基冻土多退化2m2.5m,最高温度升高3℃左右,L型热管-保温板复合道基能够使得跑道下部土基温度降低,土基增温幅度减小,土基下部最高温度峰值削弱,融土区深度范围缩小,冻土上限至少抬升1.5m,单根热管有效降温半径2m左右,冻土退化趋势减缓。
李枭[7]（2020）在《基于热熔钻进方法的冰层温度场及钻孔闭合速率研究》文中研究表明随着国际社会对冰川科学的深入研究,热熔钻技术作为一种高效、环保的钻进方法被广泛的应用于冰盖、冰架、海冰和山岳冰川的钻探活动中。由于极地特殊的低温环境,冰孔缩径问题给冰川钻探技术的发展带来了极大的限制。为保障安全钻进的持续进行,钻孔闭合速率的预估是必不可少的,如何有效的防止钻孔冻结,成为研究热熔钻技术的关键问题之一。本文首先对国内外钻孔及冰层温度场的研究进行了介绍,总结了极地地区钻孔闭合问题的研究方法,针对基于热熔钻进方法的冰层温度场及钻孔闭合速率问题进行深入的理论分析和全面的试验研究,并对钻孔闭合问题提出了侧壁加热的解决办法。论文的主要研究成果如下:1、利用传热学知识对基于热熔钻进方法的冰层温度场及钻孔闭合速率问题进行了分析,通过两种方法计算热熔钻进结束后的冰层温度场:（1）采用笛卡尔系下的一维热传导方程,忽略圆柱孔的曲率对换热的影响进行研究。（2）在一维柱坐标系下通过MALTAB软件对非稳态传热问题热扩散方程求数值解。对不同冰层温度,初始孔径下的冰层温度场进行分析,结果表明:对于无内热源的钻孔闭合问题,在钻孔闭合过程中,孔壁外侧冰层首先会出现一个升温的过程,且越靠近孔壁升温越快,升温幅度也越大,而后则缓慢降温。钻孔闭合速率初始值较大但会迅速下降至一个稳定值,但在钻孔完全闭合前几分钟速度突然迅速增大,整体曲线呈U型,其随钻孔半径的变化也呈现相同趋势。对比同一半径不同温度下的钻孔闭合速率,温度越低,稳定闭合速率越高,U型底部越尖锐,但在不同温度下到达稳定阶段的时间是接近的。对于同一温度不同半径下的钻孔闭合速率,初始半径越小闭合速率越大,当大直径钻孔缩径至小钻孔直径时,闭合速率仍然比小直径钻孔小。为解决钻孔闭合问题,用MATLAB对有内热源时冰孔内的扩散方程进行求解,通过对比不同温度、钻孔直径及内热源功率密度下的温度场模型,发现钻孔闭合速率与冰层温度成反相关,与内热源功率功率密度成反相关,与钻孔初始钻孔直径成反相关。即若要保持钻孔闭合或对冰孔扩孔,则需要较高的冰层温度,较大的功率密度及钻孔直径。对于冰层温度-30℃,初始钻孔半径0.1m的侧壁加热问题,功率密度0.06W/cm2为该条件下长时间维持孔径的最优解。2、借助COMSOL Multiphysics有限元分析软件对热熔钻进结束后钻孔内及周围冰层温度场进行数值模拟,还原了钻孔闭合的全过程。对冰层温度场分析结果显示,钻孔内的水以固定的速度均匀冷却,并按照从外到内的顺序匀速依次冻结,整个过程中冰层热层厚度（从相变界面至冰层初始温度界面所包含的区域称为热层）的最大值约为钻孔半径的8.75倍。通过对冰层温度场在不同温度、钻孔直径的条件下分析,结果表明,半径相同时,温度越低,水的冷却及冻结速率越快;冰层温度相同时,半径越小,水的冷却及冻结速率越块,且随着半径的减小,增速越来越快。通过改进模型对有热源的冰层温度场进行分析,根据侧壁加热体的数值模拟,发现在相同温度下,钻孔直径越大,侧壁加热体维持孔径所需能量密度越小,同理对于固定的功率密度,钻孔直径越大,其维持钻孔尺寸的能力越强。在相同条件下对密封的侧壁加热体和中空的侧壁加热管进行模拟,分析结果发现中空的侧壁加热管比密封的侧壁加热体加热效率更高,扩孔效果更好,可作为一种高效便捷的冰层热熔钻进扩孔及孔内卡钻救援的方法。3、建立了一套热熔钻进冰层温度场检测平台,对不同功率,直径的热熔钻头在不同初始冰温下的热熔钻进钻孔周围冰层温度场进行全方位实时检测。试验表明:在钻进过程中,冰层温度场变化具有明显的滞后性,即钻进至底部时,钻孔中部周围冰层温度才开始变化。在钻进结束以后,冰孔内的融水会造成冰层温度一定程度的上升,使热层的厚度逐渐扩大,超出冰桶的测量范围,热层的厚度基本与冰层温度钻速等因素无关,其值约为钻孔半径的7.212.5倍。钻孔周围冰层温度梯度与冰层温度成反相关,与钻孔直径成正相关的关系,即冰层温度越低,温度梯度越大,且相同温度下,钻孔直径越小,温度梯度越低。4、制作玄武岩桶、冰桶模拟冰层钻孔,通过试验测量冰层钻孔闭合速率。试验结果表明:钻孔闭合的全过程分为四个阶段:第一阶段液态水冷却阶段,第二阶段液态水相变吸热阶段,第三阶段钻孔闭合阶段,第四阶段固态冰冷却阶段。对于冰层温度-30℃,初始钻孔半径0.1m的模拟冰孔,武岩桶内水的冷却速度约为5.97.9℃/h;冻结速率约为11.012.9mm h-1,冻结速率梯度约为-0.68mm h-1℃-1。冰桶内水的冷却速度约为8.59.2℃/h,冻结速率约10.311.5 mm h-1,冻结速率梯度约为-0.60mm h-1℃-1。第一阶段中冰桶比玄武岩桶内的水体冷却速度快了接近一倍,第三阶段中二者之间差异较小,但在具体的冻结过程来说,冰桶内的钻孔闭合试验更能真实的反映出实际热熔钻进后钻孔的情况。冰桶内的结果显示出冻结速率与钻孔半径呈对数型对应关系,沿孔壁至钻孔中心方向上冻结速率逐渐增大,即从孔壁至中心加速结冰,如距钻孔中心6.3mm处比81.3mm处的冻结速率提高了6到9倍。对比理论计算与试验结果,两者在孔径030mm范围内闭合速率基本一致,但在3081mm处理论值曲线较为平缓基本保持不变,而试验值则继续降低,此时理论值比试验值略高,总体来说两者趋势大致相同。通过钻孔闭合速率的试验结果,对RECAS钻具的设计钻进速度及钻具长度能否在南极冰层安全钻进进行了预测,其结果证明在低于-20℃的冰层中,长8m的RECAS钻具在2m/h的钻速下钻进时会被冻结在冰层中。5、为防止孔口闭合造成卡钻事故,在不减小钻具长度,提升钻进速度的前提下,为RECAS钻具提供了侧壁加热解决方案,设计了一种侧壁加热外壳,通过对比分析选择了合适的加热元件及布置方式,而后通过试验得出了钻具在冰层中停留所需的最小功率密度,计算出直径为160mm的侧壁加热管在200mm的钻孔内,在不同温度下保持孔径所需的功率密度,为热熔钻进安全进行提供了一定的技术支撑。
董盛时[8]（2019）在《地热能提取对能源地下连续墙结构及地质环境影响研究》文中提出浅层地热能作为一种可持续发展能源,它的开发利用形式多种多样,既包括传统的土壤源热泵和水源热泵系统,也包括将地源侧换热管直接埋设在地下混凝土结构内部的能源地下结构热泵系统。在使用过程中,外界的热量会以直接或者间接的方式与地下结构、岩土体或者水体进行热量交换,因而在开发利用的过程中将不可避免地对地下结构和地质环境产生影响。对于能源地下结构,虽然这种埋管形式有着突出的优势,但是由于其作为浅层地热能开发利用形式（尤其是能源地下连续墙）出现得较晚,有限的能源桩试验数据证实了其在换热过程中会诱发桩周侧摩阻力、桩的垂向位移以及桩内轴向应力的变化,进而引发了人们对这种换热结构安全性能的担忧。虽然大部分学者认为,这些力学特性的变化不会对建筑造成不利的后果,但是在设计阶段必须将这些因素考虑进去。相比于能源桩,能源地下连续墙的研究成果则十分匮乏,尤其是关于换热条件下墙体力学特性的试验研究,国内外尚未见相关报道。同时目前国内的浅层地热能开发项目存在一哄而上的现象,完全不顾及系统的质量,结果造成了工程质量较差,且存在对地质环境造成影响的情况。由此可见开展地热能提取对能源地下结构和地质环境影响的研究十分迫切,具有很强的现实意义。基于此,本文开展了以下研究:1)大尺度能源地下连续墙模型试验研究。该模型试验考虑了不同换热工况以及不同约束条件,对整个模型温度场、墙体内应变以及墙土接触面法向应力进行了观测分析;2)通过数值模拟方法,对模型试验中墙体力学特性变化的机理进行分析。然后,改变模型边界条件和初始条件,对不同温升条件和约束条件下墙体的力学行为变化规律进行分析;3)对单侧临空能源地下连续墙在换热条件下的力学行为开展数值模拟分析。分析过程中主要考虑墙深变化、换热温差变化、不同换热工况、不同埋管形式以及不同岩土体热膨胀系数;4)通过试验研究、数值模拟和现场监测分析,对浅层地热能开发对地质环境的影响进行研究,以期获得的成果能够为《浅层地热能开发利用地质环境监测规范》提供相应的技术参考。得到的主要成果如下:1)通过能源地下连续墙模型试验,得到了换热条件下模型温度场、墙内应力/应变状态以及墙土接触面法向应力的变化规律。结果发现,温升变化会导致能源地下连续墙墙体内产生较大的温度应力。但是与能源桩不同的是,这种温度应力一方面是由于温升导致的侧摩阻力增加,另一方面是由于墙体内温度的不均匀分布导致的差异性变形。2)利用数值模拟方法对模型试验结果的机理进行分析。结果表明,由于墙内换热管的不对称分布,产生的热膨胀使墙体发生弯曲,导致墙体两侧产生不同的应力/应变响应。同时这种温度差异性分布导致的墙体弯曲变形,也解释了室内试验中墙体左右两侧不同的墙土接触面应力变化规律以及开始的几个小时内墙体内显着的应力/应变变化。3)基于试验模型条件下的数值模拟预测结果表明,墙体内的应力应变性状主要取决于墙体顶部的约束条件;而温升增加虽然能够增加墙土接触面法向应力值,但是相对于初始法向应力值,这一变化值可忽略。4)单侧临空条件下的数值模拟结果表明,换热温差是导致墙体力学特性变化的重要因素,主要体现在其对墙体水平向位移,墙体内垂向应力以及墙体弯矩的影响;双侧热源分布能够减小换热对能源地下连续墙的影响;不同的岩土体热膨胀系数对墙体的力学特性的影响主要体现在墙体的水平向位移和墙土接触面法向应力,而对于墙体内垂向应力和墙体弯矩的影响较小。5)通过试验测试、数值模拟以及现场长期监测,发现浅层地热能开发利用系统在长期运行情况可能会产生热堆积现象,这种热堆积会对地质环境以及系统本身的运行产生不利影响。研究过程及相关成果为南京市地方技术标准《浅层地热能开发利用地质环境监测规范》提供了技术参考。
吴雨薇[9]（2019）在《南宁地铁东滨区间联络通道冻结法施工温度场演变规律研究》文中指出人工地层冻结技术不受支护范围和支护深度的限制,施工过程中占地面积较小且不会产生二次污染,在城市挖掘、煤矿、隧道、地铁等地下基础工程领域中有广阔的应用。由于冻土是一种热稳定性极差的材料,其物理性质及水理性质会受到温度的改变而发生巨大的变化,常见的工程事故多由冻结过程中冻结壁的发育不完全造成。因此,研究使用人工地层冻结法加固联络通道时,冻土帷幕的温度场的分布和演化规律对实际工程有重要的指导意义。本文依托南宁地铁3号线东葛路站-滨湖路站区间内联络通道冻结法施工工程展开研究。首先介绍了传热过程中,温度场分布和演化的基本理论及相关参数;其次,通过调研现场资料,开展了有关冻结过程的工艺流程、冻结站的设计及冻结孔布设的研究。基于积极冻结和维护冻结过程中测温孔温度监测数据及南宁地区典型土层热物理参数,使用ADINA有限元软件的温度场模块建立了三维数值模型。将模拟计算得到的温度场模型中各测温点处温度分布变化情况与现场数据进行对比分析,验证了三维数值模型的准确性。最后,在此基础上讨论在导热系数、相变潜热、土体材料、盐水降温计划以及原始地温发生变化的情况下,冻结管周围土体的温度场演化规律以及冻结壁的发育状况。主要得出结论如下:（1）冻结初期,土体降温速度较快,冻结至0℃后,土层降温速度减缓,直至冻结至设计最低冻结温度。数值模型计算结果与现场实测数据总体趋势一致且降温程度基本相同,冻结降温过程可近似用二次曲线描述。（2）冻结至40天时,各特征面上的温度均达到设计要求,施工过程中最薄弱环节为X=-6.7m处的联络通道顶端及X=-9.755m处的联络通道两侧,建议在相应位置多加设冻结管以保证施工质量。冻结40天时-1℃等温线在危险截面处可以完全包络联络通道和集水井,因此在此冻结效果下可以实现安全施工。（3）在环境因素的影响下,土体的冻结效果也会呈现出一定的差异性:导热系数越大,原始地温越低,土层降温速度越快;导热系数分别增大和减小30%,土体降至0℃需要用时最多相差15天。相变潜热对土体降温的影响十分有限。原始地温在土层冻结至0℃前对降温效果的影响较为显着而在0℃以后影响逐渐减小。相应的,盐水降温计划的差异性会较大的影响到土层最终冻结温度,在土层温度降至0℃以前,不同盐水降温计划下土体温度发展规律几乎相同。不同土层进行冻结得到的冻结效果不同,砂土的冻结效果要明显优于黏土;经水泥改良后的土体降温速度更快。所得结果可为在南宁地区使用人工地层冻结技术设计及施工提供相应的理论指导。
史志荣[10]（2016）在《热熔套管护壁技术电热元件的材料及发热性能仿真研究》文中提出随着深部找矿工作的增加和科学深钻的发展,对护壁堵漏技术要求越来越高。传统护壁方法已经表现出越来越明显的局限性,热熔护壁技术是通过电热元件产生的热能,将低熔点的热熔凝胶材料融化,经过成型短节挤压作用使其粘附在孔壁周围,待到温度冷却,热熔材料形成致密的保护层,从而起到保护孔壁稳定性的作用。文中基于热熔套管护壁技术,对热熔头中发热元件材料优缺点分析,选择较优的电热材料;通过ANSYS软件进行仿真模拟,对发热元件不同结构选型的发热效率进行对比分析。研究表明,在所分析的发热元件的结构选型中,栅状结构和螺旋状结构的发热元件的发热效率更高,所用电流值更低,可根据实际情况对温度需求的不同选用。高强石墨发热材料具有较低的电阻率,但是通过改变结构形式,可以较大改善发热效率。栅状结构发热效率的数值模拟结果与实验结果相吻合。理论分析与数值模拟结果均显示出发热元件至孔壁周围土体中的温度随着离发热元件径向距离的增加而降低,并且到达一定距离时,土体中的温度趋于稳定。
二、热熔钻进过程中温度在土体中传递规律的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、热熔钻进过程中温度在土体中传递规律的研究（论文提纲范文）
（1）软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 穿越轨迹控制技术发展现状 |
| 1.2.2 封堵及抑制型钻井液研究现状 |
| 1.3 研究目标、研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法与技术路线 |
| 试验区土层物理力学特性研究 |
| 2.1 工程地质条件 |
| 2.2 物质组成 |
| 2.2.1 矿物成分 |
| 2.2.2 化学成分 |
| 2.3 基本物理性质 |
| 2.3.1 密度与比重 |
| 2.3.2 含水率与液塑限 |
| 2.4 单轴压缩试验 |
| 2.4.1 试验方法 |
| 2.4.2 单轴应力应变分析 |
| 2.5 一维固结蠕变试验 |
| 2.5.1 应变随时间变化规律 |
| 2.5.2 应力与应变的关系 |
| 2.5.3 孔隙比随时间变化规律 |
| 2.6 三轴剪切蠕变试验 |
| 2.6.1 应变随时间变化规律 |
| 2.6.2 应力与应变关系 |
| 2.6.3 孔压随时间变化规律 |
| 2.7 小结 |
| 软弱土层孔壁失稳与钻孔致偏机理分析 |
| 3.1 软弱土层孔壁失稳与钻孔致偏因素分析 |
| 3.1.1 地质因素 |
| 3.1.2 技术因素 |
| 3.1.3 钻井液因素 |
| 3.2 钻井液侵入地层失稳破坏特征 |
| 3.2.1 软弱蠕变密闭地层的破坏特征 |
| 3.2.2 渗透地层的破坏特征 |
| 3.2.3 漏失性地层的破坏特征 |
| 3.3 钻进轨迹致偏机理分析 |
| 3.3.1 钻进轨迹控制机理 |
| 3.3.2 钻孔造斜强度模型 |
| 3.4 小结 |
| 遏制土层孔壁渗漏的作用机理与材料优选 |
| 4.1 封堵技术的作用机理 |
| 4.2 封堵材料的评价方法 |
| 4.2.1 滤失量试验 |
| 4.2.2 高压渗透失水试验 |
| 4.2.3 堵漏试验 |
| 4.3 封堵材料的优选及效果评价 |
| 4.3.1 颗粒状堵漏材料优选与评价 |
| 4.3.2 片状堵漏材料优选与评价 |
| 4.3.3 纤维状堵漏材料优选与评价 |
| 4.3.4 纳米材料优选与评价 |
| 4.4 封堵材料的复配效果评价 |
| 4.5 小结 |
| 抑制土层水敏软化的作用机理与材料优选 |
| 5.1 粘土矿物水化膨胀机理 |
| 5.2 抑制剂的评价方法 |
| 5.2.1 滚动回收试验 |
| 5.2.2 膨胀量试验 |
| 5.3 钻井液常规抑制剂优选 |
| 5.3.1 常规抑制剂单剂遴选 |
| 5.3.2 常规抑制剂复配评价 |
| 5.4 表面活性剂对土层抑制性的影响 |
| 5.4.1 表面活性剂的特性和润湿机理 |
| 5.4.2 表面活性剂的评价方法 |
| 5.4.3 表面活性剂的优选与评价 |
| 5.5 小结 |
| 稳壁防偏型钻井液体系优配与评价 |
| 6.1 钻井液造浆粘土优选 |
| 6.1.1 粘土矿物分类及性能 |
| 6.1.2 膨润土加量优选 |
| 6.2 钻井液降滤失剂优选 |
| 6.2.1 降滤失剂单剂遴选 |
| 6.2.2 降滤失剂复配优化 |
| 6.3 稳定孔壁钻井液体系评价 |
| 6.3.1 抑制性能评价 |
| 6.3.2 抗盐性能评价 |
| 6.3.3 抗钙性能评价 |
| 6.3.4 抗污染性能评价 |
| 6.3.5 水活度及润滑性评价 |
| 6.3.6 温度稳定性评价 |
| 6.4 稳壁防偏钻井液体系现场应用 |
| 6.4.1 穿越工程概况 |
| 6.4.2 钻井液技术现场应用 |
| 6.4.3 应用效果评价 |
| 6.5 小结 |
| 结论与展望 |
| 7.1 结论与创新点 |
| 7.1.1 结论 |
| 7.1.2 创新点 |
| 7.2 进一步研究思路 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）可回收预应力锚杆（索）作用机理及适用性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 可回收锚杆(索)国内外研究现状 |
| 1.2.1 可回收锚杆(索)种类 |
| 1.2.2 加固机理试验研究 |
| 1.2.3 加固机理理论研究 |
| 1.2.4 加固机理数值模拟 |
| 1.2.5 新型材料 |
| 1.3 目前研究中存在的一些问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 可回收锚杆(索)工作与回收性能试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 可回收锚杆试验 |
| 2.2.1 工程概况 |
| 2.2.2 可回收锚杆试验准备 |
| 2.2.3 可回收锚杆安装和注浆 |
| 2.2.4 可回收锚杆基本试验 |
| 2.2.5 可回收锚杆回收试验 |
| 2.3 可回收锚索试验 |
| 2.3.1 工程概况 |
| 2.3.2 可回收锚索试验准备 |
| 2.3.3 可回收锚索安装和注浆 |
| 2.3.4 可回收锚索基本试验 |
| 2.3.5 可回收锚索回收试验 |
| 2.4 可回收锚杆工作与回收性能分析 |
| 2.4.1 工作性能分析 |
| 2.4.2 回收性能分析 |
| 2.5 可回收锚索工作与回收性能分析 |
| 2.5.1 工作性能分析 |
| 2.5.2 回收性能分析 |
| 2.6 可回收锚杆(索)工作与回收性能影响因素 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 可回收锚杆(索)理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 锚杆(索)应力应变弹性解 |
| 3.2.1 基本假设及边界条件 |
| 3.2.2 基本公式求解 |
| 3.2.3 弹性解合理性验证 |
| 3.3 基于弹性解锚杆(索)影响因素分析 |
| 3.3.1 岩土体弹性模量 |
| 3.3.2 岩土体泊松比 |
| 3.3.3 岩土体内摩擦角 |
| 3.3.4 岩土体黏聚力 |
| 3.3.5 岩土体内径向应力 |
| 3.4 锚杆(索)应力塑性解 |
| 3.4.1 土体极限围压p_(u max)求解 |
| 3.4.2 应力分布公式修正 |
| 3.4.3 应力塑性解分布规律 |
| 3.5 压力分散型锚杆(索)应力弹性解 |
| 3.5.1 公式修正及分布规律分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 可回收锚索适用性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预应力锚杆挡墙模型 |
| 4.2.1 工程概况 |
| 4.2.2 土体本构模型 |
| 4.2.3 建立支护结构模型 |
| 4.2.4 网格划分及分阶段施工 |
| 4.3 模型计算结果分析 |
| 4.3.1 边坡位移 |
| 4.3.2 锚索轴力 |
| 4.4 预应力锚杆挡墙适用性分析 |
| 4.4.1 全部可回收锚索支护工况 |
| 4.4.2 第一排可回收锚索支护工况 |
| 4.4.3 第二排可回收锚索支护工况 |
| 4.4.4 第三排可回收锚索支护工况 |
| 4.4.5 一二排可回收锚索支护工况 |
| 4.4.6 一三排可回收锚索支护工况 |
| 4.4.7 二三排可回收锚索支护工况 |
| 4.4.8 不同支护工况适用性分析 |
| 4.5 工况1 基坑回填稳定性分析 |
| 4.5.1 基坑回填模型 |
| 4.5.2 坡顶位移变化规律 |
| 4.5.3 可回收锚索轴力变化规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
| 附录B 攻读学位期间所参与的项目基金及项目 |
（3）季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土研究现状 |
| 1.2.2 温度场研究现状 |
| 1.2.3 渗流场研究现状 |
| 1.2.4 冻土耦合场研究现状 |
| 1.3 本文研究内容、方法及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法和技术路线 |
| 第二章 兰新高速铁路路基冻胀区段冻害分析 |
| 2.1 兰新铁路工程概况 |
| 2.1.1 工程简介 |
| 2.1.2 地理条件 |
| 2.1.3 地质水文情况 |
| 2.1.4 天气状况 |
| 2.2 兰新铁路冻害成因分析 |
| 2.2.1 冻害机理分析 |
| 2.2.2 冻胀影响因素分析 |
| 2.2.3 兰新铁路冻害成因 |
| 2.3 冻胀情况调研 |
| 2.3.1 调研方法设计 |
| 2.3.2 冻害实地调研 |
| 2.3.3 数据统计和分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 路基填料冻胀特性试验研究 |
| 3.1 路基填料的土工常规试验 |
| 3.1.1 路基填料的颗粒级配分析 |
| 3.1.2 路基填料的含水率分析 |
| 3.1.3 路基填料的击实试验 |
| 3.2 冻结深度试验研究 |
| 3.2.1 试验方案 |
| 3.2.2 试件制备 |
| 3.2.3 温度场观测结果 |
| 3.2.4 冻胀变形结果分析 |
| 3.3 试件水分迁移试验 |
| 3.3.1 试验方案 |
| 3.3.2 试验设备 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 基于冻融循环的试件变形研究 |
| 3.4.1 试验方案 |
| 3.4.2 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 路基冻胀的水-热-力耦合模拟分析 |
| 4.1 路基结构水-热-力分析理论 |
| 4.1.1 温度场控制方程 |
| 4.1.2 水分场控制方程 |
| 4.1.3 水-热两场的耦合 |
| 4.1.4 路基结构水-热-力三场耦合 |
| 4.2 有限元模型建立 |
| 4.2.1 COMSOL软件介绍及模块选择 |
| 4.2.2 基本假定 |
| 4.2.3 路基模型的建立 |
| 4.2.4 边界条件的确定 |
| 4.3 模拟结果分析 |
| 4.3.1 路基温度场结果分析 |
| 4.3.2 路基水分迁移结果分析 |
| 4.3.3 路基冻胀变形结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高速铁路路基冻胀防治措施 |
| 5.1 路基冻害防治原则 |
| 5.2 路基冻胀总体整治措施 |
| 5.2.1 换填法 |
| 5.2.2 保温隔热防治法 |
| 5.2.3 注盐法 |
| 5.3 路基冻胀防治设备及工艺研究开发 |
| 5.3.1 边坡防渗设计 |
| 5.3.2 路基排水排湿装置设计 |
| 5.3.3 路基加热装置 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）热熔钻头外壳用Cf增强ZrB2-SiC陶瓷的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 热熔钻进技术研究现状 |
| 1.3 研究内容和研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 第2章 热熔钻头材料选择 |
| 2.1 发热元件选择 |
| 2.1.1 金属材料 |
| 2.1.2 非金属材料 |
| 2.2 加热方式选择 |
| 2.3 壳体材料选择 |
| 2.3.1 壳体材料选择 |
| 2.3.2 备选材料的力学性能 |
| 2.3.3 备选材料的抗氧化性能 |
| 2.3.4 备选材料的加工成本 |
| 2.3.5 壳体材料性能汇总 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 热熔钻头壳体材料数值模拟 |
| 3.1 热传递过程 |
| 3.2 模型建立 |
| 3.3 ZrB_2-SiC温度场计算结果 |
| 3.4 SiC温度场计算结果 |
| 3.5 Al_2O_3温度场计算结果 |
| 3.6 传热效果评价 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 ZSC_f复合材料的制备及其微观结构表征 |
| 4.1 ZSC_f复合材料的制备 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 ZSC_f试样的制备 |
| 4.1.3 成分与结构分析 |
| 4.2 本章小结 |
| 第5章 ZSC_f复合材料的性能测试及机理分析 |
| 5.1 ZSC_f复合材料的性能测试 |
| 5.1.1 抗弯性能 |
| 5.1.2 维氏硬度 |
| 5.1.3 断裂韧性 |
| 5.1.4 抗热冲击性能 |
| 5.1.5 抗氧化性能 |
| 5.2 ZSC_f复合材料的性能与机理分析 |
| 5.2.1 力学性能结论与分析 |
| 5.2.2 抗氧化性能结论与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 热熔岩石试验装置搭建 |
| 6.1 电阻加热试验研究 |
| 6.1.1 试验装置搭建 |
| 6.1.2 电阻加热试验一 |
| 6.1.3 电阻加热试验二 |
| 6.1.4 电阻加热试验三 |
| 6.2 感应加热试验研究 |
| 6.2.1 试验装置搭建 |
| 6.2.2 感应加热试验过程 |
| 6.2.3 感应加热试验结果 |
| 6.3 感应加热试验设计优化 |
| 6.3.1 保温效果对熔岩效果的影响 |
| 6.3.2 熔融物通道对熔岩效果的影响 |
| 6.3.3 钻压对熔岩效果的影响 |
| 6.3.4 石墨柱结构对熔岩效果的影响 |
| 6.3.5 石墨柱尺寸对熔岩效果的影响 |
| 6.3.6 石墨柱温降测试 |
| 6.3.7 试验岩石成分测定 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 热熔岩石钻进试验 |
| 7.1 试验过程 |
| 7.2 试验结果 |
| 7.3 不同壳体材料对钻进速率的影响 |
| 7.3.1 对花岗岩钻进速率的影响 |
| 7.3.2 对斜长岩钻进速率的影响 |
| 7.3.3 对玄武岩钻进速率的影响 |
| 7.4 不同SiO_2含量对钻进速率的影响 |
| 7.4.1 对不使用壳体的影响 |
| 7.4.2 对使用ZSC_f6 壳体的影响 |
| 7.4.3 对使用SiC壳体的影响 |
| 7.4.4 对使用Al_2O_3壳体的影响 |
| 7.5 不同岩石对壳体的粘附性 |
| 7.5.1 与ZSC_f6 壳体的粘附性 |
| 7.5.2 与SiC壳体的粘附性 |
| 7.5.3 与Al_2O_3壳体的粘附性 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 选题依据 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 研究现状 |
| 1.4.1 地热开发利用现状 |
| 1.4.2 中深层同轴换热器研究现状 |
| 1.4.3 多通道及多孔介质对流换热研究现状 |
| 1.4.4 裂隙介质渗流传热研究现状 |
| 1.5 已有研究中的不足 |
| 1.6 研究内容和技术路线 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 1.7 论文主要创新点 |
| 第二章 同轴换热器现场监测试验研究 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 研究区中深层地理地热地质条件分析 |
| 2.2.1 研究区供热必要性 |
| 2.2.2 研究区供热优越性 |
| 2.2.3 研究区供热适宜性 |
| 2.3 研究区同轴换热的优势性 |
| 2.4 换热器井孔概况 |
| 2.4.1 井位 |
| 2.4.2 井身结构 |
| 2.4.3 嵌入地层 |
| 2.5 现场监测试验 |
| 2.5.1 井下监测装置 |
| 2.5.2 地面监测装置 |
| 2.5.3 现场试验过程 |
| 2.5.4 试验不确定性分析 |
| 2.6 现场试验结果 |
| 2.6.1 地温特征 |
| 2.6.2 流体温度随时间演化 |
| 2.6.3 系统间歇运行演化特征 |
| 2.6.4 流体温度随深度分布 |
| 2.7 系统性能分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 同轴换热器数值模拟研究 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 模型建立 |
| 3.3 初始和边界条件 |
| 3.4 传热分析 |
| 3.5 热阻分析 |
| 3.6 模型验证 |
| 3.7 结果分析与讨论 |
| 3.7.1 开采强度的影响 |
| 3.7.2 换热器组成属性的影响 |
| 3.7.3 热储特征的影响 |
| 3.7.4 流体注入速率的影响 |
| 3.7.5 间歇运行的影响 |
| 3.7.6 热储影响范围分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 多通道及多孔介质热储强化试验研究 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 射孔强化方法 |
| 4.3 多通道对流传热试验 |
| 4.3.1 多通道样品 |
| 4.3.2 对流换热试验装置 |
| 4.3.3 试验过程及方案 |
| 4.3.4 多通道传热数据处理 |
| 4.3.5 多通道对流传热结果 |
| 4.4 多通道岩样力学损伤特征 |
| 4.4.1 试验装置概述 |
| 4.4.2 试验过程及方案 |
| 4.4.3 弹性波速试验结果 |
| 4.4.4 力学损伤结果 |
| 4.5 热储局部刺激——等效多孔介质 |
| 4.6 多孔介质对流传热试验 |
| 4.6.1 多孔介质样品 |
| 4.6.2 对流换热试验装置 |
| 4.6.3 试验过程及方案 |
| 4.6.4 多孔介质传热数据处理 |
| 4.6.5 多孔介质对流传热结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 粗糙裂隙介质热储强化试验及模型研究 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 热储局部刺激——离散裂隙介质 |
| 5.3 试验装置概述 |
| 5.4 岩样制备 |
| 5.4.1 3D打印及数字模型化 |
| 5.4.2 样品浇筑 |
| 5.5 粗糙裂隙渗流试验 |
| 5.5.1 试验过程及方案 |
| 5.5.2 粗糙渗流试验结果 |
| 5.5.3 粗糙度方向性对渗流作用 |
| 5.5.4 支撑剂和温度对渗流影响 |
| 5.6 粗糙裂隙传热试验 |
| 5.6.1 试验过程及方案 |
| 5.6.2 传热试验数据处理 |
| 5.6.3 传热试验不确定度分析 |
| 5.6.4 粗糙裂隙传热试验结果 |
| 5.6.5 粗糙度方向性对传热的影响 |
| 5.6.6 典型粗糙裂隙传热分析 |
| 5.7 粗糙裂隙渗流传热数值模型研究 |
| 5.7.1 数值模型建立 |
| 5.7.2 初始和边界条件 |
| 5.7.3 数据处理 |
| 5.7.4 网格划分及验证 |
| 5.7.5 数值模拟结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间科研成果 |
| 致谢 |
（6）多年冻土区跑道L型热管—保温板复合道基应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土温度场研究现状 |
| 1.2.2 冻土工程主要处理措施 |
| 1.2.3 热管技术应用研究现状 |
| 1.2.4 保温板工程应用研究现状 |
| 1.3 本文研究主要内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 热管-保温板复合道基温度控制理论模型研究 |
| 2.1 热管-保温板降温机理及影响因素 |
| 2.1.1 热管-保温板降温机理 |
| 2.1.2 热管-保温板降温影响因素 |
| 2.2 热管-保温复合道基温度场控制方程建立 |
| 2.2.1 热管产冷量控制方程建立 |
| 2.2.2 土体温度控制方程建立 |
| 2.2.3 热管热阻关系式 |
| 2.2.4 空气-热管-土体耦合数值传热模型 |
| 2.3 边界条件的确定 |
| 2.3.1 边界条件影响因素 |
| 2.3.2 边界条件分类 |
| 2.3.3 附面层理论 |
| 2.3.4 边界条件确定 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 热管-保温板复合道基降温模型试验 |
| 3.1 试验简介 |
| 3.1.1 室内试验设备 |
| 3.1.2 室内试验方案 |
| 3.1.3 土质参数确定 |
| 3.1.4 热管及保温板参数确定 |
| 3.2 室内冷季试验结果分析 |
| 3.2.1 温度控制范围 |
| 3.2.2 L型热管壳体材料试验 |
| 3.2.3 L型热管蒸发段水平角度试验 |
| 3.2.4 L型热管弯折角度试验 |
| 3.2.5 L型热管最佳间距试验 |
| 3.3 室内暖季试验结果分析 |
| 3.3.1 温度控制范围 |
| 3.3.2 保温板厚度试验 |
| 3.3.3 保温板最佳埋深试验 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 热管-保温板复合道基降温效果数值模拟分析 |
| 4.1 有限元模型建立 |
| 4.1.1 有限元模型区域 |
| 4.1.2 土体参数确定 |
| 4.1.3 模型验证 |
| 4.2 无降温措施道基变化规律 |
| 4.2.1 天然土基温度变化规律 |
| 4.2.2 道面土基稳定变化规律 |
| 4.2.3 冻土上限下降对比 |
| 4.3 L型热管-保温板复合道基温度变化规律 |
| 4.3.1 道基温度变化规律 |
| 4.3.2 有无措施对比 |
| 4.3.3 有效降温半径 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 热管-保温板复合道基构造研究 |
| 5.1 冻土区机场建设勘测要素 |
| 5.2 热管-保温板复合道基构造设计 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论及建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（7）基于热熔钻进方法的冰层温度场及钻孔闭合速率研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题依据 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钻孔闭合问题研究现状 |
| 1.2.2 钻孔冰层温度场研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 热熔钻孔冰层温度场及钻孔闭合速率理论研究 |
| 2.1 笛卡尔坐标系下理论计算 |
| 2.2 圆柱坐标系下理论计算 |
| 2.2.1 无内热源理论计算 |
| 2.2.2 有内热源理论计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 热熔钻孔冰层温度场及钻孔闭合速率数值模拟 |
| 3.1 数值模拟软件选择 |
| 3.2 无内热源冰层温度场数值模拟 |
| 3.2.1 建立模型 |
| 3.2.2 材料定义与网格划分 |
| 3.2.3 物理场及边界条件 |
| 3.2.4 数值模拟结果与分析 |
| 3.3 有内热源冰层温度场数值模拟 |
| 3.3.1 密闭侧壁加热体 |
| 3.3.2 中空侧壁加热管 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 无内热源孔周冰层温度场试验研究 |
| 4.1 冰层温度场试验台设计 |
| 4.1.1 钻进系统 |
| 4.1.2 温度场检测系统 |
| 4.1.3 检测仪表 |
| 4.2 冰层温度场试验过程 |
| 4.2.1 试验方案 |
| 4.2.2 试验流程 |
| 4.3 冰层温度场试验结果分析 |
| 4.4 数值模拟与试验数据对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 无内热源钻孔闭合速率试验研究 |
| 5.1 模拟冰层钻孔 |
| 5.2 钻孔闭合速率试验 |
| 5.2.1 玄武岩桶内钻孔闭合速率试验结果 |
| 5.2.2 冰桶内钻孔闭合速率试验结果 |
| 5.3 理论结果与试验数据对比分析 |
| 5.3.1 温度变化特征曲线 |
| 5.3.2 不同条件下的钻孔闭合速率 |
| 5.4 RECAS安全钻速计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 侧壁加热安全加热功率密度试验研究 |
| 6.1 侧壁加热设计 |
| 6.1.1 侧壁加热元件 |
| 6.1.2 侧壁加热缠绕方式 |
| 6.2 侧壁加热安全功率密度试验研究 |
| 6.3 理论结果与试验数据对比分析 |
| 6.4 侧壁加热元件相关参数计算——以RECAS钻具为例 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）地热能提取对能源地下连续墙结构及地质环境影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 浅层地热能开发利用形式及能源地下结构简介 |
| 1.3 研究现状及存在问题 |
| 1.3.1 能源地下连续墙的热力学特性研究现状 |
| 1.3.2 浅层地热能开发利用诱发地质环境问题研究现状 |
| 1.4 主要研究内容与技术路线 |
| 第二章 地热能提取对能源地下连续墙热力学行为影响模型试验 |
| 2.1 能源地下连续墙模型试验的建立 |
| 2.1.1 模型试验平台 |
| 2.1.2 物理模型参数的确定 |
| 2.1.3 模型试验的建立以及试验方案 |
| 2.2 能源地下连续墙温度场演化规律 |
| 2.3 能源地下连续墙应力应变变化规律 |
| 2.4 能源地下连续墙土接触面法向应力的变化规律 |
| 2.5 讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 能源地下连续墙热力学行为数值模拟与实测数据对比分析 |
| 3.1 数值模型的建立 |
| 3.2 温度场数值模拟与实测结果对比分析 |
| 3.3 墙体内应变数值模拟与实测结果对比分析 |
| 3.4 墙土接触面法向应力数值模拟与实测结果对比分析 |
| 3.5 基于试验模型能源地下连续墙力学特性预测分析 |
| 3.5.1 不同约束条件对墙体力学特性的影响 |
| 3.5.2 不同温升条件对墙体力学特性的影响 |
| 3.6 讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 换热对单侧临空能源地下连续墙力学行为影响数值模拟 |
| 4.1 数值模型的建立 |
| 4.2 不同墙深条件对能源地下连续墙力学行为影响 |
| 4.3 不同温升/降条件对能源地下连续墙力学行为的影响 |
| 4.4 不同换热管布置方式对能源地下连续墙力学行为的影响 |
| 4.5 不同土体热膨胀系数对能源地下连续墙力学行为的影响 |
| 4.6 讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 地热能提取的地质环境影响研究及相应规范技术方法的确定 |
| 5.1 地热能提取对地温影响现场测试及长期运行模拟分析 |
| 5.1.1 地埋管换热器换热现场间歇运行试验 |
| 5.1.2 地埋管地源热泵系统长期运行模拟分析 |
| 5.2 地热能提取地质环境影响现场监测分析 |
| 5.2.1 地埋管地源热泵系统地温场长期监测 |
| 5.2.2 地表水源热泵系统水温长期监测 |
| 5.3 《浅层地热能开发利用地质环境监测规范》相关技术方法的确定 |
| 5.3.1 监测系统的分级 |
| 5.3.2 土体温度监测工作布置 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目和科研成果 |
| 参与的科研项目 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（9）南宁地铁东滨区间联络通道冻结法施工温度场演变规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 冻结法概况 |
| 1.3 冻结法温度场国内外研究概况 |
| 1.3.1 冻结法温度场理论研究 |
| 1.3.2 冻结法温度场物理试验研究 |
| 1.3.3 冻结法温度场应用研究 |
| 1.4 ADINA软件介绍及其在温度场模拟方面应用研究 |
| 1.5 论文主要研究内容及研究思路 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究方法 |
| 1.5.3 技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 冻结温度场分析相关理论 |
| 2.1 与温度场相关的重要参量 |
| 2.1.1 重要热物理参数 |
| 2.1.2 温度场解析理论及相关参量 |
| 2.2 传热原理分析 |
| 2.3 边界条件选取 |
| 2.4 工程中常用的数学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 东滨区间联络通道冻结工程温度场实测分析 |
| 3.1 工程背景 |
| 3.1.1 工程背景概况 |
| 3.1.2 工程地质条件 |
| 3.1.3 水文地质条件 |
| 3.1.4 地面环境条件 |
| 3.2 冻结孔、测温孔的布设 |
| 3.2.1 冻结孔布设 |
| 3.2.2 测温管布设 |
| 3.3 冻结设备设计 |
| 3.3.1 冷冻机的选择 |
| 3.3.2 冻结系统辅助设备 |
| 3.4 冻结施工设计 |
| 3.4.1 施工工序 |
| 3.4.2 钻孔偏斜 |
| 3.4.3 冻结孔钻进与冻结管设置 |
| 3.5 冻胀、融沉控制措施 |
| 3.5.1 冻胀和融沉控制的基本措施 |
| 3.5.2 控制地层融沉的注浆措施 |
| 3.6 联络通道冻结加固温度场实测分析 |
| 3.6.1 盐水去回路温度 |
| 3.6.2 测温孔温度 |
| 3.6.3 成冰公式计算结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 东滨区间联络通道冻结工程温度场数值分析 |
| 4.1 数值模拟基本假设 |
| 4.2 几何模型建立及网格划分 |
| 4.3 相关参数选择 |
| 4.3.1 边界条件与初值问题 |
| 4.3.2 土体热物理参数选取 |
| 4.3.3 观察路径的选取 |
| 4.4 数值模拟计算结果 |
| 4.4.1 测温点处温度发展变化规律研究 |
| 4.4.2 冻土帷幕发展变化云图 |
| 4.4.3 冻土帷幕发展变化等值线图 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 东滨区间联络通道冻结工程温度场敏感性分析 |
| 5.1 土体热物理参数改变对温度场发展的影响 |
| 5.1.1 导热系数 |
| 5.1.2 潜热 |
| 5.2 环境改变量对温度场发展的影响 |
| 5.2.1 原始地温 |
| 5.2.2 盐水降温计划 |
| 5.2.3 土体材料 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士期间主要科研成果 |
| 致谢 |
（10）热熔套管护壁技术电热元件的材料及发热性能仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 热熔钻进国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 热熔护壁技术研究进展 |
| 1.3.1 热熔套管护壁原理 |
| 1.3.2 热熔护壁技术发展 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 热熔套管护壁传热过程分析 |
| 2.1 热熔套管热传递过程 |
| 2.2 热熔套管热传递的数学模型 |
| 2.3 无内热源长圆筒的稳态导热 |
| 2.3.1 无内热源单层长圆筒的稳态导热 |
| 2.3.2 无内热源多层长圆筒的稳态导热 |
| 2.4 辐射传热和对流传热 |
| 2.4.1 辐射传热 |
| 2.4.2 对流传热 |
| 2.5 增强传热的措施 |
| 第3章 电热元件材料选择 |
| 3.1 电热元件的材料选择 |
| 3.1.1 金属电热材料 |
| 3.1.2 非金属电热材料 |
| 3.2 电热材料的确定 |
| 第4章 不同结构发热元件发热效率分析 |
| 4.1 ANSYS软件介绍 |
| 4.1.1 ANSYS软件发展过程 |
| 4.1.2 ANSYS主要功能 |
| 4.1.3 ANSYS分析计算的基本流程 |
| 4.2 发热元件的结构选择 |
| 4.2.1 实验背景介绍 |
| 4.2.2 电阻、电流的计算 |
| 4.2.3 表面负荷率的计算 |
| 4.3 圆筒状发热结构发热分析 |
| 4.3.1 几何模型的建立 |
| 4.3.2 电场有限元的模型建立 |
| 4.3.3 热场有限元的模型建立 |
| 4.3.4 有限元模型结果 |
| 4.4 栅状发热结构发热分析 |
| 4.4.1 电场有限元模型的建立 |
| 4.4.2 热场有限元模型的建立 |
| 4.4.3 有限元模型结果 |
| 4.5 螺旋状发热结构发热分析 |
| 4.5.1 几何模型的建立 |
| 4.5.2 电场有限元模型的建立 |
| 4.5.3 热场有限元模型的建立 |
| 4.5.4 有限元模型结果 |
| 4.6 结构选型确定 |
| 第5章 热熔套管护壁孔壁温度场分布 |
| 5.1 栅状结构发热体孔壁温度场分析 |
| 5.1.1 模型的建立 |
| 5.1.2 模型计算结果 |
| 5.2 螺旋状结构发热体孔壁温度场分析 |
| 5.2.1 模型的建立 |
| 5.2.2 模型计算结果 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、热熔钻进过程中温度在土体中传递规律的研究（论文参考文献）
- [1]软弱土层穿越的稳壁防偏钻井液技术研究[D]. 邹玉亮. 中国地质大学, 2021(02)
- [2]可回收预应力锚杆（索）作用机理及适用性研究[D]. 吴强. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]季节冻土区高速铁路路基冻胀机理及规律研究[D]. 杨昊. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]热熔钻头外壳用Cf增强ZrB2-SiC陶瓷的制备及其性能研究[D]. 何林恺. 吉林大学, 2021(01)
- [5]寒区中深层同轴换热传热机制及热储强化研究[D]. 黄奕斌. 吉林大学, 2021
- [6]多年冻土区跑道L型热管—保温板复合道基应用研究[D]. 杨依恒. 中国民航大学, 2020(01)
- [7]基于热熔钻进方法的冰层温度场及钻孔闭合速率研究[D]. 李枭. 吉林大学, 2020(08)
- [8]地热能提取对能源地下连续墙结构及地质环境影响研究[D]. 董盛时. 南京大学, 2019(01)
- [9]南宁地铁东滨区间联络通道冻结法施工温度场演变规律研究[D]. 吴雨薇. 海南大学, 2019(03)
- [10]热熔套管护壁技术电热元件的材料及发热性能仿真研究[D]. 史志荣. 中国地质大学(北京), 2016(02)