宁夏农业综合开发战略转型区划研究

农业综合开发战略转型区划研究,是科学适应新形势下国家对农业综合开发提出的“坚持可持续、提升竞争力”要求的前提和基础。针对已有农业区划的单一目标和单一类型划分问题,以宁夏为例,基于农业相关的耕地、气候、水、地形、地貌、项目布局、生态规划等空间数据,采用地理学综合区划的方法,提出了动态与静态结合、定性与定量结合、农业与生态结合的13项多维指标体系,提出了合理且可操作的技术流程,科学划分了包含过渡类型的一级区划（7大类型：重点开发区、“重点+限制”开发区、保护性开发区、“保护+限制”开发区、“限制+重点”开发区、“限制+保护”开发区和限制性开发区）和二级区划（24个亚类）,实现了农业可持续和生态环境保护的双重目标。本文是国家财政部明确提出农业综合开发要科学划分重点开发区、保护性开发区和限制性开发区之后,首次实现在省（区）级以乡（镇）为单位的科学划分,可为今后农业综合开发战略转型项目的科学布局和精准投入提供重要依据,为宁夏农业综合开发战略转型工作的具体落地实施提供科学保障,同时也可为其他省份或地区的农业综合开发战略转型区划工作提供有益参考。     

贵州开阳白马洞铀矿化岩层地球化学特征

贵州开阳白马洞铀矿是重要的蚀变型铀矿,通过对白马洞清虚洞组黑色蚀变岩及白云岩风化红粘土和寒武系牛蹄塘组黑色页岩的常量元素、微量元素和稀土元素组成的分析研究,发现铀元素含量与Re、Se、Pb、Cu、As、Sb、Tl、Zn、Ni、Mo、Co、S含量为正相关关系,铀含量高,则Re、Se、Pb、Cu、As、Sb、Tl、Zn、Ni、Mo、Co、S含量也高,其中As、Co、Mo、Ni、Re、Tl、Zn、S具有显著的正相关性,而且地表土壤中Se、V、Mo 等元素的富集是铀矿找矿的主要标志之一。根据白马洞清虚洞组、寒武系牛蹄塘组黑色页岩、灯影组硅化白云岩的稀土元素配分模式分析,硒富集和铀矿化矿源层不仅是牛蹄塘组黑色页岩,可能有更深部的矿源存在。认为硒富集区是铀矿找矿远景区域;古代炼汞矿渣富集铀矿,值得开发利用和治理。     

新疆阿吾拉勒西段流纹岩及其对该区岩石圈深部过程的约束

西天山二叠纪的岩石圈深部过程是备受关注的地球动力学问题,新疆阿吾拉勒西段下二叠统流纹岩提供了理解这个问题的良好机会。阿吾拉勒西段流纹岩发育流纹构造、斑状结构,斑晶主要为条纹长石、斜长石和石英,长英质基质呈雏晶微晶结构。岩石为富硅(66.97%~79.00%)、高钾(2.86%~11.07%)钙碱性、准铝质(A/CNK=0.91~0.99)岩浆系列。流纹岩富集U、Th和K等元素,明显亏损Nb、Ta、Eu、P等元素,显示εNd(t)正值(4.7~5.1)和低的初始锶比值((87Sr/86Sr)i=0.705 1~ 0.705 6),锆石饱和温度为818~909 ℃,幔源物质明显。与高分异I型花岗岩地球化学性质相似,岩浆可能起源于壳幔边界早石炭世新生下地壳的部分熔融。流纹岩锆石U Pb法测年获得(290.9±3.3) Ma和(296.3±3.1) Ma的早二叠世成岩年龄,岩浆的起源可能与北天山洋关闭之后洋壳岩石圈板块尾部断离导致软流圈物质和能量上涌并引起新生下地壳底部重熔等深部过程有关。     

锦屏大理岩蠕变损伤演化细观力学特征的数值模拟研究

岩石的蠕变损伤和断裂是岩石流变效应的重要表现形式,但其损伤演化过程往往难以直观观测,为此,采用二维颗粒流数值模拟方法(PFC2D)对岩石的蠕变损伤和断裂的细观力学机制进行了分析。在锦屏大理岩室内试验基础上,利用颗粒流应力腐蚀模型(PSC),建立了能反映其短期和长期强度特征的柱状岩样数值模型,并开展了大量数值试验。结果表明,蠕变损伤的演化过程与暂态的损伤演化过程具有明显的差异。在岩样蠕变损伤过程中,其内部微裂纹多沿加载方向开裂且分布均匀,先快速增加再稳定扩展,最后则发生快速断裂。当荷载较小时,岩样宏观上呈现劈裂破坏特征,当荷载较大时,岩样呈现剪切破坏特征。在岩样蠕变损伤初始和稳定演化阶段的前期,荷载大小对岩样的损伤演化过程影响不大;在稳定演化阶段的后期至断裂过程中,低荷载下岩样的损伤增速比高荷载下快。     

新疆伊犁盆地西山窑组沉积特征及聚煤规律

水西沟群西山窑组是伊犁盆地主要含煤地层。通过对大量钻孔、测井、野外露头及古生物化石资料的分析,应用经典层序地层学基本理论和方法,对伊犁盆地水西沟群西山窑组进行层序地层分析,识别出SQ₁和SQ₂两个三级层序,并根据地层叠置样式、沉积旋回特征细分为5个体系域。通过分析沉积基础图件,恢复沉积环境,明确了本区西山窑组沉积演化特征:SQ₁层序中主要发育河控三角洲,湖缘及泛滥平原区主要形成泥炭沼泽,且聚煤作用时间长,强度大,分布广,易于形成稳定的厚煤层;SQ₂层序因后期构造运动影响,地层剥蚀程度较高,资料完整程度较低,沉积环境及聚煤规律尚待进一步研究。低位体系域煤层通常较高位体系域煤层分布广泛且稳定。对伊犁盆地西山窑组的沉积演化特征和聚煤规律的分析,为下一步煤炭勘探提供了依据。      

岩石爆破损伤模型的比选与改进

归纳了目前应用较为广泛的爆破损伤模型关于损伤变量的定义方法,基于FORTRAN与LS-DYNA自定义接口,将5种典型的爆破损伤模型成功导入LS-DYNA。根据具体的工程实例,对5种爆破损伤模型计算的精确性进行了对比计算和验证。结果表明,KUS模型与RFPA模型对应的结果与实测值更接近。选取计算结果较为准确的KUS模型进行改进,考虑压缩损伤,并修正了宏观弹性常数的确定方法,建立了拉压损伤模型,并对该模型的计算精确性进行验证,结果表明,该拉压损伤模型可以更好地定量描述岩体爆破损伤范围。     

贵州寒武系和石炭系页岩气开采对环境影响分析——以牛蹄塘组和打屋坝组为例

贵州页岩气地质资源量巨大,达到1.048×10~(13)m~3。其中寒武系牛蹄塘组与石炭系打屋坝组是重要储集层位。本文在研究牛蹄塘组页岩与打屋坝组页岩的地层结构、岩性和地球化学特征,以及储层特征的基础上,分析水力压裂方法对地下水含水层的破坏作用,建立了页岩气压裂开采导致地下水含水层、隔水层被破坏引起地下水污染模式,预测了压裂液返排地面可能造成地表环境污染的风险。同时,采取牛蹄塘组和打屋坝组页岩进行浸泡试验,试验结果表明,页岩在浸泡过程中,元素的浓度随着时间、温度的变化而变化,并呈现出一定的规律性,特别是As、Cd、Pb、Se、Co、Ba等元素呈显著浸出,据此分析了水力压裂法在开采页岩气的过程中可能会产生的环境污染问题。     

深埋隧洞爆破开挖扰动损伤效应的数值模拟

爆破开挖扰动是深埋隧洞损伤区孕育及演化的重要影响因素。根据隧洞岩体钻爆开挖过程分析了爆炸荷载及开挖荷载瞬态卸荷对岩体的扰动作用,基于LS-DYNA动力有限元程序,提出了利用施加节点反力模拟待开挖隧洞岩体的约束作用,通过控制节点反力的变化过程以模拟开挖荷载瞬态卸荷,采用爆炸荷载变化曲线模拟爆炸作用过程的爆破开挖扰动数值模拟方法,并利用该方法模拟分析了爆破开挖扰动对围岩的损伤效应,结果表明,应力重分布对围岩损伤最大,隧洞围岩损伤区主要由围岩初始应力重分布所导致,爆炸荷载作用将增大围岩损伤区范围,考虑开挖荷载瞬态卸荷作用的围岩损伤区最大,且地应力越高,开挖荷载瞬态卸荷作用对围岩的损伤效应越显著     

岩石爆破过程S波的产生机制分析

全面总结、分析了岩石爆破过程S波的产生机制,表明短柱状药包、炮孔周围岩体的开裂与破碎以及装药偏离球形或柱形空腔中心,均可诱发S波,并且诱发S波的幅值可超过P波;P波传播过程与岩体界面的相互作用,可产生次生的S波（透、反射SV波）。在此基础上,就爆破振动场模拟方法与计算模型选择中如何体现S波的产生机制方面提出了建议     

工业副产品木质素改良路基粉土的微观机制研究

为揭示工业副产品木质素与土体间的相互作用机制,将木质素应用于路基粉土改良,通过对木质素及其改良土进行无侧限抗压强度、pH值、微观结构、化学元素、矿物成分和官能团等试验分析,研究不同掺量下木质素改良土的力学性能和pH值变化,对比分析改良前后粉土的微观结构变化,并基于化学分析结果探讨木质素的分子结构及与土体间的相互作用,提出木质素改良土体的机制。试验结果表明,改良土强度随木质素掺量增加而增加,掺量超过一定范围时,土体强度降低,木质素改良粉土的最优掺量为12%,且龄期对土体强度有着重要影响;强度与pH值基本呈线性相关关系;改良土微观结构更为致密、稳定,胶结物质将土颗粒相互联结,且未生成新的矿物;木质素通过水解、离子交换、质子化和静电引力等作用,导致双电层厚度减小,带正电荷的木质素高分子聚合物联结土颗粒并填充孔隙,改良土工程性质得以改善。提出的木质素改良土体机制可为工业副产品木质素的工程应用提供理论参考。