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公开(公告)号：CN113758848B
公开(公告)日：2023-03-10
申请号：CN202110824410.8
申请日：2021-07-21
申请人： 山东大学
IPC分类号： G01N15/08
摘要： 本发明提供了一种节理岩体渗流‑应力耦合模拟的PD‑FVM计算模型构建方法及应用，采用普通态型近场动力学进行模拟固体层，建立近场动力学物质点使固体层离散化，将整个固体层划分为固体域、过渡域和裂隙域，分别计算处于不同层的三维和二维情况下标量有效力密度状态；采用有限体积法进行模拟流体层，建立结构性网格使流体层离散化，运用立方定律确定物质点渗透率，通过对应关系传递到流体网格节点；在固体层与流体层之间建立过渡层，使物质点和结构性网格节点有效对应，得到流固耦合计算模型。本发明将近场动力学和有限体积法进行耦合，实现流体压力与固体变形之间的相互传递，提高模拟的计算效率，有效揭示了节理岩体渗流‑应力的相互影响关系。
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公开(公告)号：CN116151071A
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202310074107.X
申请日：2023-01-18
申请人： 山东大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F119/02 , G06F119/14 , G06F111/10
摘要： 本发明属于数值仿真技术领域，提供了一种基于有限元‑近场动力学的动态裂纹扩展计算方法及系统，本发明首先计算有限元单元的变形和受力情况，判断有限元单元是否得到破坏条件，通过将计算区域划分为有限元网格和近场动力学物质点，然后裂纹自近场动力学物质点之间发生起裂，并随着裂纹扩展，达到破坏条件的有限元单元逐渐被近场动力学物质点所替换，构建有限元网格和近场动力学物质点的动态转换方法，避免了要求预设有限元和近场动力学计算范围的问题，最后计算有限元单元节点和物质点的位置和受力，实现了裂纹扩展过程的动态建模和高效计算。
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公开(公告)号：CN113761760A
公开(公告)日：2021-12-07
申请号：CN202110824416.5
申请日：2021-07-21
申请人： 山东大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06F111/10 , G06F119/14
摘要： 本发明提供了一种工程尺度岩体破裂全过程模拟的PD‑FEM数值计算方法及系统，根据是否发生损伤，将岩体计算模型划分为近场动力学区、有限元区和耦合区；在耦合区中进行力与位移的传递，将上覆岩层重力及构造应力转化为有限元区域力边界条件，约束转化为位移边界条件，计算出有限元区的结点位移，将此作为近场动力学区的边界条件；在上述边界条件下，迭代计算物质点位移以及损伤，求解岩体的变形特征，实现岩体破裂的工程尺度模拟。本发明能够有效减少工作量，保证计算精度的同时大幅度提高计算效率，对于解决岩体破裂工程尺度问题具有重要意义。
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公开(公告)号：CN116255104A
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202310071340.2
申请日：2023-01-17
申请人： 山东大学
摘要： 本发明公开的一种基于柔膜裹覆的岩土体取芯装置与方法，包括空心钻杆，空心钻杆内部设置能沿钻杆轴向移动的环形控制机构，空心钻杆的前端内壁设置环形柔膜储仓，后端内壁设置环形卡储仓，柔膜储仓内存储柔膜，环形卡储仓内存储环形卡，柔膜的一端从柔膜储仓内伸出与环形控制机构连接，当钻孔取芯时，环形控制机构从空心钻杆的前端向后端运动，能够带动柔膜从柔膜储仓内伸出，并套于岩芯外侧；环形卡与环形卡控制机构连接，通过环形卡控制机构带动环形卡沿钻杆轴向移动，使得环形卡紧固在岩芯外侧的柔膜上。通过柔膜和环形卡对岩芯进行紧固保护，完整的保留了岩芯样本中各局部区域的相对位置关系，从而实现高效、高质量的岩土体取芯工作。
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公开(公告)号：CN116108630A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202211590354.7
申请日：2022-12-12
申请人： 山东大学
IPC分类号： G06F30/20 , G06F17/11 , G06F17/16 , G06F119/14
摘要： 本发明属于数值仿真技术领域，提供了一种基于并行计算和矩阵近场动力学的裂纹计算方法及系统，本发明首先构建邻域矩阵、坐标矩阵、位移矩阵、荷载密度矩阵以及标记矩阵；然后结合坐标矩阵和标记矩阵，计算物质点在每一时间步的受力；使用标记矩阵对荷载密度矩阵计算结果进行过滤，通过对荷载密度矩阵的每一行求和，确定每一个物质点所受的合力，通过物质点所受的合力求解物质点的变形和位移；通过将近场动力学计算过程中所用的变量全部转换为矩阵格式，基于近场动力学基本控制方程，利用CPU/GPU并行开展矩阵运算，实现了近场动力学的高效求解，避免了传统方法采用逐次检索，迭代计算过程时间成本较高的问题。
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公开(公告)号：CN114487345A
公开(公告)日：2022-05-13
申请号：CN202210013619.0
申请日：2022-01-06
申请人： 山东大学 , 中铁十四局集团第一工程发展有限公司
摘要： 本发明提供一种配合CT实时扫描的高温—渗流—三轴应力耦合实验装置，属于岩土工程试验装置技术领域，包括承载主体；所述承载主体内设有温压室；所述温压室内设有试样室；所述温压室用于为试样室提供实验所需的温度和压力；所述试样室连通有渗流机构；渗流机构，用于为置于试样室内的试样提供渗流体；承载主体上设有应力加载机构，所述应力加载机构用于为所述试样提供加载应力。本发明结构相对简单、组装方便、便携性强，温度‑化学耦合效果好；采用渗透压伺服控制系统，改进了传统的液压泵加压方式，保证了长时间、稳定、可靠的化学渗流作用；采用高温导热油作为围压介质进行试件加热，并加入水循环冷却系统，实现了更高、更稳定的实验环境温度。
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公开(公告)号：CN116243401A
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202211530696.X
申请日：2022-12-01
申请人： 山东大学
摘要： 本发明提供了一种海底隧道突涌水灾害多元信息监测方法及系统，根据海底隧道已开挖揭露情况，布设相应的应力、位移、渗压以及振动速度传感器，对隧道全区域进行多参数监测；根据超前地质探测、地质勘察或/和风险评估结果，确定突涌水危险性大于设定值的断面，对其采用岩体内外结合的监测方式，对岩体渗流灾变进行内‑外多元信息监测，以及岩体破裂微震定位，实现岩体渗流灾变时‑空监测分析。本发明在传统布设的基础上，结合海底隧道特点建立了“疏密结合，内外结合，时空监测”的监测理念，最终实现海底隧道全方位监测以及突涌水区域灾害演化状态判识与概率预测。
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公开(公告)号：CN115457735A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202210867430.8
申请日：2022-07-21
申请人： 山东大学
摘要： 本发明提供了一种基于红外热成像与视频监控的突涌水无线监测装置及方法，所述装置包括施工台车以及设置在施工台车上的补光灯和红外‑视频一体化监测机构；红外‑视频一体化监测机构，包括：红外热成像探测元件、视频监控元件、第一连接件、第二连接件、旋转轴承、旋转底座和无线传输模块；本发明充分利用岩体与突涌水体热辐射差异，通过红外‑视频一体化监测装备，可实现岩体温度场变化的实时获取，圈定突涌水位置，实现了突涌水位置的预测；本发明通过一体化监测装备获取突涌水孔面积、突涌水角度及突涌水距离，并用相应的公式出计算突涌水量大小，并对突涌水量大小进行实时更正，同时基于灰色理论实现了突涌水态势的更准确预测预警。
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公开(公告)号：CN116256297A
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202310073383.4
申请日：2023-01-17
申请人： 山东大学
摘要： 本发明公开的一种断层渗透破坏突水过程中宏细观性质测试系统及方法，包括控制系统、运输系统、试样制备系统、渗透测试系统、强度测试系统和CT扫描系统；控制系统和运输系统连接；控制系统，用于控制运输系统将试样制备系统制作好的试样运送至渗透测试系统处；将渗透测试系统渗透破坏试样运送至CT扫描系统处；将扫描后的渗透破坏试样运送至试样制备系统处，通过试样制备系统制作与渗透破坏试样同等配比的完整试样；将试样制备系统制作好的试样运送至强度测试系统处。集渗透测试、粘度测试、强度测试和CT扫描功能于一体，满足断层渗透破坏突水过程中宏细观性质测试的要求。
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公开(公告)号：CN116245036A
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202211520123.9
申请日：2022-11-30
申请人： 山东大学
IPC分类号： G06F30/28 , G06F30/23 , G06F119/14 , G06F111/10
摘要： 本发明提出了工程岩体应力‑渗流耦合的PD‑FEM‑FVM高效模拟分析方法及系统，包括：根据实际工程分别对固体层及流体层建立相应尺寸模型；将初始边界条件施加在所建立的整个模型上；基于施加的初始边界条件分别对固体层及流体层进行计算，根据固体层中近场动力学物质点的位移情况判断物质点的键是否满足破坏条件，记录局部损伤情况，进而描述岩体的破裂情况；根据流体层中FVM控制体的压力即可得到整个模型的流场分布，从而进行岩体应力‑渗流耦合的工程尺度高效模拟。
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