Determination of the Effective Stress Law for Deformation in Coalbed Methane Reservoirs

Effective stress laws and their application are not new, but are often overlooked or applied inappropriately. The complexity of using a proper effective stress law increases when analyzing stress variation in coal as a result of gas production or mining. In this paper, an effective stress law is derived analytically for coalbed methane reservoirs, combining the concepts of matrix shrinkage/swelling and external stress by including the effect of sorbing gas pressure on the elastic response of the reservoir. The proposed law reduces to that of Terzaghi when the compressibility of bulk material is sufficiently greater than the compressibility of the solid grain, and without the strain associated with matrix shrinkage/swelling effect. Moreover, it is shown that the Biot coefficient (α) can have a value larger than unity for self-swelling/dilation materials, such as coal. The proposed stress–strain relationship was validated using experimental results. Overall, the effective stress law for deformation was extended for sorptive materials, providing a new and unique technique to analyze the elastic behavior of coal by reducing three variables, namely, external stress, pore pressure and matrix shrinkage/swelling along with the associated stress, down to one variable, “effective stress”.     

面向日常活动与环境供需矛盾的城市韧性综合评估及空间特征研究—以南京为例

随着环境变化加剧、技术进步扩散、城市化生活转向等因素的交织叠加,日常活动空间的供需过程需要并可以更具韧性,但既有研究鲜有涉及。因而,聚焦中国社会经济发展主要矛盾,挖掘面向城市居民日常活动与环境供需矛盾的城市韧性内涵,建构有机整合的理论框架和评估指标体系,并以南京市中心城区为例,依托地理大数据支撑,进行日常活动-环境系统的韧性评估及空间特征研究。主要结论：① 韧性要素在活动与环境间以及数量与质量之间的供需结构失调,且供需不均衡和不充足的问题同时存在并相互制约。② 活动韧性、环境韧性各自的空间分异显著且供需水平及相互匹配程度较低,导致系统韧性呈现低水平蔓延的空间形态。③ 活动韧性、环境韧性及系统韧性之间的空间支撑或匹配作用没有充分发挥,导致日常活动空间的供需关系分异较大且缺少连续良性的空间互动。基于此,应根据韧性演进阶段,促进日常活动空间供需网络的整体动态协同优化。     

海区兵要地志信息系统的设计与开发

介绍了海区兵要地志信息系统的组成及功能,以及系统设计的关键点。系统实现了多媒体海量兵要地志信息存储与查询功能;成功地将GIS技术引入到兵要地志系统中,突破了传统纸质兵要地志的局限性;成功地将不同类型的兵要信息集成在同一个界面上表达,具有很好的兼容性。     

西拉木伦构造带克德河砂砾岩的时代及构造意义

西拉木伦构造带北部双井地区发育一套巨厚的、成熟度低的快速堆积的粗碎屑沉积建造,为同造山磨拉石沉积,前人称其为克德河砂砾岩带并将其时代分别划为中二叠世(哲斯组)、晚二叠世(林西组)。本次工作对该套地层进行了大比例尺剖面测量,对取自剖面第下、中、上(1、25、86层)三个部分的砂岩样品进行LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,结果显示：3个样品具有相似的主要年龄区间,依次为405-485Ma、401-463Ma、363-520Ma,其峰值年龄分别为427Ma、445Ma、440Ma,锆石数量分别占总量的48％、52.5％和38.75％;其次为大于1000Ma的年龄,锆石数量分别占30.7%、22.5%、45%,且均具有1800Ma和2500Ma左右的峰值年龄,明显具有华北板块基底年龄信息;自下而上3个测年样品最年轻峰值年龄分别为312Ma、376Ma,282Ma,最年轻的锆石年龄分别为304Ma、244Ma和245Ma。在第85层杂色复成分砾岩的灰岩砾石中发现晚石炭－早二叠世阿木山组的蜓和珊瑚化石,在41及43层发现中生代孢粉化石。综合碎屑锆石测年及生物化石研究结果,克德河砂砾岩带的时代应为中三叠世。推测西拉木伦构造带经历了一个较长的演化过程,中二叠世开始华北板块和西伯利亚板块进入碰撞造山阶段, 同造山磨拉石建造(克德河砂砾岩带)标志着中亚造山带演化的终止,华北板块和西伯利亚板块的碰撞拼合造山一直延续到中三叠世才结束。     

岩石内应力的X射线-中子散射测量方法

岩石内应力的储存和释放对深地资源和能源开发具有重要约束。矿物晶格间距的动态变化是揭示岩石内应力演化的重要指示。X射线衍射法是当前获取矿物晶体结构的主要手段,可以准确测定矿物的特征衍射峰。但是,对于具有复杂结构和矿物组成的岩石,X射线在穿透过程中携带的统计信息,难以反映矿物晶格间距的细节特征。中子射线的能量高、穿透深度大,且与原子核反应,因而能更准确地刻画矿物元素位置和结构细节,但中子的波长较长、校准困难,结果具有不确定性,导致中子射线在岩石内应力研究中未能发挥应有作用。在分析X射线、中子技术优势和固有局限的基础上,提出了岩石内应力的X射线-中子衍射测量方法,重点剖析了该方法的基本原理,提出了该方法的关键技术与研究前景。得出了如下结论:利用X射线在确定岩石矿物晶格参数的优势,结合加热处理等技术,可实现岩石矿物无应力条件下晶格间距的标定; 采用中子衍射技术可精确测量岩石矿物的衍射偏移峰,实现岩石内应力深度轮廓的精准刻画; 结合X射线与中子的优势,可实现岩石内应力绝对值的精确测量。提出的技术手段有利于揭示岩石内应力的微观储存和释放过程,以及长期存留的物质条件和物理力学机制,并有望为岩石矿物组成和微观结构研究提供一种新的技术方案。     

春季黄、渤海沉积物中CH4和N2O的垂向分布特征研究

本研究分别利用顶空平衡法与qPCR技术测定了2018年春季黄、渤海5个典型站位柱状沉积物中甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)浓度及产甲烷菌与硫酸盐还原菌功能基因拷贝数,并分析了其与间隙水中相关环境因子的关系。沉积物上方水文条件的差异以及其中复杂的碳氮生物地球化学过程使得CH₄和N₂O浓度呈现出明显的空间和垂直变化。结果显示,沉积物中CH₄浓度为0.23~0.92 μmol·kg^-1,N₂O浓度为18.90~104.96 nmol·kg^-1。总体来说,渤海沉积物中CH₄和N₂O平均浓度高于黄海。垂向分布上,CH₄浓度均随深度增加逐渐升高, $\text{SO}_{4}^{2-}$浓度随深度增加逐渐降低,并与CH₄浓度呈镜像关系,产甲烷菌与硫酸盐还原菌的丰度也遵循着同样规律,这表明沉积物中产甲烷作用受$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度的抑制。 mcrA基因拷贝数平均值为渤海低于黄海。除3500-7站外,沉积物中mcrA基因拷贝数随深度增加而升高。各站位mcrA 基因丰度与CH₄浓度均无显著相关性,且mcrA丰度与$\text{SO}_{4}^{2-}$浓度之间也未检测到显著相关性。dsrB基因拷贝数远高于mcrA基因拷贝数,且两者相差至少两个数量级。 dsrB基因拷贝数随深度逐渐增加,直至10 cm左右,随后至沉积物底部逐渐减少。各站位dsrB基因拷贝数与CH₄浓度剖面略有镜像关系,但均未检测到显著负相关性。以上结果均表明沉积物中存在着同时消耗沉积物中$\text{SO}_{4}^{2-}$与CH₄的其他作用。N₂O浓度随深度增加先降低,在深度30 cm以下逐渐升高。间隙水中$\text{NO}_{3}^{-}$和$\text{NO}_{2}^{-}$浓度均随深度减小,同时$\text{NH}_{4}^{+}$浓度与其呈相反趋势。沉积物中N₂O与$\text{NO}_{2}^{-}$及$\text{NO}_{3}^{-}$浓度均呈正相关,且前者相关性较高,说明反硝化作用是沉积物中N₂O产生的主要过程。这些结果为进一步了解近岸陆架海域沉积物中CH₄和N₂O的来源、分布及碳氮生物地球化学循环提供了参考资料。     

哈尔滨地铁1号线太平桥联络线应急监测的设计与实现

哈尔滨地铁1号线太平桥联络线受到建筑施工影响,需进行应急监测。本文详细介绍了监测仪器设备的选择,监测系统的建立,监测数据的采集与处理等内容。     

基于小波的浙江省NDVI与自然—人文因子多尺度空间关联分析

对地表植被的空间分布格局及其与自然、人文因子间的关系开展综合的、多尺度的定量分析,这是全球气候变化背景下土地利用与覆被研究中的一项重要内容。以地处亚热带湿润季风区的浙江省为研究区,设置了东西向(样线A)和北南向(样线B)两条样线,并应用小波分析方法对研究区NDVI、高程、坡度和土地利用强度等因子的尺度特征以及这些因子间的多尺度相关关系进行了分析。结果表明:1研究区内,NDVI、高程、坡度及土地利用强度的空间分布格局存在四个尺度域;2上述因子在样线A及样线B上的空间分布分别存在两个主要特征尺度,其中东西向(样线A)上的特征尺度为40 km和80 km,北南向(样线B)上主要的特征尺度为30 km和50 km;3在较大尺度域(8 km以上),土地利用强度是影响NDVI空间分布的最主要因素,而在小尺度域(0~8 km),坡度和高程因子成为影响NDVI分布的主要因子。研究还认为,小波分析方法为识别地理要素空间分布的特征尺度、量测要素间任意尺度、任意位置上的相干关系,提供了方便的工具。     

基于地理视角的智慧城市规划与建设的理论思考

智慧城市建设是推动城镇化发展的重要动力,其建设除了技术支撑之外,还应充分考虑信息技术对城市政府、企业和居民活动及其空间的影响。本文在对国内智慧城市建设现状与问题分析思考的基础上,认为智慧城市的出现是适应当前城市化战略转型、公共服务提升、社区发展和城市问题解决的必然趋势,从多源异构数据整合、信息系统和空间分析平台两个方面梳理智慧城市建设的关键技术,从流动空间以及新的人地关系、时空协调发展等方面提出智慧城市的理论支撑,并进一步明确地理学应对和研究重点。同时,提出基于城市地理研究的智慧城市规划与建设实践的主要方向,包括顶层设计、功能和空间布局、基础设施整合、城乡治理等内容。     

基于游客视角的智慧景区评价体系及实证分析——以南京夫子庙秦淮风光带为例

建设智慧景区,对于景区实现精细化、低碳化、移动化的管理方向,并最终实现"智慧旅游"的发展战略具有重要意义。目前对于智慧景区的探讨多集中于技术、管理和服务层面,尚无文献从游客视角对智慧景区评价指标体系进行研究。本文运用因子分析方法,构建了基于游客的智慧景区评价指标体系,提出应该从景区智能管理系统、信息服务智能系统、智慧游览系统、智慧预报系统、旅游电子支付、景区综合智能系统、景区安全救助智能系统、景区智能交通系统和景区资源保护智能系统9个方面进行智慧景区的建设。在此基础上,运用模糊综合评价方法,以南京夫子庙秦淮风光带为例,进行了智慧景区的实证评价。最后,对夫子庙秦淮风光带智慧景区建设的优势、不足以及对策进行了分析。