JC
Jie Chen
Author with expertise in Rock Mechanics and Engineering
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(29% Open Access)
Cited by:
2
h-index:
20
/
i10-index:
28
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Study on sensor network optimization for MS/AE monitoring system using fisher information and improved encoding framework

Yichao Rui et al.May 27, 2024
The current source localization is severely challenged by the geometric layout of the sensor network. To eliminate the influence of sensor network on the localization accuracy, this paper proposes a novel optimization method of sensor networks for microseismic/acoustic emission (MS/AE) monitoring systems using a fisher information and an improved encoding framework. Firstly, the range difference equation of MS/AE source is constructed for the system with known wave velocity. Secondly, the optimization function of sensor network layout is constructed using the fisher information and probability integral. Thirdly, the encoding sensor domains, combined with improved genetic manipulations, are adopted to solve the optimal sensor network. The feasibility and effectiveness of the proposed method are verified by laboratory AE experiments. The results demonstrate that the optimal sensor network can be efficiently identified by the proposed method, and the relative positioning accuracy of four-sensor optimal network reaches 3.7%. Simulation experiments are further conducted to investigate the localization performance of the common sensor networks and the geometric configuration of the optimal network. In addition, general rules for sensor network layouts in systems with known velocities are given to guide the placement of sensors in daily monitoring systems.
0

Macroscopic experimental study and microscopic phenomenon analysis of damage self-healing in salt rock

Zongze Li et al.Jul 1, 2024
Salt rock is characterized by a low porosity, low permeability and self-healing ability, and it is one of the most common materials used for underground energy storage and construction in underground nuclear waste repositories. Studying the healing of macroscopic cracks in salt rock under different conditions is important for ensuring the stability of the rock surrounding a salt cavern. To evaluate the healing ability and effect of cracks in salt rock at the macroscale, two tests were designed to directly assess the healing ability of salt rock by analyzing the tensile strength and permeability recovery of healed crack surface. Furthermore, the microstructure of the healed macroscopic fractures in salt rock was observed using scanning electron microscopy (SEM), and the microscopic mechanisms of salt rock damage healing were analyzed. (1) The results show that the presence of water is an important condition for the healing of cracks in salt rocks. Fully fractured salt rock cracks can heal at a low pressure of 160 kPa, and the uniaxial tensile strength of the healed specimens can reach a maximum of 121.1 kPa. It was found via computed tomography (CT) that a healed crack was still a weak surface in the whole specimen. (2) Increases in temperature, environmental humidity, and normal stress all promote the self-healing of salt rock fractures. Based on the experimental data, a model describing the evolution of salt rock damage healing variables with respect to temperature, humidity, and stress was established. It was also observed that the change in salt rock damage healing variables over time during the healing process can be represented by a first-order exponential decay function. (3) Using SEM, detailed micro healing experiments were conducted on NaCl single crystal and impurity-containing salt rock specimens. The healing characteristics of intracrystalline cracks and intercrystalline cracks were studied. It was observed that salt rock damage healing manifests at the microscopic level as the filling of microcracks and crack segmentation caused by grain growth. Additionally, the presence of a certain amount of impurities was found to promote the growth of internal structures that heal cracks within salt rock. These findings are of great significance for evaluating the stability and tightness of the surrounding rock of salt cavern reservoirs.
0
Paper
Citation1
0
Save
0

Temporal Refinement of Major Primary Air Pollutant Emissions Based on Electric Power Big Data: A Case of the Cement Industry in Tangshan City

Xiaoxuan Bai et al.Jul 26, 2024
High-temporal resolution and timely emission estimates are essential for developing refined air quality management policies. Considering the advantages of extensive coverage, high reliability, and near real-time capabilities, in this work, electric power big data (EPBD) was first employed to obtain accurate hourly resolved facility-level air pollutant emissions information from the cement industries in Tangshan City, China. Then, the simulation optimization was elucidated by coupling the data with the weather research and forecasting (WRF)-community multiscale air quality (CMAQ) model. Simulation results based on estimated emissions effectively captured the hourly variation, with the NMB within ±50% for NO2 and PM2.5 and R greater than 0.6 for SO2. Hourly PM2.5 emissions from clinker production enterprises exhibited a relatively smooth pattern, whereas those from separate cement grinding stations displayed a distinct diurnal variation. Despite the remaining underestimation and/or overestimation of the simulation concentration, the emission inventory based on EPBD demonstrates an enhancement in simulation results, with RMSE, NMB, and NME decreasing by 9.6%, 15.8%, and 11.2%, respectively. Thus, the exploitation of the vast application potential of EPBD in the field of environmental protection could help to support the precise prevention and control of air pollution, with the possibility of the early achievement of carbon peaking and carbon neutrality targets in China and other developing countries.