复杂地质条件下多结构面对重力坝坝基稳定性的影响及处理

武都重力坝坝基地质条件复杂,发育有断层、层间错动带等多种不利地质构造,且结构面相互交错组合形成多条潜在滑移面,坝基深层抗滑稳定问题突出。为了研究多结构面对坝基深层抗滑稳定的影响及加固处理,结合武都重力坝19#坝段,建立了三维数值模型进行有限元分析。首先,对坝基中各软弱结构面的力学参数进行敏感性分析,研究影响坝基稳定的主要因素,揭示了坝踵处倾向下游的10f2、F31断层对坝基抗滑稳定影响较大,应进行重点加固处理。在该基础上,在断层10f2、F31拟定不同深度的混凝土置换,对断层置换混凝土的深度进行敏感性分析,得出不同置换深度下坝基的超载稳定安全系数。结果表明,断层10f2、F31的置换深约19 m时可以达到良好的加固效果,位移和应力值得到良好的改善,坝基塑性区域明显减小,抗滑稳定安全系数得到明显提高,并满足设计规范要求。研究成果对武都重力坝工程的加固处理提供了重要的科学依据,对类似工程的稳定分析与加固处理具有参考价值。     

地质力学模型试验中软弱结构面内埋式位移系统的研制与应用

在高拱坝坝肩稳定地质力学模型试验研究过程中,坝肩岩体内各软弱结构面的相对位移变化趋势是判定坝肩失稳及分析坝肩整体稳定安全度的重要参考依据。目前的量测仪器,如电阻应变片、表面位移计只能对坝体应变和坝肩抗力体表面位移进行量测,而对于坝肩岩体内软弱结构面的相对位移则难以获取。因此,针对上述问题,以电阻应变技术为基础,研制了用于获取结构面相对位移的内埋式位移系统,该系统由信号采集仪器、惠斯通电桥和位移传感器组成。在模型试验中,通过内埋式位移系统,获得加载过程中相应测点的应变变化过程,再由应变-位移关系曲线,即可得出位移值。结合锦屏一级高拱坝整体稳定地质力学模型试验,将该系统安装于需量测的坝肩软弱结构面上,获得了结构面在加载过程中的位移变化过程线,同时与大坝应变和坝肩表面位移监测成果进行对比分析,验证了内埋式位移系统的可行性,其测试成果可为判定坝与地基的整体稳定提供依据。     

常德市2002年5月13日大暴雨成因解析

用多普勒天气雷达产品、NCEP 1°×1°再分析资料、卫星云图产品、实时探测资料及MM5数值模拟,对2002年发生在湖南常德境内的"5.13"大暴雨进行解析,得出此次暴雨过程由高空低槽、中低层切变及西南急流、地面倒槽和弱冷空气共同影响产生,急流形成、发展与减弱对降水强度有直接的影响.暴雨中心与云图上的"U"形缺口区、多普勒基本速度场上的中低层急流轴线位置有较好的对应关系.多普勒基本速度场上急流强弱振荡出现的时间、低层暖平流之上(高层)出现冷平流的时间、低层气旋式涡旋流场的形成与维持以及低层垂直风切变强度变化对强降水发生的时间有明显的指示作用.数值模拟证实雷达探测到的中尺度涡旋、急流及辐合带是正确的.这些结论对暴雨临近预报业务具有明确的参考价值.     

主震和余震联合作用下复杂地基上重力坝的稳定性分析

大地震主震发生之后通常伴随强余震,多次余震下大坝的结构损伤破坏累积效应明显。为了解复杂地基上重力坝在主、余地震联合作用下的变形和稳定性,以紧邻汶川地震震中的某大型水利工程重力坝典型坝段A#坝段为研究对象进行研究分析。首先,仅考虑主震作用的影响,采用拟静力法模拟地震主震荷载,运用地质力学模型试验方法,研究主震作用下A#坝段坝与地基的变形特征和模型最终破坏形态;再考虑主、余地震联合作用的影响,采用动力法（即时程分析法）基于ANSYS有限元软件进行计算。研究结果表明,主震作用下模型试验与有限元计算结果基本一致,坝与地基均发生了大变形,且通过模型试验得到了A#坝段最终破坏形态;在主、余地震联合作用下,A#坝段坝与地基的变形的累积增加效应明显,变位特征值比主震作用下明显增大,其坝体最大变形处（坝顶）变位值增幅约为37%,对坝与地基稳定性影响较大。因此,对位于地震高发带复杂地基上的重力坝,应考虑主、余地震联合作用的影响,这样更利于工程的安全。     

河南窑场铁矿床地球化学特征及其地质意义

通过对窑场铁矿床围岩和矿石的地球化学分析,得出本区条带状硅铁建造可能与海相火山沉积物有关,属于前寒武纪火山沉积变质型铁矿床范围,可进一步划分为火山岩-中酸性杂砂岩-硅铁质沉积建造.流体包裹体测温结果表明,含矿围岩中的包裹体均一温度集中在220～340 ℃之间,矿石中包裹体均一温度峰值为220～300 ℃,成矿流体具有低盐度[(w(NaCleq)为088%～1134%)]、低密度(066～099 g/cm3)特征.由激光拉曼探针分析可知,石英中气液包裹体具有较复杂的气液相成分,显示除水外,还具有较强还原性物质成分的特征峰值,表明整个成矿过程均处于还原环境.窑场铁矿床经历了前期含硅铁沉积物的沉积阶段和后期的区域变质作用阶段,变质成矿流体发生了不混溶现象,对成矿元素的富集起到一定的促进作用.     

湖南地区暴雨的分类及回波特征分析

利用2002—2004年5—7月15次伴有低空急流暴雨天气过程的常规观测资料,分析了湖南汛期伴有低空急流的西风带暴雨过程。结果表明,湖南汛期暴雨可以分成低槽暴雨和切变线暴雨两类,切变线暴雨又可分为冷式切变线暴雨和暖式切变线暴雨;不同类型暴雨的雷达回波结构和特征具有明显的区别。     

天气雷达反射率基数据质量控制的几种算法

回顾了国内外针对基数据质量自动控制技术的研究进展;详细介绍了基于模糊逻辑的雷达回波分类算法、基于水平和垂直反射率结构的质量控制算法、基于神经网络的天气雷达数据质量控制方法的设计思想、计算步骤和适用范围,并对3种算法的优缺点进行了比较;最后对质量控制技术的发展作了展望。结果认为,基于水平和垂直反射率结构的质量控制算法可以有效地识别地物杂波,算法相对简单且效率较高,适合业务使用。     

北京市区大气气溶胶PM_(2.5)污染特征及颗粒物溯源与追踪分析

重点研究北京市区大气气溶胶中细粒子的污染特征,分析其质量浓度变化与各种自然影响因素的相关性,利用美国空气资源实验室的HYSPLIT模型对颗粒物进行溯源和追踪分析,为正确认识北京市区大气PM2.5污染状况提供重要基础数据,为以后的对比研究和制定相应的污染控制措施提供参考依据。结果表明:(1)PM2.5质量浓度的最高值出现在4月的沙尘天气期间中,由于受沙尘天气影响春季的PM2.5质量浓度居四季之首;(2)温度、相对湿度、风速、降水和气压等是影响PM2.5污染程度的重要因素,不同季节里、不同温度范围内,PM2.5的质量浓度与温度表现出不同的但都强烈的相关性;沙尘天气里风速低于某一阈值(10 km/h)时,PM2.5的质量浓度与风速呈负相关,反之则呈正相关;(3)沙尘主要来自西北、西北偏北或偏西方向,境外源有俄罗斯、蒙古和哈萨克斯坦等国的戈壁或沙漠地区,境内主要来自西部戈壁沙漠地带以及内蒙古的大范围干旱和半干旱地区,到达北京后继续向东或东南、东北方向运移,进入朝鲜、韩国、日本和俄罗斯等邻国。     

储层介质环境对原油裂解生气影响的实验研究

采用封闭黄金管高压釜体系,在恒温(365℃)、恒压(50 MPa)条件下模拟不同储层介质环境下原油的裂解生气过程。实验结果表明:(1)在模拟实验条件下,水、矿物基质对原油裂解具有促进作用,使得气体产率有所提高,其中气态烃产率大约提高1倍,H2、CO2产率也有所提高;(2)硫酸镁溶液的存在可导致原油热解体系发生明显的硫酸盐热化学还原反应(TSR),产生大量H2S气体,同时烃类气体产率也有大幅提高,气体干燥系数明显增大;气体碳同位素数据表明TSR反应使甲烷、乙烷、丙烷相对富集13C;(3)一定量氯化钠溶液的存在会促进TSR反应,使得气态烃与非烃产率明显提高,同时造成烃类气体碳同位素组成的偏重(富集13C),乙烷的增重尤其明显,最大变化可达4‰。因此,储层介质环境对原油裂解具有显著的影响,在利用气体化学和同位素组成对原油裂解气进行研究时需要考虑储层介质环境可能存在的影响。     

原油裂解过程中固体沥青的拉曼光谱演化特征

固体沥青是石油天然气的伴生产物,它记录了油气藏演化过程中的重要信息。本文通过原油裂解模拟实验得到不同成熟度条件下的固体沥青,并利用激光拉曼光谱仪对其进行测定。测定结果表明,拉曼光谱中的D峰随着成熟度的增加总体呈现出向低波段移动的趋势,G峰没有明显的变化趋势,已有的拉曼参数(如G峰与D峰的拉曼位移和面积比)也随着成熟度的增加发生了规律性的变化,为实际地质条件下固体沥青的拉曼光谱特征研究提供了科学的实验依据。