深层碳酸盐岩储层溶洞围岩应力分布研究

以冀中凹陷任北奥陶系碳酸盐岩储层为例,基于油田测井资料及岩石力学实验确定了研究区岩石力学参数,对目标储层典型的长椭圆形孤立落水溶洞围岩应力进行了数值模拟,并根据第三强度理论研究了围岩破坏情况。研究结果表明,（1）溶洞在上覆岩层压力和侧向压力的共同作用下,长椭圆形溶洞围岩的应力集中效应带为9倍的半径范围;（2）长椭圆形溶洞围岩应力以压应力为主,主要集中分布在洞顶和洞底;（3）溶洞填充性对其围岩主应力差及破坏范围影响很大。当填充压力小于0.1 MPa时,溶洞围岩主应力差及破坏区域范围随填充压力的增大而增大;而当填充压力大于0.1 MPa时,溶洞围岩主应力差及破坏区域范围随填充压力的增大均呈减小的趋势。      

基于热-水-力-损伤耦合数值模型的高地温水工高压隧洞围岩承载特性

针对高地温水工高压隧洞围岩的力学行为特点,在考虑岩体的渗透系数、热传导系数随岩体损伤发生变化的基础上,基于多物理场耦合理论,提出一种考虑硬岩强度力学参数劣化的含损伤演化的热-水-力-损伤耦合模型,并给出了该模型的FLAC3D数值实现方法。通过与物理模型试验结果对比,验证了模型的可靠性,进而利用该模型推演了高地温水工高压隧洞的多物理场耦合演化过程,分析了不同影响因素下的承载特性。研究结果表明：隧洞充水运行后,高地温水工高压隧洞的多场耦合效应显著,尤其高地温梯度和高内水压力联合作用下产生的迭加拉应力对围岩的承载安全具有不利影响;温度梯度、内水压力以及岩体线膨胀系数越大,隧洞围岩的损伤程度与开裂深度越大;当隧洞横断面的侧压力系数趋向于1时,洞周出现的宏观裂缝较多,且出现方位不确定;当隧洞横断面侧压力系数小于1/3时,洞周出现的宏观裂缝相对较少,且主要出现在与初始地应力的最大主应力方向相平行的方向上。常规锚喷支护对高地温水工高压隧洞的加固效果不佳。     

桂西二叠系沉积型铝土矿鲕粒成因机制探讨

已有研究表明铝土矿中鲕粒的Al含量普遍高于基质,但鲕粒富集Al过程尚不清楚。本文通过对桂西地区铝土矿进行宏微观观察以及电子探针测试(EPMA)和X粉晶衍射分析,研究了矿石构造和元素地球化学变化规律,试图分析铝土矿中鲕粒生长机制。含矿岩系层序多变特征表明桂西铝土矿为陆相成因;鲕粒内部圈层Al含量大于50%,而Si含量小于1%,Fe含量波动于1%左右,证明矿石中鲕粒Al的含量比基质的高,同时硬水铝石的结晶程度亦较高;与鲕粒生成有密切关系的构造主要为凝胶和裂隙,两者为正反馈关系;胶体在分离过程中出现分凝,主要形成富铝、富硅和富铁凝胶,分凝过程中Fe、Si亲和性强,两者的迁移能力均高于Al。分析认为鲕粒形成于浅埋阶段,是一种凝胶的反复分凝过程,受控于湿润-干热气候,成鲕可大致分为3个阶段,即充水阶段、湿润阶段和干热阶段,成核机制为脱水收缩,圈层增长机制为成胶-凝胶老化交替。铝土矿型风化壳的物质搬运过程使鲕粒的圈层停止生长,形成夭折鲕,若条件有利则形成再生鲕。首次引入磁场的概念解释了鲕粒保持浑圆形习性的原因。     

致病性哈维氏弧菌:海洋寄生性纤毛虫的内共生细菌

哈维氏弧菌被观察到与海洋寄生性纤毛虫刺激隐核虫具有内共生现象,其作为一种致病性细菌,可导致感染刺激隐核虫的大黄鱼产生严重的继发性细菌感染。我们通过16s宏测序技术对刺激隐核虫的细菌群落进行鉴定,并通过标准的细菌培养方法分离鉴定出哈维氏弧菌。通过透射电镜和荧光原位杂交方法,在刺激隐核虫的细胞胞质中,均观察到内共生的哈维氏弧菌的存在;而在其细胞核中,则没有相关信号存在。哈维氏弧菌与刺激隐核虫的相关关系以及内共生的哈维氏弧菌对刺激隐核虫的影响作用,仍需要深入进行研究。     

不同结构形式张力腿平台水动力参数比较分析

随着张力腿平台(TLP)在深海油气开发领域的广泛应用,在早期传统式(C-TLP)的基础上衍生出了多种结构形式,其中还有延展式(E-TLP)、最小化深海水面式(MOSES)和海之星式(SeaStar)已具备业界建造运营经验。为了体现TLP各类结构形式的性能特点,服务于工程开发方案中平台构型选择,本文基于三维势流理论频域方法,针对现已建造的4种TLP的水动力性能及相关参数进行了对比研究。首先,在质量惯性、结构刚度相似的条件下,完成了各类型平台的主尺度方案;其次,采用SESAM软件分析计算了各方案设计平台的附加质量、势流阻尼和运动响应幅值算子(RAO);最后的结果对比表明,不同结构形式对张力腿平台的固有周期影响很大,分散立柱形式的C-TLP与E-TLP的垂向运动响应更小。     

泥蚶(Tegillarca granosa)重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究

利用泥蚶(Tegillarca granosa)铁蛋白原核表达工程菌获得的重组铁蛋白,通过圆二色光谱分析蛋白二级结构,扫描电镜和电感耦合等离子质谱研究重组铁蛋白富集Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)、Hg~(2+)、Pb~(2+)和As~(3+)等7种重金属离子的特性,同时探索利用重组铁蛋白修饰丝网印刷电极,设计和制备重组铁蛋白检测Pb~(2+)和Cd~(2+)浓度的电化学生物传感器。结果表明复性成功的铁蛋白多为完整的?-螺旋结构,而复性不成功的蛋白聚集体则多为无规卷曲。重组铁蛋白的直径和形态与富集的离子种类有关。泥蚶铁蛋白对单一金属离子Fe~(2+)和Mn~(2+)的富集凸显优势。对两种混合金属离子的富集大多表现为竞争关系。但重组铁蛋白对Hg~(2+)和As~(3+)混合组的富集量明显高于单一金属离子组的富集量,对Hg~(2+)和As~(3+)混合组的富集表现出协同促进作用。重组铁蛋白传感器对Pb~(2+)和Cd~(2+)溶液的最低检测限为10μg/L。     

南黄海西部2007年4月的逆温跃层

利用南黄海西部2007-04的温盐实测资料,采用海洋层结谱表达法及自适应识别,得到逆温跃层的"五点三要素",形成强度要素平面分布图.分析表明,逆温跃层的存在与黄海暖流水有直接的关系:1)4月份,黄海暖流水受到的海面冷却仍是产生逆温跃层的普遍原因,在该海区黄海暖流向北延伸和向两侧拓展的区域都有该种类型的逆温跃层存在,位置相对较浅;2)但在偏南的黄海暖流主干区,海面冷却产生的效应被主流区的热量补充所抵消,逆温跃层很弱甚至消失,这是该月份逆温跃层分布区向北退缩并在南部中心附近呈现缺失区的主要原因;3)南下的鲁北沿岸流水的冷水叠加在黄海暖流水的暖水上方,使逆温跃层加强,使得冷暖水的作用区成为强逆温跃层区;4)黄海暖流左侧冷沿岸流水及右侧冷水的前端向黄海暖流楔入,其前端往往覆盖在底层高温高盐的黄海暖流水上方形成下逆温跃层,从而形成双逆温跃层.这些特点,较以前认知更加客观、全面、细致和准确.     

挠力河流域耕地水分盈亏时空变化特征及趋势模拟

为揭示挠力河流域耕地资源水分盈亏态势,以遥感影像、DEM数据和气象台站数据为基本信息源,基于遥感和GIS技术,对流域1990-2014年间耕地水分盈亏时空变化特征进行研究,并运用情景模拟技术模拟未来水分盈亏态势。结果表明：24 a间流域耕地面积增长放缓,1990-2002年水田急剧增加,旱地轻微上升,2002-2014年水田增长速度急剧下降,旱地面积减小;耕地水分盈亏程度变化明显,各等级耕地空间分布差异大,1990-2002年以中度和重度缺水变化为主,基本不存在严重缺水区,2002-2014年,轻度缺水区面积变化最大,重度缺水区缓慢下降。正常缺水是3期面积最大的缺水等级;模拟显示未来流域水分亏缺态势将更加严峻,高MPLD指数区分布更为集中,局部高水分亏缺区面积会进一步扩大,除轻度缺水区逐渐减少外,其余4种类型缺水区均保持增加,其中重度缺水区将大量增加。该研究结果可为挠力河流域农田灌溉方案的制定提供借鉴和参考。     

塔里木河下游河岸带地下水埋深对生态输水的响应过程

为了解塔里木河下游生态输水量与地下水埋深多年响应变化过程,得出地下水埋深对生态输水的响应变化规律,以塔里木河下游英苏断面为研究区,运用定性与定量分析方法,综合考虑不同输水差异（包括零输水年即2008年、输水极少年即2009年、输水较多年2011年等）,对2000-2015年英苏断面1 050 m范围内地下水埋深数据进行了分析。结果表明：研究断面内地下水埋深在各年份总体呈现比较平稳的递减趋势,年内个别月具有较大的增幅,另外由于冻土消融等因素影响,地下水埋深在2~3月有一定的增幅;离河较近区域的地下水埋深变化对生态输水的响应具有时间同步性,而离河道较远地区的地下水埋深在响应时间上存在滞后性,本研究断面1 050 m范围内地下水埋深响应时间维持在1 a内;经过多年生态输水过程,英苏监测断面距离河道约750 m范围内地下水平均埋深维持在2~6 m范围内,基本达到植物生长所需地下水埋深水平;另外,综合分析研究断面多年输水引起的地下水位响应过程,为获得生态输水过程所带来的最大生态效益,生态输水不仅要保持一定的输水量,还要保持输水年周期的连续性。     

Laboratory investigation and simulation of breakthrough curves in karst conduits with pools

A series of laboratory experiments are performed under various hydrological conditions to analyze the effect of pools in pipes on breakthrough curves (BTCs). The BTCs are generated after instantaneous injections of NaCl tracer solution. In order to test the feasibility of reproducing the BTCs and obtain transport parameters, three modeling approaches have been applied: the equilibrium model, the linear graphical method and the two-region nonequilibrium model. The investigation results show that pools induce tailing of the BTCs, and the shapes of BTCs depend on pool geometries and hydrological conditions. The simulations reveal that the two-region nonequilibrium model yields the best fits to experimental BTCs because the model can describe the transient storage in pools by the partition coefficient and the mass transfer coefficient. The model parameters indicate that pools produce high dispersion. The increased tailing occurs mainly because the partition coefficient decreases, as the number of pools increases. When comparing the tracer BTCs obtained using the two types of pools with the same size, the more appreciable BTC tails that occur for symmetrical pools likely result mainly from the less intense exchange between the water in the pools and the water in the pipe, because the partition coefficients for the two types of pools are virtually identical. Dispersivity values decrease as flow rates increase; however, the trend in dispersion is not clear. The reduced tailing is attributed to a decrease in immobile water with increasing flow rate. It provides evidence for hydrodynamically controlled tailing effects.