超深覆盖层上高沥青心墙坝防渗墙受力状态的精细化分析EI北大核心

混凝土防渗墙是深厚覆盖层地基上修建土石坝的主要坝基防渗结构,是保证大坝安全的关键防线,因此,精细模拟防渗墙的受力状态,对于合理评价深厚覆盖层上土石坝工程具有重要意义。联合增量迭代法和有限元-比例边界有限元耦合方法,实现了土石坝应力变形的跨尺度精细化分析,克服了中点增量法求解局部强非线性问题时精度低的缺陷;发现了防渗墙-心墙接头附近和防渗墙底部土体剪切带的局部大应变特性,阐明了传统方法无法描述土体局部大应变而高估防渗墙应力的机制;提出了设置薄层单元来模拟应变局部效应的高效计算方法,实现了超深覆盖层上高沥青心墙坝防渗墙受力状态的三维精细化分析。本研究发展的有限元-比例边界元-增量迭代法-预设薄层单元的跨尺度非线性分析方法可为深厚覆盖层上土石坝防渗墙的安全评价和设计优化提供理论和技术支持。     

瀑布沟堆石坝防渗体自适应有限元分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题。针对瀑布沟水电站堆石坝的实际工程特点,应用自适应有限元方法,分析研究了大坝的稳定性和覆盖层中混凝土防渗墙与坝内黏土心墙接头部位的局部应力和变形情况,对比分析了不同接头形式的利弊,为设计部门推荐了合适的接头形式。     

下坂地水库坝基防渗墙设计

新疆下坂地水库坝基冰碛砂砾石覆盖层最大厚度达150余m，坝基防渗处理设计采用上部85m深混凝土防渗墙下接4排帷幕灌浆的形式来实现全断面截断坝基覆盖层渗流。其坝基防渗墙。采用悬挂式混凝土防渗墙结构，解决了深厚覆盖层防渗难题。     

河谷地形对深覆盖层中防渗墙应力变形影响分析

为研究河谷地形对深厚覆盖层中防渗墙应力、变形的影响,以某沥青混凝土心墙堆石坝为工程背景,模拟了狭窄河谷和宽深河谷并分别建立有限元模型,坝体材料及覆盖层采用邓肯-张E-B模型,防渗墙与覆盖层、基岩之间的接触关系采用无厚度接触面模拟,进行三维非线性有限元计算,对比分析两种河谷情况下防渗墙的应力、变形情况。计算结果表明：狭窄河谷中,防渗墙沉降和水平向位移及防渗墙与覆盖层的不均匀变形均比宽深河谷小,其中不均匀变形最大减小了24.8%;宽深河谷中,防渗墙受河谷地形约束作用较弱,竖直向压应力较狭窄河谷更大,最大增加了40.3%;防渗墙的竖直向压应力最大值位置受中性点位置和河谷地形的共同影响,其中竖直向压应力最大值约30%来自墙顶坝体土压力,70%来自与覆盖层之间的负摩擦力。其研究结果可为不同地形条件下坝基防渗墙的设计提供参考。     

坝基两道防渗墙水头分担情况有限元分析

深覆盖层坝址上的高心墙堆石坝,在河床覆盖层中常设置两道混凝土防渗墙防渗。采用开发的有限元软件,参照砂卵石覆盖层深度近50 m的某心墙堆石坝工程的情况,分析了主、副防渗墙6种设置方案中坝基的稳定渗流场,得到了主墙、副墙和覆盖层的水头分担比例。所有方案中河床覆盖层上的水头都小于3 %。当主、副两道墙下部灌浆情况相同、端部之间设置灌浆帷幕封堵绕渗时,副墙承担的水头接近主墙;如果取消封堵绕渗的帷幕,副墙承担的水头下降到总水头的20 %～30 %;而副墙底部和主、副墙两端均不设帷幕的情况,副墙上承担的水头比例下降到总水头的8 %～11 %。副墙位于主墙的下游侧时,其上承担的水头比例比副墙位于主墙上游侧的情况略高。防渗墙承担的水头比例取决于墙整体的防渗能力,而对防渗墙本身的厚度变化不敏感。     

深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力分析

针对强震区深厚覆盖层上高土石坝的特点,在三维真非线性有效应力地震反应分析基础上,提出了一套深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力的研究方法。从稳定、变形、防渗体安全等方面,对建在深厚覆盖层上的长河坝高心墙堆石坝的极限抗震能力进行了研究和分析。根据坝坡稳定性、地震残余变形、液化可能性、单元抗震安全性、防渗心墙及坝基防渗墙安全等多角度的评价结果,初步认为,长河坝的极限抗震能力为0.50～0.55g。     

考虑应力状态的悬挂式防渗墙-砂砾石地基管涌临界坡降试验研究

悬挂式防渗墙-强透水地基所处的应力状态,对其管涌等渗透变形发展过程影响明显。利用自行研制的新型土与结构物接触剪切渗透仪,开展不同应力状态下悬挂式防渗墙--缺乏中间级配的管涌型砂砾石地基的渗流-应力耦合管涌试验研究。结果表明,应力状态对悬挂式防渗墙-砂砾石地基的管涌临界渗透坡降影响巨大,围压越大,管涌临界渗透坡降越大,基于试验结果,建立了由围压表示的管涌临界渗透坡降线性经验公式。研究成果体现了渗流-应力耦合效应对防渗墙-砂砾石地基渗透稳定性的影响,可为确定深厚覆盖层中悬挂式防渗墙的合理贯入深度提供重要的理论依据。     

高塑性黏土设置区域对土石坝混凝土结构应力变形影响

在土石坝混凝土结构周围设置一定范围的高塑土可以控制防渗墙改善应力集中、控制可能发生的裂缝。对设置不同高塑土区域心墙堆石坝进行有限元计算分析比较,结果表明,在廊道和主防渗墙顶局部设置高塑土,比沿心墙底部通长布置更能改善混凝土结构应力。心墙底高塑土区域设置过大,反而会使得原来局部设置高塑土分散的坝体荷载重新调整,从而导致廊道和主防渗墙的应力增加。     

嵌岩桩荷载传递特性研究

针对嵌岩桩荷载传递研究中存在的问题,根据桩体与围岩体接触面上的应力-应变关系以及剪滞模型,研究了嵌岩桩的荷载传递特性。推导了考虑桩、岩界面脱黏与完全黏结两种条件下嵌岩段侧阻力分布规律的计算公式。研究了桩、岩相对刚度、外荷载等级对荷载传递特性的影响,讨论了桩端荷载分担比例与嵌岩段所需埋设深度的关系等。研究成果对嵌岩桩设计具有指导意义。     

某水电站心墙坝和面板坝沉降变形比选研究

某拟建坝基覆盖层深,层厚变化大,物质多样,物质分布不均,坝基沉降量大,不均匀沉降显著.采用分层总和法和三维数值模拟,对心墙坝和面板坝两种坝型的坝基沉降变形进行分析评价.发现两种坝型的坝基覆盖层沉降变形和不均匀沉降均未超过规范量值,但面板坝沉降量和沉降差皆优于心墙坝.     

中国参与北极油气资源开发利用前景与方向

北极地区丰富的油气资源近年来引发全世界的广泛关注。评估结果显示,北极油气资源分布不均,主要集中在俄罗斯、美国阿拉斯加、挪威、加拿大和丹麦格陵兰。不同国家和地区北极油气资源勘探开发特点不同,在新形势下可能还会发生变化。中国是油气消费大国和进口大国,俄罗斯北极地区已日渐成为中国重要油气供应地之一。综合分析几个主要北极国家北极油气开发利用现状和未来发展前景,与中国目前参与北极油气开发利用的情况,对未来中国如何参与北极油气资源开发利用提出建议,将俄罗斯作为中国北极油气开发的长期合作伙伴,与其开展项目投资、技术入股、航道建设等多个方面的合作。      

油气输导体系研究现状及存在问题的探讨

油气输导体系是油气成藏体系的必要元素,也是油气运移研究的薄弱环节。人们对于这一概念的阐述各不相同,绝大多数学者将其划分为高孔渗砂体、断层及裂缝、不整合面以及它们两两或全部的复合输导体系四种类型,目前对输导体系的研究也集中在这四种类型上。对高孔渗砂体的研究主要集中在孔隙结构、渗透率和优势运移通道上;对断层的研究主要集中在断层泥、非渗透性物质、两盘特征、断层面应力及断层活动性上;对不整合面的研究主要集中在其产状、性质、类型及岩性组合等方面。输导体系的类型划分应当以渗透率非均质性为依据,同时充分考虑烃源岩。从盆地沉积演化的角度出发研究各类输导体系的分布,也是油气运移研究领域中的薄弱环节。     

SinoProbe——中国深部探测实验

在人类向太空发展,实施新一轮太空计划,中国“神舟7号”载人航天飞船、“嫦娥”探月工程圆满成功之时,中国地球科学家不得不面对这样一个现实：对人类赖以生存的地球内部了解的太少,直接钻探深度只有12 km,涉及的仅仅是地球的表皮。可谓上天不易,“入地”更难。地球是人类居住的唯一场所,为人类提供了生命必需的粮食、水,和生活必须能源和矿产资源;同时也常给人类带来诸如火山、地震、海啸等灾难。通过深部探测,了解地下的物质、结构和动力学过程,不仅是人类探求自然奥秘的追求,更是人类汲取资源、保障自身安全的基本需要。近百年来,各国的地球科学家一直不断地进行探索,我国科学家也意识到必须开展中国的地球深部探测计划,才能解决面临的重大资源环境问题,才能全面实现地球科学的创新和发展。最近,国家启动“深部探测技术与实验研究”专项（英文简写SinoProbe）,标志了我国地球科学的深部探测计划拉开帷幕。该专项（2008~2012）年总体任务是,为全面开展我国地壳探测工程做好关键技术准备,解决关键探测技术难点与核心技术集成,形成对固体地球层圈立体探测技术体系;在不同自然景观、复杂矿集区、含油气盆地深层、重大地质灾害区等关键地带进行试验、示范,形成若干深部探测实验基地;解决急迫的重大地质科学难题,部署实验任务;实现深部数据融合与共享,建立深部数据管理系统;积聚、培养优秀人才,形成若干技术体系的研究团队。     

准噶尔盆地玛湖凹陷深层油气流体相态研究

准噶尔盆地玛湖凹陷深层(5000m)是我国深层油气勘探当前的一个热点风险领域。为给区域下步油气勘探提供参考,通过对区内烃源岩和油气进行系统的地质地球化学正演、反演对比综合研究,重点分析了油气流体相态。结果表明,研究区深层稳定发育石炭系—二叠系四套烃源岩,有机质丰度高,普遍达到中等—好质量,类型多种多样,既可生油亦可生气,加之所有烃源岩均已基本进入高—过成熟演化,因此深层油气流体相态总体应高熟轻质,可能包括高熟轻质油、干酪根裂解气、油裂解气等。原油地球化学研究表明,原油随埋藏深度增加、层位变老,油质有逐渐变轻的趋势,成熟度有逐渐增大的趋势,保存条件亦逐渐变好,因此预测深层原油油质更轻、成熟度更高、保存条件更好。天然气地球化学研究表明,中浅层天然气可能属于混合来源,包括干酪根裂解气和油裂解气,规模性的高过成熟天然气可能在深层。因此,研究区深层油气资源丰富,相态轻质,成藏有利,值得勘探。这些认识还可供具有相似油气地质背景地区在研究和勘探时类比参考。     

The effects of attenuation and site on the spectra of microearthquakes in the Jubilee Hills region of Hyderabad,India

Microearthquake spectra from Jubilee Hills, Hyderabad are analyzed to observe the effect of attenuation and site on these spectra. The ratios of spectral amplitudes at lower and higher frequency are measured for three different stations at varying epicentral distances to estimate Q value for both P-and S-wave in near and sub-surface layer. Average estimates of Qp and Qs are 235 and 278 respectively. Value of Qs/Qp larger than 1.0 suggests dry crust for most of the Jubilee Hills region. The near-surface low Qp and Qs for 0 km to 0.9 km depth coincide with the soil layer, top and semi-weathered and highly fractured zone. In contrast, at a shallower depth beneath the Jubilee Hills area, Hyderabad, we obtain high Qp and Qs zone, which corresponds to the dense and high velocity rocks of the region. The varying corner frequencies for these spectra are inferred to be characteristics of site. Comparisons of disparity in spectral content with reference to hard rock site conclude that lithology of the northwest part of Jubilee Hills area amplify about twice the incoming seismic signal, as compared to the southern part best outlined at 8 to 10 Hz only.     

Petroleum Distribution Characteristics of the Americas and the Exploration Prospect Analysis

The world’s present demand for oil and gas is still in a rapid growth period, and traditional oil and gas resources account for more than 60% of the global oil and gas supply. The Americas is the world’s second largest production and consumption center of liquid fuel, and is also the world’s largest natural gas producer. In 2016, the Americas had 85.3 billion tons of proven oil reserves and 18.7 trillion m3 of proven natural gas reserves, which account for 35.4% and 10.0% of world’s total reserves, respectively. It produced 1267.1 Mt of oil and 1125.4 billion m3 of natural gas, which account for 28.9% and 31.7% of the world’s total production, respectively. The crude oil and natural gas reserves are mainly distributed in the U.S., Canada and Venezuela. The U.S. is the earliest and most successful country in shale gas exploration and development, and its shale gas is concentrated in the southern, central and eastern U.S., including the Marcellcus shale, Barnett shale, EagleFord shale, Bakken shale, Fayettevis shale, Haynsvill shale, Woodford shale and Monterey/Santos shale. The potential oil and gas resources in the Americas are mainly concentrated in the anticline and stratigraphic traps in the Middle-Upper Jurassic slope deposition of the North Slope Basin, the Paleozoic Madsion group dolomite and limestone in the Williston Basin, dominant stratigraphic traps and few structural traps in the Western Canada Sedimentary Basin, the Eocene structural-stratigraphic hydrocarbon combination, structural-unconformity traps and structural hydrocarbon combination, and the Upper Miocene stratigraphic-structural hydrocarbon combination in the Maracaibo Basin of Venezuela, the stratigraphic-structural traps and fault horst, tilting faulted blocks and anticlines related to subsalt structure and basement activity in the Campos Basin, the subsalt central low-uplift belt and supra-salt central low-uplift belt in the Santos Basin of Brazil, and the structural-stratigraphic traps in the Neuquen Basin of Argentina. In addition, the breakthrough of seismic subsalt imaging technology makes the subsalt deepwater sea area of eastern Barzil an important oil and gas potential area.     

城市水资源可持续利用的方法研究

分析了城市水资源短缺的现状,提出了城市水资源可持续利用的方法,节水、治水、管水和用水的对策,并阐述了在城市水资源利用方面需要解决的关键性技术问题。     

塔里木河上游水资源开发利用有关问题探讨

塔里木河是我国最大的内陆河．流域位于欧亚大陆腹地，气候极端干燥，有丰富的光、热、水资源。本文对塔里木河上游水资源地表水和地下水径流量进行了总量分析，指出了水资源在开发利用过程中存在的问题并提出了合理的开发利用措施(工程和非工程措施)。     

论找矿突破中的科技引领作用

从当前找矿工作的难度和需求、科技引领找矿突破的重要性、科技创新在实现找矿突破过程中的作用和地位、科技引领工作的主要任务,以及创新科技引领找矿突破工作机制等几个方面论述了找矿突破工作的科技引领作用,以期对推进找矿突破战略行动有所裨益.     

西北地区盐渍化土地开发中存在问题及防治对策

在分析我国西北地区盐溃化土地形成机制的基础上,着重研究了西北地区盐渍化土地开发利用过程中所引发的环境问题：上游灌区土地次生盐渍化、水肥利用效率低,下游地区水土污染、水资源短缺、生态恶化,最后给出了相应的防治对策和建议。