淹没水射流关键参数对天然气水合物沉积物冲蚀体积的影响规律研究

高压水射流技术具有工作介质来源广泛与环保等优点,能够用于海底天然气水合物储层破碎。本文运用LS-DYNA有限元程序对淹没状态下高压水射流对海洋天然气水合物沉积物破碎过程进行数值模拟,研究了射流速度、喷嘴直径、靶距、入射角度四项关键参数对含水合物沉积物冲蚀体积的影响,得出以下主要结论：含水合物沉积物产生破碎需要满足射流速度大于临界流速;随着射流速度的增加冲蚀体积逐渐增大;喷嘴直径的增加会导致沉积物径向冲蚀体积的增大,从而使总体冲蚀体积增大;靶距的增加会使水射流在水域运动过程中能量损失增大,导致冲蚀体积的减小;在喷嘴入射角度增大过程中冲蚀体积将会先增大后减小最后趋于稳定,当入射角度为10°时冲蚀体积能够达到最大值。     

基于FLAC3D对大连某工程桩基承载力数值模拟研究

利用FLAC3D软件针对大连某工程桩基的承载力进行数值模拟,对比分析了普通桩和扩底桩的承载力。研究结果表明:利用FLAC3D软件模拟普通桩Q-s变化,在相同荷载下,模拟与实测的Q-s曲线吻合,说明建立的FLAC3D模型比较适用于本工程问题研究。利用建立的FLAC3D模型对在6000 kN荷载、桩身直径相同的条件下的扩底桩和普通桩进行受力分析,桩顶应力一样的条件下,桩端应力减少50%,改善了桩端受力条件。在桩长不变的条件下,研究了缩小桩径的扩底桩的承载力,其用料占普通桩的61.2%,模拟结果表明,缩小直径扩底桩能够达到工程荷载要求,并且降低了成本。建议对原有的设计进行修正并为类似工程提供理论依据。     

科学规划土地资源统筹发展观光农业

近年来,一些旅游风景区和大城市郊区观光农业发展迅速,方兴未艾。观光农业是农业与旅游业交叉融合的新兴产业。据国家旅游局的最新测算,我国乡村旅游的年接待游客人数已达3亿人次,旅游收入超过400亿元,占全国出游总量的近1／3。如何让这种刚刚兴起的介于传统农业、现代农业与旅游、商业服务业中间地带的新产业,既能带动社会经济效益,又符合土地利用管理政策,是摆在土地管理部门面前的一道新课题。     

基于解析法和数值法的非稳定流抽水试验参数反演

含水层的水文地质参数是进行地下水资源计算、地下水污染防控等所必需的基础数据,结合数值模拟技术进行含水层参数反演很有必要.按照1:5万水文地质调查规范在江汉平原仙桃市杨林尾镇复兴水厂不同含水层位开展抽水试验,包括深层含水层单孔抽水试验以及浅层含水层中群孔(2孔)抽水试验.对于单孔抽水试验,应用第1类越流系统井流理论进行参数反演;对于群孔抽水试验,推导了特定综合井函数,并利用特定标准曲线匹配法和直线图解法求解了含水层参数.随后利用FEFLOW软件建立了相应数值模型,拟合了含水层参数.结果表明:浅层含水层的渗透系数变化范围为21.66~54.00 m/d,贮水率变化范围为1.28×10-5~8.00×10-4 m-1;深层含水层渗透系数变化范围为1.27~7.00 m/d,贮水率变化范围为3.90×10-6~5.00×10-6 m-1.对于深层承压含水层而言,越流补给量较大.采用数值模拟方法结合抽水试验数据求参,综合考虑了含水层结构,拟合效果好,所得结果更加可靠.      

基于Kalman滤波的GM(1,1)-AR模型在高层建筑物沉降变形分析中的应用

在传统的GM(1,1)模型和AR模型的基础上提出一种基于Kalman滤波的GM-AR模型预测新算法。利用卡尔曼滤波对原始监测数据进行滤波消噪,获取有效地实际变形量;然后对实际变形量中的趋势项和随机项运用GM(1,1)-AR组合模型进行建模组合。通过工程实例分析表明,基于卡尔曼滤波的GM(1,1)-AR模型相比单一的GM(1,1)模型和GM(1,1)-AR模型,有效地减弱观测噪声的影响,提高预测精度。     

油页岩原位开采井距影响数值模拟研究

近年来,随着我国能源消费水平的提高,油气资源进口量逐年上升,寻找替代能源逐渐受到世界各国关注。油页岩是一种重要的石油替代能源,其储量巨大,分布广泛,开采前景广阔。地下原位转化开采油页岩具有低污染、占地面积小的优点。本文采用CMG-STARS数值模拟软件建立油页岩地下原位开采模型,通过原位注入热蒸汽法模拟了油页岩地下原位转化过程中的产油动态,并分析不同井距对开采的影响。结果表明,井距对油页岩开采有重要影响,井距越大,油页岩长期开采效果越好,但短期开采效果越差。最后对井距进行敏感性分析,结果表明井距40 m左右时产油效果最好。     

超临界CO2注入煤层对顶板岩石纵波速度及力学响应特征研究

深部煤层CO₂地质封存与CH₄强化开采(CO₂–ECBM)技术在提高煤层气采收率的同时可实现碳减排,具有能源和环境双重效益。超临界CO₂(ScCO₂)、水和煤层顶板之间的地球化学反应可改变其物理力学性质,增加CO₂泄漏的风险。以沁水盆地胡底煤矿3号煤层顶板岩石为研究对象,开展“ScCO₂–水–岩”地球化学反应模拟实验,探讨CO₂煤层封存条件下ScCO₂–水–顶板岩样地球化学反应过程及其对岩石纵波速度和力学性质的影响。结果表明:ScCO₂–水–岩之间化学溶蚀反应造成岩样Ca、Mg元素显著降低,促使岩样表面形成孤立状溶蚀孔,并随着反应时间的持续,进而形成大量的“溶蚀坑”和“溶蚀缝”;增加了岩样结构不连续性,使得声波传播路径增大、能量损失加剧,导致纵波波速降低;ScCO₂–水–岩反应后岩样的峰值强度和弹性模量降低,泊松比升高,且三者之间的变化率与反应时间之间呈现Logistic函数的变化关系。对于胡底煤矿而言,ScCO₂–水–岩反应过程中顶板力学性质的弱化不足以造成盖层的破裂和CO₂泄漏,但在评价煤层CO₂封存安全性时,还应考虑煤层吸附膨胀应力对顶板的影响。      

地应力对油页岩地层劈裂注浆裂隙扩展的影响

地应力的差异性对劈裂注浆的裂缝扩展有着重要的影响。针对油页岩原位裂解区止水,本文提出定向射孔与劈裂注浆相结合的新方法,引导裂缝扩展。根据油页岩参数,利用RFPA软件,分析有无射孔对裂缝扩展的影响,并进一步分析地应力差异对有射孔时裂缝扩展的影响。结果表明,与无射孔注浆相比,有射孔注浆可定向劈裂并减小注浆压力;当x方向应力大于y方向应力时,射孔之间产生的大量裂缝将射孔连通形成帷幕;当x方向应力小于y方向应力时,随着应力差异的逐渐变大,裂缝扩展逐渐从x方向向y方向偏转,直到应力差异成为影响裂缝扩展的主要因素,射孔之间才未形成裂缝且不能连通。此研究成果可为油页岩原位裂解区止水工程提供借鉴。     

四川耳泽金矿床成矿流体不混溶的流体包裹体证据

木里耳泽金矿床矿体位于上二叠统岗达概组,矿体形态受断裂构造和层间破碎带控制,大多数呈透镜状或脉状。成矿阶段划分为菱铁矿阶段与石英—硫化物—金阶段。矿床中流体包裹体类型分为H_2O包裹体、CO_2包裹体、H_2O-CO_2包裹体,主要分布于石英—硫化物—金阶段。本文主要运用包裹体均一测温法探讨了成矿流体不混溶的热力学条件。H_2O包裹体均一温度为124.6℃247.6℃,盐度为5.86%3.06%。H_2O-CO_2包裹体的完全均一温度为179.6℃296.6℃,部分均一温度为15.6℃30.6℃,水合物最后融化温度范围为7.5℃9.1℃,相应的盐度约为1.83%4.87%。计算的成矿压力为1 010 bar。测试过程中,富H_2O相的H_2O-CO_2包裹体和富CO_2相的H_2O-CO_2包裹体的完全均一温度和压力非常接近,可以证明它们是同一时期捕获的CO_2与NaCl-H_2O不混溶流体包裹体组合。     

甘肃干沙鄂博稀土矿床熔体和流体包裹体对成矿的制约

甘肃天祝干沙鄂博稀土矿床产于霓辉正长岩和霓辉正长斑岩中,矿体形态呈不规则脉状、透镜状和板状。成矿过程可分为岩浆期、岩浆-热液期、热液期和表生期,其中岩浆-热液期为主要成矿期。本矿床中的包裹体有熔体包裹体、流体-熔体包裹体、H_2O包裹体、CO_2包裹体、CO_2-H_2O包裹体、含子矿物H_2O包裹体和含子矿物CO_2-H_2O包裹体7类,并以富含流体-熔体包裹体、CO_2-H_2O包裹体为显著特征。包裹体组合从熔体包裹体→流体-熔体包裹体、H_2O包裹体、CO_2包裹体和CO_2-H_2O包裹体→H_2O包裹体的变化,反映本矿床的形成经历了从岩浆→岩浆+热液→热液的演化过程。岩浆期熔体包裹体均一温度为780℃;岩浆-热液期均一温度为191~700℃,盐度为5.26%~22.24%,属中低盐度,成矿压力为68~95 MPa,相应的成矿深度为2.6~3.6 km;热液期均一温度为129~225℃,盐度为0.35%~7.73%,为低盐度。从岩浆期到岩浆-热液期再到热液期,温度逐渐降低,矿化作用主要发生在岩浆-热液期,属中高温、中深成岩浆-热液过渡型矿床。