鋼筋混凝土介質(zhì)高速侵徹機理研究項目摘要

本項目緊密圍繞鋼筋混凝土高速侵徹這一重大國防研究背景，在目前國內(nèi)700m/s速度以下侵徹機理研究較為完善的基礎(chǔ)上，針對850m/s以上鋼筋混凝土高速侵徹過程中的三個關(guān)鍵科學(xué)問題：介質(zhì)的損傷演化規(guī)律、高速侵徹阻力特性規(guī)律、侵徹效率形成機理等開展研究。獲得鋼筋混凝土介質(zhì)的損傷函數(shù)模型、損傷演化方程，建立開坑階段彈體偏轉(zhuǎn)的理論模型，推導(dǎo)出介質(zhì)對侵徹彈體的阻力方程，建立高速侵徹的理論模型，尋求撞擊速度、材料破碎、彈體的強度和熔點、混凝土密度和強度等因素對高速侵徹的影響規(guī)律，建立彈體質(zhì)量侵蝕模型，揭示侵徹效率的形成機理，得到侵徹深度隨撞擊速度的拐點閾值（侵徹效率）。本項目研究將填補我國在鋼筋混凝土介質(zhì)高速侵徹理論研究方面的空白，為深侵徹技術(shù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

本項目緊密圍繞“鋼筋混凝土高速侵徹”這一重大國防研究背景，針對850m/s 以上鋼筋混凝土高速侵徹過程中的三個關(guān)鍵科學(xué)問題：介質(zhì)的損傷演化規(guī)律、高速侵徹阻力特性規(guī)律、侵徹效率形成機理等開展研究。獲取了混凝土含損傷本構(gòu)關(guān)系，得到了混凝土介質(zhì)損傷演化方程，給出了鋼筋混凝土含損傷動態(tài)本構(gòu)關(guān)系的等效方法，彌補了國內(nèi)外在高壓、大變形、高應(yīng)變率下混凝土材料力學(xué)性能研究方面的不足和空白；揭示了對鋼筋混凝土介質(zhì)的高速侵徹機理，建立了高速侵徹鋼筋混凝土介質(zhì)阻力模型，獲得了彈體侵徹鋼筋混凝土的影響規(guī)律，完善了鋼筋混凝土介質(zhì)高速侵徹的理論體系，在國內(nèi)首次建立了適用于不超過1400m/s的高速侵徹深度計算公式，并向下兼容到低速侵徹，計算誤差在10%以內(nèi)；從細觀尺度上探索了高速侵徹彈體侵蝕效應(yīng)機理，建立了基于熱效應(yīng)的侵蝕效應(yīng)理論模型，給出了在給定彈靶條件下彈體發(fā)生侵蝕的條件，從理論和試驗上證明了高速侵徹混凝土介質(zhì)的過程中存在侵徹效率，對于未來開展更高速度戰(zhàn)斗部的研制，在戰(zhàn)斗部強度設(shè)計、引信設(shè)計、裝藥安定性設(shè)計等方面具有重要的價值；首次建立了高速侵徹鋼筋混凝土的6自由度彈道偏轉(zhuǎn)模型，揭示了鋼筋以及自由表面對彈道偏轉(zhuǎn)的影響規(guī)律，實現(xiàn)了對不同速度、靶板傾角、彈體攻角等條件下侵徹彈道的預(yù)估，解決了非正侵徹彈道偏轉(zhuǎn)的定量預(yù)測的難題。 本項目解決了高速深鉆地戰(zhàn)斗部研制中的關(guān)鍵難題和技術(shù)瓶頸，開創(chuàng)性成果填補了國內(nèi)多方面的空白，對我國武器裝備發(fā)展具有重大意義。獲得的成果已經(jīng)成功應(yīng)用于XXX型號研制，解決了研制過程中的關(guān)鍵問題。

通常，在油藏的勘探和開發(fā)期間，關(guān)于含水層的出現(xiàn)和特點的信息很少能夠得到，而該含水層在衰竭期能夠為水侵提供來源。天然水驅(qū)可以根據(jù)附近正在開發(fā)的油藏類推得到，早期的油藏動態(tài)也能夠提供線索。隨著累計采出量的增加油藏壓力遞減速度比較低且逐漸減小表明有流體侵入。油藏壓力每變化1psi的地面采出量的連續(xù)計算能夠補充動態(tài)曲線。如果油藏界限沒有根據(jù)開發(fā)干井界定出來，水侵有可能來自油藏的未開發(fā)區(qū)域。如果油藏壓力低于油的飽和壓力，生產(chǎn)氣油比GOR增加速度緩慢也表示有水侵。

邊井早期產(chǎn)水表示有水侵。該結(jié)論必須排除早期產(chǎn)水是由于地層裂縫、高滲透薄夾層、有限含水層錐進引起的可能性。產(chǎn)水可能由于套管漏失。

根據(jù)油藏壓力連續(xù)測量值，利用物質(zhì)平衡法并假設(shè)沒有水侵，計算的原始石油地質(zhì)儲量是不斷增加的，也表明有水侵。

含水巖層稱為含水層，幾乎包圍在所有油氣藏的周圍。這些含水層可能比與其相鄰的油藏或氣藏大很多，近于無限大。也可能非常小以至于它們對油藏動態(tài)的影響可以忽略。

當(dāng)油藏流體被開采出來，油藏壓力下降，在油藏和周圍的含水層之間產(chǎn)生壓差。遵循孔隙介質(zhì)中流體流動的基本規(guī)律，含水層通過原始油水界面侵入。在某些情況下，水侵的發(fā)生是由于水動力條件和露頭處地面水對地層的補給。在許多情況下，含水層的孔隙體積比油藏本身的孔隙體積小。因此，相對于整個能量系統(tǒng)和油藏體積動態(tài)，含水層水的膨脹可以忽略。在這種情況下，水侵的影響可以忽略。另外一種情況，含水層的滲透率非常低以至于水侵入油藏需要很大的壓力差，在這種情況下，水侵的影響也可以忽略。

內(nèi)容簡介

《鋼筋混凝土井壁腐蝕損傷機理研究及應(yīng)用》介紹了鋼筋混凝土井壁腐蝕損傷研究的現(xiàn)狀，凍結(jié)法井壁施工混凝土承受凍結(jié)壓力對其性能影響的試驗研究，鹽害環(huán)境鹽離子腐蝕混凝土及鋼筋的機理類型及危害，復(fù)合鹽害混凝土腐蝕損傷規(guī)律的試驗研究，混凝土井壁裂縫的發(fā)生機理及帶裂縫混凝土的力學(xué)性能變化規(guī)律，損傷混凝土的損傷量評價，基于混凝土材料損傷的服役混凝土井壁的時變可靠度研究與壽命預(yù)測。

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