Numerical estimation of REV and permeability tensor for fractured rock masses by composite element method

The Monte Carlo method is used to generate parent stochastic discrete fracture network, from which a series of fractured rock samples of different sizes and orientations are extracted. The fracture network combined with a regular grid forms composite element mesh of the fractured rock sample, in which each composite element is composed of sub‐elements incised by fracture segments. The composite element method (CEM) for the seepage is implemented to obtain the nodal hydraulic potential as well as the seepage flow rates through the fractured rock samples. The application of CEM enables a large quantity of stochastic tests for the fractured rock samples because the pre‐process is facilitated greatly. By changing the sizes and orientations of the samples, the analysis of the seepage characteristics is realized to evaluate the variation of the permeability components, the existence of the permeability tensor and the representative element volume. The feasibility and effectiveness are illustrated in a numerical example. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

实验研究不同盐离子对水分子拉曼效应的影响

对流体包裹体中常见的几种盐水溶液进行了拉曼光谱分析.采用了频移参数描述水分子拉曼峰的形变强度,并讨论了频移参数与盐度之间的关系.实验分析结果表明,盐度越大,频移参数越大,水分子拉曼峰形变越大.对频移参数曲线斜率分析显示,盐类对水分子拉曼峰偏移程度影响的强弱顺序为NaCl＞Na2SO4＞NaHCO3＞Na2CO3.讨论了不同阳离子和阴离子对水伸缩振动拉曼峰的影响,结果表明,高价阳离子的影响明显高于低价阳离子;而阴离子对水拉曼峰影响的强弱顺序初步确定为Cl-≈SO2-4-＞HCO-3＞CO2-3≈NO-3.     

土壤酶对碘离子在土壤中吸附行为的影响

以批式试验法研究了微生物、葡萄糖氧化酶、脲酶、纤维素酶及其催化底物葡萄糖、尿素和纤维素对Ⅰ-在土壤中吸附的影响,结果表明微生物能显著提高Ⅰ-吸附量,但葡萄糖氧化酶、脲酶、纤维素酶及葡萄糖、尿素和纤维素对Ⅰ-吸附并无促进作用.葡萄糖氧化酶及葡萄糖含量在小于100 mg/L时对Ⅰ-吸附无影响,1000 mg/L时与Ⅰ-呈竞争吸附;脲酶及尿素随浓度增大,对Ⅰ-吸附的抑制作用变得明显;1～1000 mg/L范围内,纤维素酶和纤维素对Ⅰ-吸附没有影响;但葡萄糖氧化酶和葡萄糖生成的中间产物可促进土壤对Ⅰ-的吸附.平衡液中溶解性有机碳(DOC)含量随时间增加而逐渐降低,有机质浓度越大,降低趋势越明显.     

贵州普定陈旗堡地区土体主要理化性质与持水量相关性研究

根据贵州普定陈旗堡典型喀斯特地区的生态特性,从水文地质与工程地质角度,借助土壤学对土壤水分特性的研究理论,对表层土壤20cm以下土层的土体物理化学性质与土体水分含量,即土体的持水量（waterholding capacity),进行了相关性研究。分析结果表明：土体颗粒成分、孔隙比、矿物成分含量等对土体水分含量均有影响。土体中粉粒含量较高而粘粒含量较少,且粒度分配不均匀时,土体水分含量相对较高;孔隙率高的土体水分含量较高;伊蒙混层矿物、伊利石和绿泥石等粘土矿物含量较高时,土体水分含量相对较高,而长石、碳酸盐等原生矿物含量较高时,土体水分含量相对较小。石英对于土体持水量影响不明显。     

湖南石门杨家坪下寒武统杷榔组三段混合沉积研究

湖南石门杨家坪下寒武统杷榔组三段发育陆源碎屑与海相碳酸盐的混合沉积。综合前人研究成果,通过对研究区野外露头资料的详细观测和室内样品分析及数据统计等工作,对研究区杷榔组三段混合沉积进行了详细的研究。研究区混合沉积特征宏观上表现为由陆源碎屑与混积物交互沉积、碳酸盐与混积物交互沉积和不同类型混积物本身的交互沉积构成的混积层系,微观上表现为陆源碎屑组分与碳酸盐组分混合沉积所形成混积岩;混合沉积类型主要为内潮汐沉积作用和浊流沉积作用形成的复合式混合沉积Ⅱ,次为深水原地沉积作用形成的渐变式混合沉积,但是不同成因的沉积作用形成的混合沉积类型往往叠加在一起,形成复合式混合沉积Ⅱ+渐变式混合沉积的混合沉积复合体;混合沉积环境为深水斜坡,发育内波、内潮汐混合沉积微相、深水原地混合沉积微相和远源浊流混合沉积微相等类型;在沉积环境分析的基础上,根据内波、内潮汐沉积特征,剖析了混合沉积的沉积机理;结合混合沉积的成因、沉积机理、产出部位及沉积环境等因素,以沉积学原理为指导,建立了研究区杷榔组三段的混合沉积模式。     

藏东东达山地区遥感找矿地质异常提取方法研究

文章旨在通过对遥感找矿地质方法的研究,总结出一套针对于藏东这种自然条件恶劣的特定地区的遥感找矿工作程序.通过运用比值分析 主成分分析提取矿化蚀变信息,运用方向滤波 掩膜的方法提取构造信息,从而确定了藏东东达山地区的遥感综合异常,并结合多源信息划分出了远景成矿区域,根据对东达山地区遥感找矿的方法研究,进而得到在东达山地区具有成矿潜力的区域范围,为藏东地区的进一步矿产资源开发与评价提供了依据.     

塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制

基于系统的地震剖面解释及其与塔中地区的对比,本文探讨了塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制。玛东断裂带是一条宽阔的北东向盖层滑脱型褶皱冲断带,前展式向东南扩展,冲断作用发生在奥陶纪末。巴东断裂(吐土休克Ⅱ号断裂)为北西向基底卷入型冲断带,奥陶纪末和中二叠世末发生冲断。巴西断裂和塔参2井南断裂是海西期的正断层。塔里木古板块古生代的发育受邻侧的造山带演化制约,近东西向和北东向断裂奥陶纪末的冲断是继承基底构造发育的。塔中地区的近北西向断裂是晚寒武世的新生断裂,加里东运动可分为两幕:奥陶纪末的冲断(艾比湖运动)和晚志留-中泥盆世的冲断-走滑,后者向西明显减弱。塔里木西部的部分北西向断裂(如康西断裂)可归入塔中北西向断裂系。北东向的玛东断裂带是其西的向北(东)冲断的吐木休克断裂带与其东的向南偏东冲断的塔中8-1井——塔中5井断裂带之间的调节断层。     

亚洲中部干旱区在20世纪两次暖期的表现

利用亚洲中部干旱区1901-2002年近100 a气温及北半球海平面气压、冬季西伯利亚高压强度指数、西风指数资料,分析了20世纪全球变暖的两个较明显时期在该干旱区的响应特征,以及大气环流变化和太阳活动对干旱区气温异常的影响.结果表明:亚洲中部干旱区对20世纪全球发生的两次暖期的响应特征是有显著差异的.对1920-1940年代全球发生的第一次暖期,亚洲中部干旱区整体并没有响应,仅在其东部的季风影响边缘区有响应;而对1970年代以后发生的第二次暖期,亚洲中部干旱区整体都作出了响应.冰岛低压的异常加深、同时北大西洋亚速尔高压的显著增强,西伯利亚高压强度指数的异常减弱,以及西风指数的异常增强是导致亚洲中部干旱区气温偏高的可能原因,可以初步解释研究区整体对20世纪全球两次暖期响应不同的原因.太阳活动作为外部影响因子之一,对干旱区气温的影响是阶段性的,且在百年时间尺度上,二者并没有显著的相关性.     

东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析

为解决冻土区输油管道周围土壤的温度计算问题,根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出了二维温度场的有限元计算公式.以东北多年冻土区中俄原油管道工程为背景,根据该工程区的冻土条件和气候条件,应用该方法对温热型输油管道土壤温度场进行了计算预报与对比分析.结果表明:对于输送油温为15 ℃、直径为0.914 m以及管顶埋深为2.0 m的管道,在没有铺设保温材料情况下,管顶之上的土壤在管道运行的第1年就达到热平衡状态,同时土壤融化速率在第1年达到最大,随后4a时间里迅速减小,第5年后融化速率变化趋于稳定;管道运行一段时间后,管道周围的融化圈随冷暖季节的变化呈交替式的扩展;在管道运行30 a后,融深＞10 m,即管底下的融化层厚＞7 m,而在铺设5～8 cm的聚氨酯保温材料后,融深控制在3.08～3.88 m,即管底下融化层厚为0.2～1.0 m.因此,合理使用保温方法能有效防止冻土区管道冻害的发生,同时达到保护冻土环境的目的.     

祁连山近期七一冰川融水径流特征分析

利用2006年8月1日-9月30日的实测水文数据,对"七一"冰川融水径流产汇流特征进行了分析,并揭示出该冰川日消融特征.通过对冰川融水量的估算以及径流模数的计算,并与过去的观测结果进行对比,表明近些年来"七一"冰川消融强度和消融量都在增大,而且2006年消融量为近几年观测的最大值.虽然不同年份消融量不一样,但"七一"冰川总的趋势是一直处于萎缩状态,随着全球变暖,"七一"冰川的萎缩可能将继续下去.通过对设立在沿冰川下游方向两个不同的水文断面进行对比分析,结果表明"七一"冰川融水径流在向下游运动过程中有部分水入渗为河谷潜流,观测期内两个相距不到2 km的水文断面间渗漏损耗占近1/3左右.