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[发明专利]一种具有冲击功能的原油管道防冻拔支撑装置-CN202310922542.3在审
发明人：陈敦;曹亚鹏;李国玉;高凯;李昌清;杜青松;应赛;陈之祥;王步翔;张旭亮 -专利权人：中国科学院西北生态环境资源研究院
申请日： 2023-07-26 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： F16L3/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种具有冲击功能的原油管道防冻拔支撑装置，包括支撑板体，在支撑板体的上部安装有用于安装管道的连接架机构，在支撑板体的下部固定连接有固定筒，在固定筒的筒壁上沿固定筒长度方向等间隔设置有多组相对的圆形通孔，在每组的两个圆形通孔中分别安装有冲击机构，并且两个冲击机构之间设置有连接杆，工作时，通过连接杆的转动驱动冲击机构对土体进行冲击工作，使冲击头更好的向外延伸至硬质土体中，从而稳定整个防冻拔支撑装置。
一种具有冲击功能原油管道冻拔支撑装置

[发明专利]一种防止桩身拔出的杆式桩基础及工作方法-CN202310764851.2有效
发明人：曹亚鹏;李国玉;王步翔;马巍;张旭亮;应赛;王亚鹏;陈之祥;陈敦 -专利权人：中国科学院西北生态环境资源研究院
申请日： 2023-06-27 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： E02D27/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种防止桩身拔出的杆式桩基础及工作方法，杆式桩基础包括底座、固定在所述底座内部的支撑块、通过导向结构活动设置在所述支撑块顶部的支撑板以及位于所述支撑块下部的防冻拔组件，其中：所述防冻拔组件包括转动连接在支撑块上的第一连接杆以及一个或多个端部固定于所述第一连接杆上的伸缩杆，每一个伸缩杆的另一端固定有一个刮板，伸缩杆伸展状态下，刮板突出于底座的外壁；所述支撑板通过传动组件与第一连接杆传动连接，所述传动组件将支撑板的竖直直线运动转换为第一连接杆的转动。本发明在孔底形成一个较大的底座，从而形成支点，克服向上的冻具有胀力，延长了桩基础的使用寿命。
一种防止拔出桩基础工作方法

[发明专利]三维土压力盒成套应用装置及其实施方法-CN201711433854.9有效
发明人：李顺群;刘烨璇;陈之祥;柴寿喜;白云凤;张翻;张伟;程宇 -专利权人：天津城建大学
申请日： 2017-12-26 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： E02D1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种三维土压力盒成套应用装置，该成套应用装置包括螺纹拧紧的伸缩导杆、三维土压力盒固定基座和连接控件、三维土压力盒、数据导线，螺纹拧紧的伸缩导杆和三维土压力盒固定基座之间通过连接控件相连相连，三维土压力盒的多根导线汇总为一根数据总线。同时提供一种三维土压力盒成套应用装置的实施方法。有益效果是该三维土压力盒成套应用装置解决了三维土压力盒在现场应用过程中无法确定埋设角度和深度的不足，实现了三维土压力盒在原状土体测试中的应用。将该发明的成套应用装置应用于实际工程中，可以提高测量结果的精度，利用所述实施方法可以节省时间，提高施工效率。
三维压力成套应用装置及其实施方法

[发明专利]一种干旱地区矿山堆填场蒸-渗可控生态修复系统-CN202210003072.6有效
发明人：万勇;何星星;薛强;陈之祥;刘磊;陈新;薛建飞 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2022-01-04 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： A01G22/00 文献下载
摘要：本发明提供一种干旱地区矿山堆填场蒸‑渗可控生态修复系统，包括：保水‑储水覆盖子系统，该系统覆盖在矿山堆填场的表层，包括：沿矿山堆填场的表层依次向外设置的反渗漏层、储水层、反蒸发层和混凝土框架结构；智能层下滴灌子系统，该系统与保水‑储水覆盖子系统连接并供水，包括：滴灌管网、多个传感组件，控制器，储水箱和电动水闸，滴灌管网设置在储水层和反蒸发层之间，多个传感组件对应设置在储水层和反蒸发层内，用于执行检测动作，检测动作用于检测表示储水层和反蒸发层的基质吸力、含水率以及温度等土质参数，控制器用于控制传感组件进行检测动作并获取土质参数，同时通过对土质参数进行程序计算，进而控制电动水闸的开闭状态。
一种干旱地区矿山堆填场蒸可控生态修复系统

[发明专利]一种防冻拔和防融沉装置的使用方法-CN202310330025.7有效
发明人：曹亚鹏;李国玉;马巍;陈之祥;王步翔;陈敦 -专利权人：中国科学院西北生态环境资源研究院
申请日： 2022-10-20 - 公布日： 2023-08-11 - 主分类号： E02D31/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种防冻拔和防融沉装置的使用方法，所述装置包括定位筒体、上盖、防融沉杆以及防冻拔杆，其中：所述上盖密封装配于所述定位筒体的顶部，所述上盖上设有固定位以安装结构物；所述定位筒体的底部设有防冻拔杆，所述定位筒体的上部设有防融沉杆；所述防冻拔杆朝上设置，底部通过第一连接螺杆旋转设置在冻拔杆安装座，所述防融沉杆朝下设置，顶部通过第二连接螺杆旋转设置在融沉杆安装座上，所述第一连接螺杆和第二连接螺杆上均安装有回位弹簧；所述防融沉杆通过触发机构与定位筒体的下部相连接。本发明可对冻拔灾害和融沉进行有效防治，功能多样化。
一种冻拔防融沉装置使用方法

[发明专利]一种水合物分解过程等效比热实时无损计算的装置及方法-CN202310479787.3在审
发明人：孙翔;程凡宝;赵奇缘;宋永臣;李洋辉;吴鹏;陈之祥;刘卫国 -专利权人：大连理工大学;中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G01N25/20 文献下载
摘要：本发明属于天然气水合物开采技术领域，公开一种水合物分解过程等效比热实时无损计算的装置及方法，装置包括可视扁平反应釜、无损高精度相态识别系统、进气进液及排气排液系统、计算机采集系统。本发明的原理是：通过反应釜外部通过导热供给均匀热源的方法，促使水合物分解，内部热对流可忽略。通过无损高精度相态识别系统获得实时各组分体积分数，对体积分数采用牛顿插值计算，求取相邻温度的水合物沉积物相变潜热，得到水合物沉积物的等效比热。本发明实现了水合物分解过程中等效比热场的实时无损计算，该方法环保经济、装置清晰可视，为水合物的开采过程中相变潜热以及等效比热的研究提供了技术支撑。
一种水合物分解过程等效比热实时无损计算装置方法

[发明专利]一种研究水合物开采过程中井筒失稳与气体泄漏装置及方法-CN202310486881.1在审
发明人：孙翔;程凡宝;刘煊吉;宋永臣;李洋辉;吴鹏;陈之祥;刘卫国 -专利权人：大连理工大学;中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2023-05-04 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明属于岩土工程领域，公开了一种研究水合物开采过程中井筒失稳与气体泄漏装置及方法，装置包括反应釜系统、井系统、水合物生成系统、水合物开采系统和监测系统。该装置实现了水合物开采过程中井筒失稳和气体泄漏的实时监测。与传统研究装置相比，考虑开采中的流固耦合过程，即水合物相变和沉积物作用下，沉积物储层变形对井筒、固井水泥环的挤压和剪切破坏，导致气体沿变形井筒逃逸泄漏，而这会引起对固井水泥环的剥离和井筒的腐蚀，加速井筒及水泥环的失稳，进一步阻碍气水产出。该装置对实验室条件下研究水合物开采过程的沉积物和井筒的流固耦合作用具有一定指导意义。
一种研究水合物开采过程井筒失稳气体泄漏装置方法

[发明专利]一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法-CN202310479509.8在审
发明人：孙翔;程凡宝;宋永臣;李洋辉;吴鹏;陈之祥;刘卫国 -专利权人：大连理工大学;中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G01N25/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法，包括制作含水合物沉积物试样，通过测温‑加热探针和多组温度‑压力传感器探头、恒流稳压输出设备确定加热过程的时间和沉积物升高的温度，然后计算获得沉积物内水合物状态，最后利用水合物饱和度反演公式计算沉积物内原位水合物的饱和度。本发明利用水合物导热系数计算时考虑水合物分解相变潜热的影响的特点，将沉积物内水合物饱和度引入导热系数计算，利用混合物理论得到的导热系数和热线法测得的导热系数等效的原理，反演获得沉积物内原位水合物饱和度分布。该方法基于热学原理实现了含相变的水合物沉积物内饱和度分布的反演计算，为沉积物内水合物饱和度的计算提供便利。
一种利用导热系数反演沉积物水合物饱和度方法

[发明专利]土体驱替-相变微流控模拟的荧光可视装置及方法-CN202310367083.7在审
发明人： 陈之祥;华龙飞;万勇;薛强;何星星;董志伟;孙翔;欧治松 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2023-04-07 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明提供一种土体驱替‑相变微流控模拟的荧光可视装置及方法，通过微流控芯片内部孔道模拟土体孔隙结构、微流体调控系统控制流体压力及流量、加热控温系统改变微流控芯片温度、荧光可视化系统标记并观测非水相有机物渗流特征以及基质吸力测试模块采集排水量及基质吸力等数据，进而推导获取微流控芯片模拟非饱和土体的土水特征曲线，通过数据采集及图像分析系统将采集到的图像及数据进行储存及处理，进而得到压力‑温度‑流量相互关系、图像荧光面积百分比等数据。同时，实现了土体非饱和渗流的微流控模拟以及对于非水相有机物的紫外线荧光标记，以及实现为土体内部多相流体高温相变行为及渗流特征研究提供装置及方法。
土体驱替相变微流控模拟荧光可视装置方法

[发明专利]一种土体微纳米界面力学与表面形貌表征方法-CN202310131783.6在审
发明人：薛强;李江山;刘金都;万勇;董晨曦;陈新;陈之祥 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2023-02-17 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明提供一种土体微纳米界面力学与表面形貌表征方法，包括以下步骤：步骤1)对待测土样进行预处理得到块状土体；步骤2)在块状土体的外围注入包裹固定剂得到固化土体；步骤3)用砂纸逐级打磨固化土体，采用无水抛光法对待测表面进行抛光，并标记待测区，得到待测土体；步骤4)用光学显微镜和原子力显微镜测试待测土体的表面形貌；步骤5)用纳米压痕/纳米划痕仪和显微硬度仪测试待测土体的微纳米力学性能；步骤6)用SEM‑EDS得到土样矿物成分分布；步骤7)依据待测土体的表面形貌、微纳米力学性能及矿物成分分布获得分析数据。本发明可对块状土体微纳米界面力学与表面形貌进行无损精细表征，真实、全面反映其微纳米界面力学与表面形貌。
一种土体微纳米界面力学表面形貌表征方法

[发明专利]具有温度补偿功能的高温土压力传感器系统及标定方法-CN202210113242.6有效
发明人：薛强;陈之祥;万勇;刘立洋;李江山;陈新 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2022-01-28 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01L25/00 文献下载
摘要：本发明提供具有温度补偿功能的高温土压力传感器系统及其标定方法，包括高温土压力传感器、高温土中孔隙压力传感器和传感器标定系统。通过优化传感器受热和受力结构，依据监测温度、压力和压力差和信号读数之间的关系构建标定系数表，进而利用试验中的温度、温度场和信号读数确定土压力或土中孔隙压力。本发明的效果是提供的土压力和土中孔隙压力传感器能够分离温度及温度差产生的热应力对测试结果的影响，减小了气体传热较慢给温度应力补偿带来的误差；提供的标定装置量化了温度和温度差对传感器散热引起的不确定误差，能够显著提升高温和热对流同时作用条件下土压力和土中孔隙压力传感器的测试精度。
具有温度补偿功能高温压力传感器系统标定方法

[发明专利]一种冻土多向基质吸力和导水系数测试方法-CN202210169091.6有效
发明人： 陈之祥;薛强;何星星;李江山;刘磊;陈亿军 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2022-02-23 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明提供一种冻土多向基质吸力和导水系数测试方法，通过模型试验量化加载过程中不同方向应力传递的差异，通过量化的应力路径差异采用等效加载方式实现不同方向试样的制备，进而测定不同方向试样的基质吸力并确定冻结特征曲线，结合状态含量组成的一致性条件给出了冻土土水特征曲线，以及基于土水特征曲线的冻土导水系数预测方法。本发明的效果是提供的方法实现了各向异性土样的异位制备，能够测定冻土的冻结特征曲线、冻土的土水特征曲线和导水系数。该方法克服了原位取样的易损性、数据离散性等不足，显著提升了冻土基质吸力和导水系数测试的准确性。
一种冻土多向基质吸力水系测试方法

[发明专利]用于土体三维应变测试的成套装置及其实施方法-CN201711435186.3有效
发明人：李顺群;张翻;陈之祥;尚军;张彦;张伟;刘烨璇;白云凤 -专利权人：天津城建大学
申请日： 2017-12-26 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01B21/32 文献下载
摘要：本发明提供一种用于土体三维应变测试的成套装置，包括三维应变花、数据导线、圆筒杆状放置装置。同时提供了一种用于土体三维应变测试的成套设备的实施方法。本发明的有益效果是能将三维应变土块以固有角度和深度放入待测点，提高了测试结果的精确性，对于分析土体受力后的稳定性及评价工程安全等级有着不可代替的作用。通过实际测定和比较，本类装置能够提高三维应变装置测试精度的79％～85％。因此该实施方法有着十分重要的现实意义和工程应用价值。
用于三维应变测试成套装置及其实施方法

[发明专利]用于测定冻土各向导热系数的装置及其测试方法-CN201710226098.6有效
发明人： 陈之祥;李顺群;赵磊;桂超;潘林;杨文喜;尚军;王英红 -专利权人：天津城建大学
申请日： 2017-04-08 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01N25/20 文献下载
摘要：本发明提供用于测定冻土各向导热系数的装置，该装置的加热测温探针的内部布置有加热丝、上测温点、下测温点、探针壁、填充砂；测温探针端部内壁设置有测温点，测温探针的探针壁、填充砂；数据线经手柄孔道和探针安装孔与一根加热测温探针和三根测温探针相连接；将数据线与数据采集系统相连接。同时提供一种用于测定冻土各向导热系数的装置的测试方法。本发明的效果是该方法具备测试时间较短、计算便捷等特征，为计算冻土各向的导热系数提供一种手段。通过对比计算和实测值，该装置的预测误差在7.2％以内。精度的提高能够最大限度提升对冻土热传导性能的认识，为冻土温度场的热参数选取提供保障。
用于测定冻土导热系数装置及其测试方法

[发明专利]一种多元固废基矿山堆填场生态修复基质及其制备方法-CN202211719861.6在审
发明人：薛强;何星星;万勇;陈之祥;李江山;刘磊;陈新 -专利权人：中国科学院武汉岩土力学研究所
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： A01G24/00 文献下载
摘要：本申请涉及一种多元固废基矿山堆填场生态修复基质及其制备方法，属于固废资源化利用技术领域；包括：微生物活化生态基质、第一煤矸石和粉煤灰；其中，微生物活化生态基质为第二煤矸石、污泥、植物纤维和复合菌剂经生物好氧发酵制得；复合菌剂包括：有机碳分解菌、解钾菌和解磷菌的混合物；通过复合菌剂对煤矸石、污泥、植物纤维等混合物料进行发酵活化处理，可实现混合物料内有机和无机成分的有效降解，提高基质内氮、磷、钾、腐殖酸和各类微量元素的含量；再通过将发酵活化后的生态基质与未处理的煤矸石及粉煤灰复配，制备出可完全代替植生土使用的矿山生态修复基材。
一种多元固废基矿山堆填场生态修复基质及其制备方法

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