Indirect Measurement of Suction

This paper reports on indirect soil suction measurement methods. Indirect suction measurement techniques measure the moisture equilibrium condition of the soil instead of suction. The moisture equilibrium condition of the soil can be determined by primary means as in vapor pressure, secondary means as through another porous medium or tertiary means as in measuring other physical properties of the porous medium that indicates its moisture equilibrium condition. Indirect suction measurement techniques employing primary means include thermocouple psychrometers, transistor psychrometer and chilled-mirror psychrometer. Indirect suction measurement techniques employing secondary means includes the filter paper method and indirect suction measurement techniques employing tertiary means include thermal conductivity sensors and electrical conductivity sensors. These techniques have been widely used in engineering practice and in research laboratories. However, each of these techniques has its own limitations and capabilities, and active research into improving these techniques is ongoing in universities, research laboratories, and private sector. This paper outlines working principles, calibration, measurement, and application areas of these methods based on recent literature and practice.     

Measurement of Matric Suction Using Tensiometric and Axis Translation Techniques

Experimental equipment for the measurement of matric suction in unsaturated soils using hydraulic tensiometers and the axis translation technique share a common working principle; that is, the measurement of a pressure differential across a high air entry porous ceramic. In this paper, the current state of the art in these two suction measurement techniques is presented and discussed together with the underlying physics thereby giving the reader the necessary basis to use and interpret the results obtained from those two techniques.     

Field Measurement of Suction, Water Content, and Water Permeability

This paper presents a review of techniques for field measurement of suction, water content, and water hydraulic conductivity (permeability). Main problems in the use of field tensiometers are addressed and hints on how to improve tensiometer performance are given. Advantages and limitations of instruments for indirect measurement of suction including electrical conductivity sensors, thermal conductivity sensors, dielectric permittivity sensors, filter paper, and psychrometer are discussed. Techniques for water content measurement based on dielectric methods are then presented. These include time and amplitude domain reflectometry and capacitance. Finally, a brief overview of methods for measurement of water permeability in the field is presented.     

综合主因子分析和WARD聚类法研究储层分类评价

影响储层分类的有很多变量,而这些变量之间又有相关性,针对这样的问题,利用主因子分析建立主因子模型,从而用更少的变量代替原有众多变量的主要信息。得到的主因子之间不具有多重共线性,因此可以将主因子数据进行WARD聚类分析,从而对储层进行综合分类评价。利用主因子分析和WARD聚类法对柯克亚凝析气田西河甫组西五二段储层分类评价,所得的结果与工程实际高度吻合。研究表明,此方法地质意义明确,能定量评价储层,有较高的应用价值。     

Analysis of Swelling and Shrinkage Behavior of Compacted Clays

The impact of the variation in compaction condition on the swelling and shrinkage behavior of three soils has been examined. Two natural soils, namely red soil and black cotton soil, and one artificially mixed soil sample of commercial bentonite with well-graded sand, were studied. Compaction curve for Standard Proctor conditions were plotted and four compaction conditions were selected. Experimental results showed that clay mineralogy dominates over compaction conditions in influencing the swelling and shrinkage behavior of the tested soils. Monitoring of void ratio (e)−water content (w) relations during shrinkage showed that soil specimens generally shrunk in three distinct linear stages. A small reduction in void ratio occurred on reduction in water content during the first shrinkage stage and was termed as initial shrinkage. In second stage, void ratio decreased rapidly with reduction in water content and was termed as primary shrinkage. In third and final stage, reduction in water content is accompanied by a marginal change in void ratio and it’s called residual shrinkage. Irrespective of initial compaction conditions studied, the transition from primary to residual shrinkage for all the specimens occurred within a narrow range of water content (10–15%).     

基于实测数据的不同雪粒径光谱分析

利用黑河流域上游冰沟流域样地的实测积雪光谱和实测雪粒径数据,对不同雪粒径的光谱曲线特征进行分析,找出位于1030 nm和1 250 nm附近对雪粒径较敏感的两个波长,定量地揭示了位于这两个波长附近处的光谱曲线特征与雪粒径的关系.1 030 nm和1 250 nm附近是雪反射光谱中两个较明显的吸收峰位置,但雪在这两处的反射率值依然较高.分别通过1 030 nm和1 250 nm附近吸收峰置差异、1 030 nm附近处的光谱吸收深度、光谱吸收面积等4种方法与雪粒径进行关系拟合.结果表明:光谱吸收面积法对雪粒径有很好的指示作用,与雪粒径的线性和指数曲线拟合效果最好.同时,1 030nm附近的波长受大气散射和衰减的影响很小,可将该方法直接运用到高光谱影像上.     

泵吸反循环中断的原因分析及预防措施

从设备安装，管路密封，泥浆性能，钻头结构，钻进参数,施工管理等方面，分析了用泵吸反循环钻进工艺施工钻孔灌注桩时循环流中的原因，提出了预防措施。     

基于激光测量和FKM聚类算法的隧洞岩体结构面的模糊群聚分析

岩体隧洞结构面的数量、产状和发育情况是评价隧洞透水性和稳定性的重要指标。采用三维激光测量技术可以快速获取隧洞周围岩体激光点云数据和结构面的几何信息。提出了基于柱面投影和Delaunay生长算法的激光点云的三角网重构技术,利用构建的三角网平面方程的法向向量计算出单个三角网平面的产状,并应用FKM聚类算法进行隧洞岩体结构面产状的模糊群聚分类。该方法可以快速得到不同组的优势产状,且分类结果可用不同颜色进行空间显示。最后运用自主研发的FSS软件对某隧洞的岩体结构面优势产状进行了研究,研究结果表明：1）基于柱面投影和Delaunay生长法的点云构网方法特别适合于隧洞工程,构网速度快、效率高,重构得到的三角网表面与被采样的岩体表面拓扑差别最小;2）FKM模糊群聚方法对隧洞岩体结构面的群聚分类结果可靠、合理,具有较强的通用性和推广性。     

基于组合权重与灰色关联度分析法的地铁深基坑开挖稳定性评价

伴随着城市的快速发展,地铁深基坑工程越来越多。在开挖过程中如何对其稳定性进行评价,是当前需要重点关注的问题。以成都地铁十七号线凤溪站深基坑支护开挖工程为依托,利用层次分析确定的主观权重与利用熵值法确定的客观权重计算获得组合权重,并与灰色关联度分析法相结合,通过现场数据采集并进行综合评判,客观评价地铁深基坑开挖的稳定性。结果表明,各监测项目对基坑稳定性的重要程度从大到小依次为桩顶水平位移（0.29）、地表沉降（0.24）、建筑物沉降（0.19）、桩顶沉降（0.18）、内支撑轴力（0.10）,基坑稳定性综合评判结果等级为"非常好"。所建立的评价模型可为类似地铁深基坑开挖稳定性评价提供新的方法。     

1973-2010年基于RS和GIS的马兰冰川退缩与气候变化关系研究

以1973-2010年的RBV、 MSS、 TM和ETM⁺遥感资料为信息源, 通过遥感图像处理技术和目视解译方法提取冰川界限, 应用GIS技术分析了位于昆仑山中段的马兰冰帽近37 a冰川面积变化. 结果表明: 1973-2010年马兰冰帽呈退缩趋势, 冰川面积减少了6.04%; 冰川退缩经历由快-慢-快-慢的过程, 近10 a冰川退缩不显著, 体现冰川变化的一个转型时期. 在研究期内, 马兰冰帽南北向退缩690.4 m, 东西向退缩84.29 m. 研究表明: 马兰冰帽退缩的关键因素是气候变暖, 年降水量的增加不能够抵消由夏季温度剧烈上升导致的冰川消融. 此外, 地形条件、 冰川规模都是影响冰川波动的重要因素.     

典型地物后向散射特性的测量与分析

利用S和C波段FM-CW制式陆基微波散射计测量了不同极化、不同入射角以及不同方位向和不同时间的典型地物后向散射系数,包括裸土、冻土、草地和玉米等。首先介绍了实验装置和测量方法,根据不同的散射机制,将地物分为以面散射为主和以体散射为主两大类并进行了详细的分析:包括各种地物在不同入射角、不同极化状态和不同时间的散射特性,以及产生这些差异的原因;同时还结合相应的地物散射模型,定量研究了后向散射系数随地表参数的函数关系,反演得到了不同地物的地表参数,并对比实测数据分析了各种影响因素。     

蒙脱石晶体膨胀和收缩机理研究

研究了不同种类和浓度电解质溶液调制的Ca-蒙脱和Na-蒙脱石试样的（001）晶面间距与电解质种类和浓度的关系，进而阐述了蒙脱石品体胀、缩的渗透压作用机理。该机理较以往的理论更好地解释试验观察到的现象。     

泵吸反循环施工大口径灌注桩钻进深度的理论分析

通过计算泵吸反循环工况下沿程各项水头损失,分析其压力平衡条件,进而探讨泵吸反循环施工１００ｍ深孔的可行性,并介绍了武汉白沙洲长江大桥２号主墩桩基工程采用泵吸反循环施工１０２ｍ深桩孔的工程实践和采取的技术措施,工程取得良好效果,充分证明吸反循环施工１００ｍ大口径深孔是完全可行的。     

基于组合权重法的河流水质综合评价

以盐城市河流为研究对象构建组合准则权重(Weight of Combination Criteria)与次序权重(Ordered Weighted Averaging)相结合的水质风险评价模型,通过控制决策风险水平得到不同条件下的次序权重,最终获取多种情况下的水质评价结果,为水质治理与保护提供参考。评价结果表明:当控制决策风险水平a=1时,该方法划分对监测点的水质类别划分结果与国标法基本一致,表明该方法在水质评价方面满足可行性和实用性两个基本要求;其次对研究区域主要水质指标的提取显示,研究区域水质受总有机碳(TOC)、总磷(TP)、氨氮和石油类影响较大;水环境受地理位置的影响入海口水质较差(IV类和V类),总体来说研究区域污染来源主要是农业污水、工业废水及城市污水。     

地震泵抽吸作用与油气运聚成藏物理模拟

地震泵抽吸作用是在断裂活动开启过程中,引发流体进入断裂带,并发生垂向运移的作用方式。在裂隙递进扩张形成优势裂隙并进一步发展成大的断裂面的演化过程中,地震泵抽吸作用发生,围岩中的流体在相对负压抽吸作用下进到断裂带中,之后主要在构造应力和异常高孔隙流体压力的共同作用下向上运移,并向着邻近断裂的封闭程度差、体积大、物性好的储层中充注运移,运移效率远远高于达西流和扩散流。断裂周期性破裂活动的特征决定了油气沿断裂的垂向泵吸运移呈周期性、间歇性和脉动的特点,同时也决定了油气易于在断裂错开的最新层位聚集成藏。通过克拉2气田天然气运聚成藏过程物理模拟实验结果表明,紧邻圈闭的盐下断裂为有效的天然气运移通道,穿盐断裂为无效的天然气运移通道,天然气在地震泵抽吸作用下沿断裂运移速度快、效率高,在断裂活动的短时间内可以大规模运聚成藏。     

银厂坡银铅锌矿床原生晕测量与找矿分析

本文以银厂坡银铅锌矿床为例，开展矿床中段原生晕测量，分析岩石地球化学异常形态、规模、空间展布特征、浓度分带、组分分带特征等，对矿床中深部盲矿体进行半定位预测，为深部施工提供基础资料。     

膨胀土干缩变形特性试验研究

膨胀土是一种典型的问题性土，对气候变化非常敏感，在干旱气候条件下，极易发生体积收缩变形，引发各种工 程地质问题。为了研究膨胀土的干缩变形特性，开展了一系列室内干燥试验，测定了膨胀土的收缩特征曲线，重点分析 了初始含水率和干密度对干缩变形过程的影响，并进一步探讨了水泥固化抑制膨胀土干缩变形的效果和机理。结果表 明：（1） 膨胀土的干缩变形过程存在三个典型阶段：正常收缩、残余收缩和零收缩；（2） 初始含水率越高，试样蒸发速 率越快，且干缩变形完全后试样孔隙比越小而最终收缩应变越大，干缩变形越明显；（3） 初始干密度越大，试样蒸发速 率和最终体积收缩应变越小，提高初始干密度对试样干缩变形具有一定的抑制作用；（4） 在膨胀土中掺入适量的水泥能 显著降低试样的体积收缩应变，对干缩变形具有良好的抑制效果；（5） 膨胀土的干缩变形具有明显的各向异性特征，并 且与初始状态有关。     

膨胀土干缩变形特性试验研究

膨胀土是一种典型的问题性土,对气候变化非常敏感,在干旱气候条件下,极易发生体积收缩变形,引发各种工 程地质问题。为了研究膨胀土的干缩变形特性,开展了一系列室内干燥试验,测定了膨胀土的收缩特征曲线,重点分析 了初始含水率和干密度对干缩变形过程的影响,并进一步探讨了水泥固化抑制膨胀土干缩变形的效果和机理。结果表 明：（1） 膨胀土的干缩变形过程存在三个典型阶段：正常收缩、残余收缩和零收缩;（2） 初始含水率越高,试样蒸发速 率越快,且干缩变形完全后试样孔隙比越小而最终收缩应变越大,干缩变形越明显;（3） 初始干密度越大,试样蒸发速 率和最终体积收缩应变越小,提高初始干密度对试样干缩变形具有一定的抑制作用;（4） 在膨胀土中掺入适量的水泥能 显著降低试样的体积收缩应变,对干缩变形具有良好的抑制效果;（5） 膨胀土的干缩变形具有明显的各向异性特征,并 且与初始状态有关。     

松南地区复合钻井技术分析

松南地区地层岩石可钻性级值高,油气勘探过程中面临的关键问题是钻速低,钻井周期长,严重影响了该地区的油气勘探。为了提高该地区的机械钻速,进行了较多复合钻井等提速技术的研究及应用。针对松南地区已开展的复合钻井技术实验进行了分析,分析了复合钻井技术提速机理,以及松南地区开展复合钻井技术适用的地层。     

基于组合权重的汛期地质灾害预警预报模型

利用组合权重法将地质灾害易发区等级和降雨量等级进行有机的结合,建立了基于组合权重的汛期地质灾害预警预报模型。以吉林省为例检验其有效性。将研究区域剖分为5 702（5 km×5 km）个单元格,对每个单元格的地质灾害发生的可能性进行了等级预报。通过对已发生的地质灾害及降雨量的历史资料进行验证可知,该预报结果的精准率达到了93.25%,其预报结果是合理可行的。