高速铁路无砟轨道地基泥岩膨胀性分类分级研究

红层泥岩是一种典型侏罗系沉积岩，其含有微量黏土矿物，易遇水软化、失水崩解，具有一定膨胀性，是引起兰新高速铁路路基持续上拱变形的一个重要因素，故重新判定该种土体膨胀性对高速铁路无砟轨道设计和施工具有重要意义。为此，选取等效蒙脱石含量、阳离子交换量、自由膨胀率和液限为泥岩膨胀性判别指标，通过兰新高速铁路上拱地段大量钻孔实测资料，提出了泥岩膨胀等级分级标准，采用改进层次分析法、基尼系数法和直觉模糊理论确定了判别指标组合权重，基于逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了泥岩膨胀性直觉模糊综合评价模型。结果表明：直觉模糊综合评价模型将泥岩膨胀性进行了定量化，克服了同一试样不同指标属于不同等级判别缺陷；室内膨胀量试验验证了膨胀等级分级标准和直觉模糊综合评价模型对兰新高铁地基泥岩适用性和准确性。研究成果对地基红层泥岩高速铁路路基长期持续上拱变形风险评估和工程控制措施提供技术支撑。     

化学还原-稳定化联合修复铬污染场地土壤的效果研究

六价铬是国际公认的47种最危险废物之一,研究铬污染土壤的修复效果对污染场地风险管控具有重要的现实意义。本文以济南市某典型铬污染场地土壤作为研究对象,提出了"化学还原+固化稳定"的修复治理思路,针对修复剂类型、投加比、反应时间、还原效率、修复成本和环境效应等因素,确定了该修复工艺的最佳条件,并对污染土壤的修复效果进行评价。结果表明土壤中Cr(Ⅵ)的最佳修复条件为:以氯化亚铁作为化学还原剂,其投加比为5倍的理论投料比,还原时间为2天;以钙镁磷肥作为稳定剂,其投加比为10%(换算成钙镁磷肥与总铬的质量比为72∶1)。采用以上条件修复铬污染土壤,总铬的生物可利用系数由0.4398降低至0.0017,修复后的土壤Cr(Ⅵ)含量介于0.315～0.501mg/kg,Cr(Ⅵ)被还原率大于99.5%。该结果可为土壤修复和决策提供依据。     

葫芦岛核电站可能最大风暴潮(PMSS)数值模拟研究

核电厂厂址的可能最大风暴潮(Possible Maximum Storm Surege,PMSS)是滨海核电厂厂址重要的设计基准之一。基于ADCIRC风暴潮模式计算葫芦岛地区的风暴潮,同时对网格进行精细化处理,网格分辨率精度较高。首先为检验数值模式的准确性,分别模拟了辽东湾地区发生的6005号、7203号和7303号典型台风风暴潮过程,计算葫芦岛站风暴潮最大增水值并与实测资料进行对比,计算表明本文模拟结果与实测结果吻合良好,验证了本文数值计算模型的准确性,为可能最大风暴潮(PMSS)的计算提供了依据。以渤海典型台风7303号台风为基础,建立多条影响核电站厂址的台风路径,计算得到201条派生路径下核电站厂址的最大风暴增水情况,为核电站厂址选址提供了重要依据。     

基于雷电监测资料的南充市雷电灾害风险区划研究

选取闪电密度、雷暴日、经济损失风险、生命损失风险等作为各县(市、区)雷电灾害易损性评估指标;并在此基础上,建立雷电灾害评估体系,对各县(市、区)的雷灾易损性进行了综合评价,进行区划分析。基于南充市雷电监测数据和人文经济指标而制作的全市雷电灾害风险区划,可以为全市雷电灾害防御提供科学依据,能有效降低因雷电灾害带来的生命财产损失和社会影响,提高灾害天气预报、预警能力,提升气象防灾减灾能力。基于南充市雷电监测数据而统计出的闪电密度、雷暴日数更具客观性。     

扇三角洲不同粒级砂岩储层微观孔隙结构定量表征:以石臼坨凸起陡坡带东三段为例

复杂的孔隙结构导致粒度不同的砂岩的储集空间和渗流能力具有明显区别。选取石臼坨凸起陡坡带东三段不同粒级的砂岩样品进行铸体薄片图像扫描、高压压汞、核磁共振、微米CT测试,在分析不同实验的结果基础上实现对粒度差异较大的陡坡带扇三角洲砂岩微观孔喉结构空间展布的精细刻画和定量表征,并分析造成不同粒级砂岩孔隙结构差异的主控因素。结果表明:细砂岩原生孔隙数量多但其孔径相对较小,碳酸盐胶结喉道导致部分原生孔隙呈现无效孔状态。中砂岩孔隙分布最均匀,高孔隙度和高开放孔比率是其渗流能力最高的重要因素。含砾粗砂岩孔隙大小分布很不均匀,孔径分布较广,总体呈现孔隙数目多、与喉道连通的有效孔隙数少的特点。粉砂岩和粒度较细的细砂岩粒间孔隙体积降低主要是由于胶结作用,随粒度增大,压实导致原始孔隙度减小率逐渐增加,中粗砂岩压实减孔率接近80%。溶蚀粒间孔和溶蚀颗粒孔的含量随粒度增大而增加,渗流能力最好的中粗砂岩颗粒溶蚀和胶结物溶蚀增孔率最高。     

荷载条件下兰新铁路地基泥岩吸水变形试验

以兰新铁路地基中的膨胀泥岩为试验材料,开展不同上覆荷载、不同干密度、不同初始含水率下的重塑土吸水变形试验。试验结果表明:当干密度和上覆荷载一定时,胀限膨胀率随初始含水率的增大而减小;当干密度和初始含水率一定时,胀限膨胀率随上覆荷载的增大而减小。上覆荷载的增大使得土颗粒间传递的平均法向应力增大,进而加大了土体的有效应力,土粒间应力的增大抑制了水分子与土体内黏土矿物的结合,削弱了结合水膜的厚度,从而使胀限膨胀率减小。通过对试验数据结果的分析,建立了初始含水率,干密度,上覆荷载耦合作用下的胀限膨胀率函数关系式。经过同等试验条件验证,试验得到膨胀率公式具有较好的可靠性。     

基于小波分析的海洋重力异常畸变消除方法研究

为了有效地消除重力异常畸变对海洋重力测量的影响,得到高精度的海洋重力测量值,本文在小波理论分析的基础上,将小波分析应用到消除海洋重力异常畸变中。基于信号的奇异性分析理论和小波软阈值处理方法,提出一种小波联合软阈值处理方法;根据重力异常状态方程,分别采用小波软阈值处理方法和小波联合软阈值处理方法对重力异常畸变数据进行了仿真对比实验,理论分析和仿真实验表明:采用小波软阈值处理方法和小波联合软阈值处理方法并选用通用阈值选择规则都能在一定程度上消除海洋重力异常畸变,但在相同背景条件下,小波联合软阈值处理方法的性能优于小波软阈值处理方法。     

油井电磁全息成像精度和分辨率初探

提出一种成像精度和分辨率探究思路,考察油井内气—水两相流动下的电磁全息测量适用性.以典型的泡状流为研究对象,检验实验测量与数值模拟结果的吻合程度.在不同半径的居中气泡和不同偏心程度的小气泡等极端情况下,利用测量数据进行电磁全息成像,通过占空比考察成像精度和分辨率.结果表明,当气泡居中时,气泡半径不小于管道半径的1/6时方可初步分辨,不小于1/4时方可准确分辨;当气泡半径为管道半径的1/12时,偏心量不小于管道半径的1/2时方可初步分辨,不小于2/3时方可准确分辨.当气泡半径或偏心程度更大时,分辨率将好于上述极端情况.     

压实作用对泥岩膨胀性及水分迁移影响

为研究压实作用对泥岩膨胀性及水分迁移的影响,将碾碎过筛泥岩以不同干密度分层夯实到自制试验箱中进行试验,采用高精度位移传感器和TDR-4型湿度传感器进行数据采集,并采用体式显微镜对泥岩颗粒进行微观结构分析。研究结果表明:不同压实作用下泥岩膨胀过程均经历初期快速陡增阶段、中期膨胀减缓阶段和后期膨胀稳定阶段;体积含水率增大过程均经历跳跃式快速增长阶段、外凸弧线缓慢增长阶段和后期稳定阶段;随着干密度的增加,其稳定膨胀量和稳定膨胀率近似呈线形增加;水分在泥岩中的迁移与泥岩自身膨胀挤密和大气影响深度相关,干密度越大,膨胀挤密效果越明显,大气影响深度越小,其水分迁移速度越小;泥岩颗粒孔隙较为发育,连通性较好,可为水分迁移提供通道;泥岩浸水膨胀后呈泥质状态,颗粒间黏结发生破坏。研究可为膨胀泥岩地区高速铁路的修建提供参考依据。     

洱海湖滨区蜻蜓物种多样性与环境影响因子关系初探

为探究洱海湖滨区环境因子与蜻蜓物种多样性之间的关系,2014年5月至2017年5月对洱海10个样点进行实地调查,记录植物20科46种,共采集蜻蜓11科22属28种1448个体,并对环境因子与蜻蜓多样性进行相关性分析.结果表明蜻蜓成虫多样性与植被丰富度、湿生植被覆盖度、挺水植被覆盖度和沉水植被覆盖度均呈正相关,与浮水植物覆盖度和人为干扰程度呈负相关;稚虫多样性与湖底底质和水体溶解氧呈正相关,并对结果进行了讨论.研究结果给洱海蜻蜓栖息地的保护及湖滨缓冲带生态修复提供了有益的参考和数据支持.