可移式多功能微机自动控制钻进实验台的研建

在总结原有的微机自动控制实大钻实验台和微机自动控制模拟微钻实验台研建经验的基础上,运用多项先进技术和最新研究成果,成功地研建了一套“可移式多功能微机自动控制钻进实验台”。介绍了实验台的研建过程及实验效果。     

孕镶金刚石钻头破岩机理及岩石分级

近十年来孕镶金刚石钻头在我国地质勘探钻进中所完成的工作量日益增长。在大部分坚硬、硬、中硬岩层中它已处于首要地位。鉴于这种情况，深入研究孕镶金刚石钻头破岩机理及岩石分级将有助于更好地改善钻头结构参数的设计，实现优化钻进，制定合理的生产定额。在大量收集和观测生产实践的基础上，我们使用与BCM—Ⅲ型微机相接的多参数回转实验台（图1），对上述课题进行了研究。该实验台可对扭矩、瞬时钻速、钻头唇部温度、轴压等9个参数自动检测与打印。     

我国首台智能化多功能钻进实验台研制成功

由中国地质大学（武汉）工程学院和无锡金帆钻凿设备股份有限公司联合研制的IDS-8000型智能化多功能钻进实验台研制成功,并通过工厂验收。该实验台将用于中国地质大学（武汉）工程学院钻探试验室。     

冰层取心回转钻进模拟实验台的设计与测试

极地钻探实践表明,冰盖底部冰岩交界附近地质情况异常复杂,不但可能存在暖冰、基底融水,甚至还存在厚度不等的冰岩夹层,取心钻探异常困难,而优选钻头类型、确定合理的钻进参数是保证其安全、快速钻进的重要因素。本文设计了一套能够模拟冰层回转钻进的实验台,其技术参数为：钻压、转速分别可在0～10 kN、0～300 r/min范围内调节,最大扭矩约100 N·m。该实验台能够测量钻头切削具温度、钻孔深度及钻进速度等参数,为深入研究钻头类型及结构参数、钻进参数对扭矩、钻速和切削温度的影响规律提供了手段。采用PDC复合片钻头进行了冰钻实验,结果表明,实验台能够准确调节钻压和转速,可满足实验要求。     

冰雪型地质灾害链高位萌生、动力溃散及物相转化过程剖析北大核心CSCD

受全球气候变暖对高海拔山地区气温放大效应影响,冰雪型地质灾害趋于增多,且普遍呈现链式发育特征,具有灾害类型动态转化、影响范围大、破坏程度高等特点,严重威胁区域内重大工程建设安全。基于实地考察与文献调研方式,将高寒山地区常见冰雪型地质灾害凝练为:冰岩崩、雪岩崩、冰雪型碎屑流、冰碛物堆积滑坡、冰湖溃决、冰川型泥石流6类,并分别剖析各自典型的发育特征;而后,对冰雪型地质灾害3种典型链式组合关系予以剖析,发现:冰雪型地质灾害链普遍存在“高位萌生→动力溃散→物相转化”动态演化过程;据此,对冰雪型地质灾害高位萌生、动力溃散及物相转化三阶段特征及内在机制进行分析,明确了冰雪型地质灾害的“高位萌生→位能转化→侵蚀铲刮→滑移堆积”累积链生放大机理。最后,对冰雪型地质灾害链各演化阶段进行评价模型梳理,认为:新型破碎-扩散模型、Flores接触力模型可用于评价冰雪型地质灾害高位萌生向动力溃散过程;犁切模型可较好描述其侵蚀铲刮与体积放大过程;颗粒流模型、空气润滑模型、超孔隙水压力模型可用于揭示后续的高速滑移堆积特征;而Voellmy流变模型、Bingham流体渗流模型可较好解释其灾害链条的物相转化特征。研究对于科学评价冰雪型地质灾害链动态演化过程具有基础参考价值。     

微钻实验台的研制与应用

微钻实验台是检测技术、计算机技术、机械技术与钻探技术相结合的高科技成果。它可在室内从事各种微钻实验,包括岩样可钻性分析、金刚石钻具时效、寿命等实验。根据实验结果优化金刚石钻具,对岩样进行可钻性分级,提高钻探效率,动态监测钻进过程,绘制相应的动态关系曲线,具有重大的实际和理论意义。      

Comparison of SIRS Epidemic Model in Small-world Network and in Uniformly Mixed World

在现实复杂情形下（包含非线性传染率、有隔离措施、群外个体迁入、生育与死亡以及疾病可水平和垂直传播等）,比较研究小世界网络中的SIRS型传染病模型与均匀混合SIRS型传染病模型的疾病动态传播行为,以及相同疾病控制策略在两种传染病模型上的效果。数值仿真研究发现：1）动态行为特征仅与模型参数有关的均匀混合SIRS型传染病模型不能准确刻画小世界网络中的传染病传播行为。2）源于均匀混合SIRS型传染病模型的控制策略（如强化隔离染病个体、限制易感群体迁入、提高染病个体死亡率以及控制疾病垂直传播等）适用于控制小世界网络中的传染病,但效果有显著差异。3）小世界网络中的SIRS型传染病的控制策略中,存在一个最佳的染病个体死亡率阈值。     

延安地区压实马兰黄土高压固结变形特性

针对典型的Y型狭长沟谷型地貌中的黄土高填方工程做了大量的室内一维高压固结试验。试验结果表明,Gunary模型可较好地表征侧限压缩情况下压实马兰黄土的垂直压应力与垂直压应变的关系,其适用性优于既有且常用的双曲线模型及幂函数形式;基于Guanary模型,利用割线模量法构建的压实马兰黄土地基变形修正公式,可修正考虑上覆荷载变化、含水率变化及压实度变化的地基变形量;割线模量Esoi与含水率的倒数1/w符合二次多项式的关系形式,目前普遍使用的割线模量Esoi与压实度K的线性关系形式不符合实际情况。研究成果对沟谷型黄土高填方工程填筑方案的设计与施工具有重大的参考价值。     

深基坑中压力型预应力锚杆柔性支护结构的离心模型试验研究

预应力锚杆柔性支护技术在软岩基坑中具有安全可靠、工期短、造价低的优点,已广泛的应用于工程实际中。针对压力型预应力锚杆在城市基坑项目中具有可拔除、节省土地资源的优势,结合大连胜利广场深基坑项目,研发了压力型预应力锚杆深基坑离心模型的制作方法,开展了应用压力型锚杆的预应力锚杆柔性支护技术作用于深基坑的离心模型试验,并采用FLAC程度建立了数值模型进行了对比验证,对基坑的变形、水平土压力、锚杆形式对锚杆预应力设计值的影响及其对滑移带的影响进行了研究。试验结果表明,不同的自由段长度导致压力型锚杆比拉力型锚杆要求具有更大的预应力设计值;压力型预应力锚杆离心模型与拉力型锚杆的FLAC数值模型都得到位置类似的直线型滑移带,二者进行了相互验证并说明压力型锚杆与拉力型锚杆这两种锚杆受力形式上的不同并没有对基坑的破坏机理造成影响。     

电动机械取心钻具反扭装置实验台设计及实验

大扭矩反扭装置是研制铠装电缆冰下基岩电动机械取心钻具的主要部分之一,该装置的失效将导致钻进无法进行,甚至将造成钻具脱落等严重的孔内事故。设计了铠装电缆钻具反扭装置实验台,并就实验装置的设计思想、设计原则、主要结构参数及初步实验结果进行了详细介绍。该实验台可以测试反扭装置在不同温度冰层和不同孔径任意组合下所能提供的反扭矩大小以及产生的下滑阻力。初步实验验证,该实验台工作性能良好,可以为更好的选择反扭装置类型及最优的使用参数提供重要依据。     

胶东脉型金矿成矿深度与矿体延深的模型研究

主体与岩浆成矿热液有关的、产于矿脉中的金矿体,称脉型金矿。本文以成矿深度作为脉型金矿的分类依据,胶东地区可分为中深和浅成两类脉型金矿。从成矿深度模型中,获得中深脉型金矿成矿深度的理论值主要为２．４６～３．８ｋｍ,浅成的为０．２２～２．４９ｋｍ。从矿体延深模型中,获得中深脉型金矿的延深理论值主要为０．４０２～１．００２ｋｍ,浅成的为０．１６４～０．５５８ｋｍ。论述了成矿深度与矿体延深模型的理论值为正相关,说明成矿深度的研究有重要意义。     

广西铜矿床成矿条件及找矿方向

广西铜矿床成矿与岩浆活动关系密切。根据矿床成因主要有岩浆热液型、沉积-热液改造型及沉积型等。根据物质来源及囤岩特征可分为矽卡岩型、斑岩型、云英岩型及铁镁岩型等四种矿床模型。通过对广西主要铜矿床地质特征及成矿条件研究,指出大明山地区、岑溪-博白拗陷带、丹池地区等7处是寻找铜及多金属矿产有利地区。     

地下水水质的教学模擬(二)——水动力弥散方程与水动力弥散系数

地下水水质的数学模型可分为纯对流型与对流弥散型两种。纯对流模型忽略弥散的作用,不考虑过渡带,即认为溶质的运移完全由流速场的分布所确定。这类模型比较简单,也比较容易处理,在研究大范围内的水质变化时经常采用。但是,要想得到溶质浓度的精确分布,限于纯对流模型则不能满足要求,     

岩溶地下水系统防污性能评价方法

岩溶水系统结构复杂,不同类型岩溶区具有不同的岩溶水文地质特征,其地下水系统防污性能评价必须采用不同指标体系的评价模型。本文在对不同类型岩溶区发育特征分析基础上,分别就现有评价模型在不同类型岩溶区的适应性进行了分析,认为:埋藏型岩溶区可采用专门用于承压含水层防污性能评价的PTHQET模型进行评价,而对于补给区局部裸露的浅埋藏性岩溶区建议采用COP模型进行评价;EPIK模型适用于南方裸露岩溶区;北方裸露型岩溶区因表层岩溶带发育程度弱,亦可采用COP模型进行评价。针对覆盖型岩溶的特殊性,在欧洲模型基础上提出了PLEIK评价模型,评价因子包括保护性盖层(P)、土地类型与利用程度(L)、表层岩溶带发育强度(E)、补给类型(I)和岩溶网络发育情况(K);突出了P(保护性盖层)和L(土地利用类型)两个因子的作用,并赋予各因子比欧洲模型更丰富的内涵,同时采用多种可替代参数确定各因子量值,最后给出了防污性能指数计算方法与分级标准。     

锁固型斜坡失稳机理及其物理预测模型

稳定性受潜在滑面上锁固段所控制的一类斜坡,称之为锁固型斜坡,其失稳机理较为直观明确,我们认为突破斜坡失稳预测这一世界性科学难题应从该类斜坡入手。本文总结了当前有关锁固型斜坡的分类研究,认为可将其分成两大体系;指出锁固型斜坡演化3阶段与锁固段变形破坏过程之间存在内在联系,其演化过程之所以出现加速蠕滑阶段,是因为锁固段损伤累积至体积膨胀点后所致;发现锁固段峰值强度点和残余强度点可视为锁固型斜坡演化进程中的两个特征灾变点,其分别对应着突发型和渐变型滑坡的发生;基于锁固段损伤本构模型和重正化群理论,导出了体积膨胀点、峰值强度点与残余强度点三者之间的量化力学联系,构建了锁固型斜坡失稳的物理预测模型;据此模型对盐池河山崩、新滩滑坡和Libby坝左坝肩楔形岩质滑坡的回溯性预测效果良好,并可合理解释其失稳机理;阐述了该模型的使用原则和配套技术方法,以便于实际应用。     

软土路基沉降变权重组合S型曲线预测方法研究

通过对软土路基沉降发展规律及其沉降曲线特点进行深入研究,在S型单项预测模型基础上,基于5种S型增长曲线模型,引进组合预测的思想,重点探讨了软土路基沉降发展的预测方法与理论,并建立了软土路基沉降预测的变权重组合S型增长模型,通过数学规划方法求解,从而可根据有限的实测沉降观测数据预测软土路基沉降发展过程。工程实例分析表明,利用该模型与方法得到的预测曲线与实测曲线吻合良好,能够满足工程要求,此外,变权重组合预测模型比其它单项模型具有明显的优越性,为软土路基沉降发展预测提供了一种有效而实用的方法。     

极地冰层回转钻进切削热量测试装置的研制

极地冰盖深部“暖冰”层钻进时,由于冰层的温度较高,接近甚至达到冰的压力熔点,回转钻进时产生的切削热量极易使冰屑融化,导致机械钻速慢、取心率低、卡钻事故频发。钻压、转速、切削具结构等参数均对切削热量有一定的影响,有必要设计一套实验装置对切削热量进行测试,从而为设计切削具结构、优化钻进参数组合提供理论依据。以XY-1型岩心钻机钻进系统为平台,利用无线信号传输原理设计了冰层回转钻进切削热量测试实验台。初步测试结果表明,该实验装置能够准确测量钻压、扭矩、切削温度等参数,可用来进行相关的实验研究。     

K-20微钻实验台

利用微钻法测定岩石可钻性等级与实际生产中所反映的岩石可钻性对比性强，是作为部颁标准中测定岩石可钻性等级的主要方法之一。K-20微钻是为野外生产队、省级研究室和钻头制造厂设计的。该实验台采用液压给进，结构轻便、易于操作、造价低，经过野外队、省局研究室和金刚石钻头制造厂的二年多来的使用，认为是解决钻探生产定额有争议的有效设备，如果与万分之一天平配用还可进行岩石相对研磨性指标的测定。也可作为正确选用钻头及钻头对岩层适用性研究的轻型设备。     

指数平滑技术在斜坡位移预测中的应用

应用趋势型数据指数平滑模型预测了链子崖危岩体监测点GA的位移量.根据其观测数据呈线性趋势的特点,选取趋势型二次指数平滑的线性预测公式和合适的平滑常数值进行了计算预测.预测结果表明位移预测值与实际观测值之间的误差很小,说明该模型可很好地应用于斜坡变形位移的预测.     

中国东部中、新生代含油气盆地火成岩油气藏成藏机制

中国东部中、新生代盆地油气资源丰富,其地层中广泛发育着以玄武质及粗面质为主的火成岩。这些火成岩既可为油气提供储集空间也可作为油气藏的盖层,形成了一定量与火山岩及潜火山岩相关的油气藏。与火山岩有关的油气藏主要有火山岩储层型、火山岩盖层型和风化壳型,而与潜火山岩有关的油气藏主要有拱张裂缝型、隐爆角砾岩型、原生裂缝型、蚀变破碎型和侧向隔挡型。本文评述了这些火成岩型油气藏的成藏机制,提出了中国东部中、新生代含油气盆地中的火成岩油气藏综合成藏模型,以期这类油气藏在今后的油气勘探工作中得到充分重视。