流-固耦合模型试验用的新型相似材料研制及应用

为研究隧道突水、突泥过程中断层及围岩各物理场变化规律,根据地质力学模型试验相似原理,通过大量多组别配比试验,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及围岩相似材料。其中,断层相似材料以砂为粗骨料,滑石粉为细骨料,石膏、膨润土作为胶结剂,液态石蜡作为调节剂;围岩相似材料以砂为粗骨料,重晶石粉、滑石粉为细骨料,白水泥及乳胶作为胶结剂。通过大量室内试验,对比分析原岩及相似材料变形特征及强度破坏特性,重点对单轴抗压强度、渗透系数、重度、泊松比、弹性模量等重要变形及水理特性参量进行调控,系统研究不同配比对材料参数的影响规律。试验结果表明：该材料力学参数变化范围广、性能稳定、操作工艺简单,可用来模拟不同渗透系数的低、中等强度岩体材料。将该相似材料应用于吉莲高速公路永莲隧道断层突水、突泥三维地质力学模型试验中,力学性能及水理特性均达到试验要求,能够有效地模拟突水、突泥的发展演变过程,真实反映断层灾变过程中各物理场响应规律。     

三维注浆模型试验系统研制及应用

为研究注浆扩散规律和加固机制,研制了三维注浆模型试验系统,该系统由承载试验台、伺服稳压供水单元、注浆单元、多元信息监测单元及图像采集单元组成。该系统主要功能包括不同岩体介质中参数灵活可调的多孔注浆、多序次注浆模拟试验及被注岩体内部物理场信息实时采集,其主要优势体现在：（1）试验腔设计为组合桶式结构,密封性强,拆卸方便,利于注浆加固体细部研究;（2）多腔气动联合控制水压加载方式可提供持续稳压的地下水环境;（3）多元信息并行实时监测系统可同时采集被注岩体内不同空间位置的总压力、孔隙水压力及位移等信息,实现注浆过程中物理参量时空变化规律的研究。利用该试验系统进行黏土介质单孔注浆和多孔分序次注浆模拟试验,获得注浆压力p变化特征及土体内部力学响应规律：p - t曲线呈多个波峰-波谷旋回,表征劈裂注浆为主的加固模式;注浆荷载作用下,总压力、孔隙水压力、有效应力与注浆压力基本同步变化,注浆结束点达到峰值,其后开始衰减并逐渐趋于稳定;与单孔注浆相比,多孔、多序次注浆可显著提高土体有效应力,黏土逐渐压缩固结,力学性质改善。试验表明,黏土介质以劈裂注浆为主,不同序次浆脉间接触关系复杂,可划分为剪切劈裂、原位顺层劈裂及入侵劈裂3种基本模式;采用多孔、小注浆速率试验方法,可减小围岩扰动,增大注浆量及土体压缩固结程度,提高注浆加固效果。研究成果对揭示黏土介质注浆机制具有一定的科学价值。     

大型地下水封石油洞库水幕系统优化设计研究

水幕系统是决定地下水封洞库运营的关键,水幕孔设计是水幕系统的核心组成部分。以国内首个在建的大型地下水封石油储库为背景,运用地下水渗流理论,研究水幕孔间距以及隙宽对地下洞室水封性的影响。研究结果表明,在陡倾结构面条件下,水平水幕孔的间距以及隙宽对水封性具有重要影响。在计算工况中,水幕孔间距为10 m时,水封效果最好;水幕孔间距为30 m时,无法满足水封要求;相同水幕孔间距条件下,隙宽越大,水封效果越好;主洞室拱顶区域,水封效果较差。研究结果可为地下水封石油洞库水幕系统优化设计提供理论依据。     

基于无网格法的含缺陷岩石变形局部化数值模拟研究

利用自主开发的基于无网格法的岩石力学计算分析程序,采用Mohr-Coulomb破坏准则,考虑材料塑性屈服后的软化特性,研究单轴压缩条件下含一个缺陷的岩石试样的变形特性,探讨含缺陷材料的岩石变形局部化的演化规律。计算结果表明,岩石试件的破坏是一个渐进破坏的过程;加载过程中试件中的缺陷弱粒子首先出现粒子破坏并产生声发射,随加载进行试件产生微裂隙并扩张形成一个变形局部化带,局部化带扩张、发展,最终形成一个明显的剪切破坏带,缺陷粒子对试件的破坏起到了控制作用。岩石的声发射记录了岩石材料的塑性破坏过程,岩石试件的剪切破坏带与塑性区的发展具有非常类似的规律,但塑性区面积要大于剪切破坏带,从所处位置来看剪切破坏带位于塑性区之内,通过研究声发射特征信息发现变形局部化发生在应力-加载步（应变）达到峰值强度前。     

富水破碎岩体注浆加固材料试验研究与应用

针对富水破碎地层注浆治理过程中传统水泥类材料难以实现注浆加固和堵水同步进行的难题,以硫铝酸盐水泥熟料和钢渣微粉为主要原材,成功制备了一种水泥基复合注浆材料（CGM）。通过与传统水泥材料进行性能对比试验,采用扫描电镜和X射线测试手段,分析了CGM材料制备工艺、组分含量和浆液制备条件对材料性能的作用规律,并检验了CGM材料的工程适用性。结果表明：CGM材料宜采用混合粉磨制备工艺,可显著提高其水化活性,且粉磨时间应不超过45 min。钢渣微粉含量越高,水灰比越大,结石体强度越低,凝结时间越长,水灰比超过1.2:1时,结石体后期会出现干缩。与传统水泥材料相比,CGM材料浆液凝结时间与黏度的环境敏感度低,具有显著的工程适用性和性能优越性。     

北京市房价与地价的动态关系——基于结构方程模型的实证分析

城市房价与地价之间的关系错综复杂,不仅受多种因素的交织影响,相互之间也存在动态关系。研究房价与地价关系的传统方法,如Granger因果检验和回归分析等,无法刻画房价与地价之间多维的网络状关系,相比之下,结构方程模型能同时处理多个内生潜变量,且不受观测指标共线性的影响,为刻画地价与房价的交互作用提供了新的工具。从住房与土地市场的供需传导机制出发,推导出房价与地价的结构模型,以北京市为例,运用2003-2013年居住用地价格和2014年在售楼盘价格,与北京市GIS电子地图相匹配,提取商服中心可达性、公共交通可达性、道路可达性、商服繁华度、设施便利性等解释变量,构建地价与房价结构方程模型,分析二者之间的结构关系。     

塔里木盆地古城墟隆起西端奥陶系碳酸盐岩储层特征及预测

塔里木盆地古城墟隆起西端发现了多层奥陶系碳酸盐岩储层,深入分析其储层特征及形成机理,对油气勘探开发具有重要意义.为此利用该研究区内岩心和测井资料,对该区的奥陶系碳酸盐岩储层类型和特征进行了研究,发现该区存在多种储层类型.结合研究区的构造演化特征和岩溶系统的分析,并通过与塔河地区的储层进行对比认为储层的原生孔隙、裂缝是次生孔隙和形成的基础条件,而构造运动产生的裂缝是促进岩溶发育、控制储集体发育的关键因素,而古城墟隆起西端内幕岩溶型储层主要发育在6300 m以下.进一步应用振幅变化率、相干体分析等技术,有效预测了古城墟隆起西端的岩溶型碳酸盐岩储层发育区.     

斜坡降雨入渗在Flac中模拟

为了简化分析,在模拟斜坡降雨入渗暂态渗流时,通常没有考虑入渗和产流的耦合过程,通过施加流量边界或零水头边界进行地下水渗流计算,通过在FALC中利用内嵌的fish语言,考虑地表径流和地下渗流的耦合以及雨向影响下斜坡降雨入渗过程,并通过算例分析了考虑和不考虑耦合、对斜坡孔隙水压力分布以及考虑各种雨向作用下对坡面积水深度的影响。     

农村居民点整理潜力测算与布局优化研究——以江苏省江都市为例

通过自然、经济与社会因素方面构建限制修正系数,用限制修正系数把理论潜力修正至现实潜力,且从区位、自然等方面对整理后居民点进行布局优化,在ArcGIS 9.3中用多因素综合评价法评价栅格单元的居民点建设适宜度,把适宜度高的栅格变成居民点用地,直到所选择栅格面积等于现状居民点释放完潜力而保留的面积。研究发现2008年江都市居民点整理的理论潜力是6 128 hm2,经限制因素修正后现实潜力是2 013 hm2,其中半数以上在仙女镇;经布局优化后居民点集中分布,且主要集中分布在城镇周围与交通便捷地区,改变了目前散乱分布状况,居民点分布斑块数减少,其集聚度显著增加。     

不同地形特征下云南沿边村寨农户生计资产研究

依据英国国际发展署(DFID)提出的可持续生计分析框架为指导,选取与农户生计资产密切相关的评价因子,建立农户生计资本评价指标体系,对云南省25个沿边县域中具有不同地形特征的64个村寨生计资本进行了测算、对比和分析。研究发现,研究区生计资本总体水平偏低,不同地形特征下村寨间生计资本差异性较大,生计资本不平衡,针对不同的生计脆弱性,提出如下讨论:(1)人力资本上,着重加强和巩固教育和培训力度;(2)金融资本、社会资本上,加大农业现代化水平的投资力度,加大加强农业合作组织的建设;(3)物质资本上,建议增加对农业基础设施和信息媒体的建设;(4)在自然资本的脆弱性上,要在可持续性利用的基础上,大力发展循环经济。