小口径可膨胀波纹管水力膨胀过程的 数值模拟与试验研究

为了确保可膨胀波纹管在φ120 mm地质钻井中实现封隔漏失地层的功能,在合理设计8字形波纹管截面形状的基础上,采用有限元理论模拟了不同壁厚和材料的波纹管水力膨胀成形过程,并进行了室内水力膨胀试验。结果表明：波纹管壁厚越薄,膨胀效果越好,但壁厚必须满足抗外挤强度和抗内压强度条件;适用于φ120 mm井眼的8字形波纹管,其材质应符合如下条件。屈强比≤0.6;延伸率≥25%;抗拉强度σb≥410 MPa;试制的波纹管膨胀后最小外径能够满足后续机械膨胀要求,最大膨胀压力为13.6 MPa,符合钻探现场使用条件。研究结果为波纹管野外试验提供了技术支撑。     

中国页岩气革命现状与发展建议

近10年来,美国页岩气革命已经改变了全球现有的能源格局,吸引着越来越多的国家投入到页岩气的勘探开发中来。本文介绍了美国页岩气革命的发展历程及取得的成就;简述了中国页岩气革命的发展历程和现状。结合美国页岩气革命的先进经验,及我国页岩气资源特征及开发特点,针对性地提出了中国页岩气勘探开发技术的发展建议,对中国页岩气革命的大发展具有重要的指导意义。     

易坍塌地层双管水平定向钻进工艺研究

水平定向钻进技术已被广泛地用于铺设各种管线,具有施工速度快,对地面破坏小,不会影响已有管线的正常使用等优点。但是,在砂卵石和粉细砂类易坍塌地层中,常规的单钻杆水平定向钻进常会出现导向偏差和钻孔坍塌等事故。在已有技术的基础上,开发出了一套双管水平定向钻进系统,包括双回转动力头钻机、内外钻杆、双管导向节。通过现场应用证明了该双管系统具有导向精度高、调整方向灵敏等优点,能克服易坍塌地层带来的导向精度差和钻孔坍塌等难题。     

离心模型试验与数值模拟相结合研究采空边坡渐进破坏特性

以贵州六盘水地区煤层开采为工程背景,采用离心模型试验与数值模拟相结合的方法研究了采空条件下边坡的渐进破坏过程及破坏模式。基于离心模型试验得到了开采过程中边坡的位移场,并采用FLAC~(3D)对离心模型试验过程进行了数值模拟,数值与试验结果得出的边坡位移时程曲线吻合程度较高,塑性区分布与试验点对分析得到的滑裂面破坏过程与路径基本一致。通过对比、融合离心模型试验观测与数值模拟结果,表明贯通坡脚与采空区的滑裂面由下向上形成,且总体发生剪切错动破坏,贯通坡肩与采空区的滑裂面由上至下发生复杂的破坏过程,初始阶段滑裂面发生张拉破坏,中间阶段同时发生张拉与剪切破坏,末尾阶段发生剧烈的剪切滑移破坏。     

动载下土工格栅加筋桥台挡墙承载性能分析

为研究加筋土桥台结构在顶部条基动载作用下的动力响应问题,通过MTS伺服加载系统施加循环动载,开展室内加筋桥台挡墙动载破坏试验,对比分析3种格栅长度和3类格栅型式的加筋土挡墙沉降及面板水平位移、土压力、筋材应变等参数的分布规律,揭示加筋桥台挡墙的动力承载性能。试验结果表明：在循环动载下不同格栅长度及型式的加筋桥台挡墙破坏模式存在差异,M、A、B型格栅加筋长度 1.0H（H为挡墙高）的挡墙破坏模式均为冲切剪切破坏,A、B型格栅 0.7H和 0.4H的挡墙破坏模式为局部剪切破坏。加筋桥台挡墙面板侧移随筋材长度增加依次减小,A型格栅加筋土挡墙侧移系数总体上相比B型小。桥台挡墙因加筋格栅长度及型式不同导致动土压力衰减规律差异明显,当 1.0H时M型及A型筋材竖向动土压力衰减系数沿墙高呈抛物线函数模型,当 0.7H时,A型和B型筋材竖向动土压力衰减系数沿墙高皆呈指数函数模型。     

氨基三乙酸对污染土壤中镉活化迁移的影响

为了探究氨基三乙酸(NTA)对污染土壤中镉活化迁移的影响,采用批实验研究了淋洗前后镉形态的变化、土壤有机质含量的变化以及镉的活化量与NTA浓度和pH值的关系。通过傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析了淋洗前后土壤颗粒官能团的组成,并采用SEM对淋洗前后土壤颗粒表面进行了表征。结果表明镉的活化量主要受到NTA浓度和淋洗液pH值的影响。一方面镉的活化量随着NTA的输入浓度增大而增大,且与土壤实际结合NTA量变化趋势一致,土壤颗粒由淋洗前的羟基官能团变为淋洗后的酯基官能团,进而降低了土壤颗粒对镉的固定;另一方面淋洗过程中通过H~+与镉之间的交换反应,导致镉的活化,同时交换反应消耗质子会使得淋洗液pH值升高,在较高的pH值条件下镉会形成Cd(OH)_2沉淀而被部分固定。     

云南荒田大型铅锌矿床的成因:流体包裹体和C- H- O- S- Pb同位素地球化学约束

荒田铅锌矿位于扬子板块西南缘,与华夏地块和三江地块相接,属峨眉山大火成岩省的南延部分,川-滇-黔铅锌银多金属成矿域的南部。矿体赋存于上二叠统峨眉山玄武岩底部与下二叠统茅口组接触面上及其附近的玄武质-灰质角砾岩层中。本文应用流体包裹体和C-H-O-S-Pb同位素地球化学研究手段,来探讨荒田铅锌矿的成因。流体包裹体分析表明,成矿流体性质具有阶段性演化特征,早期硫化物阶段(阶段Ⅰ)出现含子矿物包裹体、CO_2包裹体和H_2O包裹体的组合发育特征,均一温度介于245～320℃,平均为270℃;到中期硫化物阶段(阶段Ⅱ)和晚期硫化物阶段(阶段Ⅲ)则逐渐变为以H_2O包裹体为主要类型,均一温度分别介于180～250℃和100～210℃,平均为224℃和174℃。随着成矿作用的进行,成矿流体的均一温度和盐度均表现出从早阶段到晚阶段逐渐降低的趋势。显微激光拉曼光谱分析显示流体包裹体的液相成分主要为H_2O,气相成分为H_2O、CO_2、CH_4以及N_2。碳、氧同位素组成(δ~(13)C_(PDB)值介于-8.54‰～3.76‰,δ~(18)O_(SMOW)值介于8.57‰～24.22‰)在δ~(18)O-δ~(13)C图上分布于原生碳酸岩和海相碳酸盐岩之间,指示CO_2可能来自地幔、海相沉积碳酸盐岩溶解和沉积物中有机质的脱羟基作用。氢氧同位素组成(δD值介于-97.4‰～-71.4‰,δ~(18)O_水值介于-4.6‰～8.0‰)在δD-δ~(18)O图上落在岩浆水和大气降水的过渡带上,推测热液流体运移过程中与顺层下渗的大气降水流体混合,期间可能有海水的加入。矿石硫化物的δ~(34)S值介于-5.5‰～10.3‰,指示矿化剂硫具有多种来源,除了直接来自玄武岩外,还来自古海水硫酸盐和碳酸盐岩地层,硫酸盐通过热化学还原(TSR)过程发生还原作用。矿石硫化物铅的~(208)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(206)Pb/~(204)Pb比值分别为38.320～39.365、15.603～15.860和18.136～18.786,数据分布呈线性趋势,几乎所有点均落在地壳铅平均演化线以上,且位于峨眉山组玄武岩、碳酸盐岩地层和基底岩石的Pb同位素组成范围之内,说明成矿物质具有多源性,铅同位素在成矿之前存在均一化过程。结合成矿物质和成矿流体来源,以及区域成矿地球动力学背景,认为荒田铅锌矿属于密西西比河谷型(MVT)叠加岩浆热液改造型矿床。     

相山牛头山地区铀矿床深部多金属成矿流体特征与成矿物质来源探讨

最新的研究与钻探结果揭示,相山铀矿田深部蕴藏丰富的铜铅锌多金属矿产资源,矿田具有"上铀、下多金属"的资源空间展布样式,对这种新型矿床的形成机制迄今尚未得到阐明。文章在野外地质调查基础上,研究铀多金属矿石中矿物共生组合和流体包裹体特征,初步揭示了含矿流体的性质及其成矿机制。新的资料表明,铀矿化下部的多金属成矿作用可以划分为3期:第1期形成粒状石英-黄铁矿组合;第2期形成石英-闪锌矿-黄铜矿-方铅矿-毒砂-菱铁矿组合;第3期形成方铅矿-辉银矿-黝锡矿-方解石组合。对不同矿化期次脉石矿物中的流体包裹体进行观察鉴定、温度测试、激光拉曼成分分析及硫化物S同位素分析研究。结果表明,相山矿田多金属成矿流体早期为深部岩浆来源的富CO2流体,晚期为深部流体与大气降水混合物。成矿流体总体为中低温(120～300℃)、低盐度(w(NaCleq)=4%～8%)的热液流体。从早到晚,多金属成矿流体从中温、低盐度向低温、低盐度演化,浅部流体的混入造成的流体物理化学条件改变可能是Cu、Pb和Zn等成矿元素沉淀的主要机制。     

吉林省桦甸市马家店金矿矿床地质特征及找矿前景分析

马家店金矿区位于吉林省著名的夹皮沟金成矿带上,是近年来夹皮沟地区发现的一座中型蚀变岩型金矿床。矿体产于蚀变二长片麻岩与北西向破碎带的接触部位,空间分布明显受北西向构造控制,矿体呈似层状及透镜状沿蚀变带分布。通过对本区成矿地质背景、矿体地质特征的研究,对本区找矿前景进行潜力分析。     

山坡表层关键带结构与水文连通性研究进展

山丘区是洪水的"策源地",山丘区坡地、沟谷及间歇性河道为洪水的形成提供了通道,同时也是水文连通时空变化最为强烈的地带。然而,对流域表层关键带结构特征及其水文连通机制等的认识尚存不足,限制了产汇流理论及模型方法的发展和应用。通过对比国内外山坡水文实验,发现山坡物理结构连通性控制并深刻影响着水流的连通过程,现有水文连通实验侧重孔隙等微观尺度的规律研究,与水文模型理论存在尺度上的巨大偏差。为此,提出水文连通性应侧重揭示水流在山坡地表、地下的宏观表象通道及分布特征,探索径流连通的动力学机制,即山坡水文连通性研究重在剖析其结构特征的水文累积效应,应保持关键带结构特征合理概化与产汇流理论适度复杂之间的平衡。