基于广义有效应力原理的水土压力统一计算理论

为弥补水土压力合算与分算之间的跳跃,需要建立水土压力统一计算理论。以理想饱和砂土模型为分析对象,在"非充分浮力"和"充分浮力"概念的基础上,从一个全新的角度阐述了有效应力原理公式的物理本质及推导过程;在此基础上,通过引入折减系数,将适用于饱和砂土的狭义有效应力原理扩展到适用于饱和岩石等孔隙发育不充分介质的广义有效应力原理;在广义有效应力的基础上,以水土分算为基础,推导出了水土压力合算与分算的统一计算公式;为解决统一计算公式中的抗剪强度指标选取问题,依据有效应力强度指标和总应力强度指标,推导了统一抗剪强度指标公式。水土压力统一计算公式理论依据充分、推导过程严谨,实现了水土压力计算结果从砂土到黏性土的过渡,具有很强的理论意义和工程应用价值,可为完善土力学基础理论体系提供参考借鉴。     

川西采气厂首口地质导向水平井钻井技术

广金6-2 HF井是川西采气厂在蓬莱镇组气藏首次应用随钻地质导向钻井技术完成的一口长水平段水平井。该井利用随钻地质导向技术及综合录井技术,优选钻具组合,精确控制井眼轨迹,准确卡住目的层砂顶以及A靶垂深,实现A靶精确着陆。单弯双扶钻具组合在蓬莱镇气藏具有良好的稳斜效果,该井水平段进尺为980.84 m,其中滑动钻进进尺为21.5 m,复合钻进进尺为959.34 m,复合钻进比例为97.8％,大大提高了钻井效率。岩屑录井显示,水平段钻遇泥岩4 m,泥质粉砂岩8 m,细粒岩屑砂岩968.84 m,储层钻遇率为98.8％。该井完钻后没有测井,利用地质导向资料及录井资料确定射孔位置,从而缩短了钻井周期,降低钻井成本。     

基于热重分析的菱镁矿分解动力学解析

本文利用热重(TG)分析方法,探讨了菱镁矿的热分解过程。根据热微商(DTG)曲线峰顶温度,结合Kissinger及Ozawa-Doyle方法拟合计算得到菱镁矿热分解的活化能和指前因子(lgA)分别为211.55 kJ/mol和11.07s-1。依次采用单曲线拟合、多元非线性拟合及Malek方法判定得出菱镁矿热分解过程属于三维相界反应模型(R3),其动力学方程为:dα/d T=(1011.07/β)·e-211.55×103/(8.314×T)·3(1-α)2/3。     

泌阳凹陷王集油田核桃园组三段沉积演化

在综合分析钻井、测井、地震资料的基础上,建立了王集油田桃园组三段(以下称核三段)层序地层格架,对王集油田核三段的层序结构进行了深入的研究。分析表明王集油田核三段发育1个三级层序,进一步划分出低位体系域(LST)、湖扩体系域(TST)、高位体系域(HST)和8个准层序组。在层序地层格架内,运用骨干剖面井-震联合精细对比的方法对研究区核三段沉积演化特征进行了研究,在分析研究区核三段层序结构空间演化规律的基础上,提出了王集油田核三段进积-退积-进积的沉积演化模式,即低位体系域时期,辫状河三角洲进积,导致沉积作用在研究区中北部形成古地貌隆起;湖扩体系域时期,辫状河三角洲退积,地层向古地貌隆起之上超覆减薄,部分砂体尖灭;高位体系域时期,辫状河三角洲再次进积,导致湖扩期趋于平缓的古地貌微隆起,沉积中心东移。研究区核三段沉积演化模式揭示了湖扩体系域时期研究区中北部存在的上倾尖灭岩性圈闭的发育机理,为该区下一步寻找上倾尖灭岩性圈闭奠定了理论基础并指明了勘探方向。     

均匀半空间回线源非中心点频率域电磁场计算

在回线源频率域非中心点磁场计算过程中,会遇到双贝塞尔函数积分问题。这里给出了一种基于静磁场毕奥-萨伐定律计算双贝塞尔函数积分的数值方法,将频率域电磁场写成由回线源直接激发的一次场和由地下导电介质感应出的二次场的和的形式,根据一次场和二次场被积函数的形态区别,对两部分的积分采用不同的计算方法。为了验证该方法的准确性,将回线源剖分成若干个电偶极子,用电偶极子叠加的电磁场与本文提出方法计算的结果对比。对比结果表明,二者的相对误差很小,这有助于研究回线源电磁场的分布规律。     

基于人工降雨模拟试验的坡面水文连通性

为揭示降水入渗时坡面水文连通性特征以及坡度和雨强等对水文连通性的影响,研究基于人工降雨模拟试验,分别采用结构性指标径流长度（Flowlength,l_F）和功能性指标相对地表连接函数（Relative Surface Connection Function, F_RC）分析不同坡度坡面（5°、15°、25°;面积为150 cm×50 cm）在不同雨强（25 mm/h、50 mm/h、70 mm/h和86 mm/h）条件下的水文连通性。研究结果表明:坡面水文连通结构主要由l_F为0~100 mm的径流路径组成,其栅格频率高达90%以上,而l_F为100~500 mm的栅格频率为3%~8%。水文连通性的迅速发展主要集中在降水事件的开始阶段,而一定阶段以后入渗速率与地表储水速率基本持平,水文连通性呈现出较为稳定的发展趋势。坡度增大整体上有利于水文连通性的发展。5°坡面对应水文连通面积比率整体小于其他坡度。由于雨强增大到一定范围时将增加地表糙率,从而阻碍水文连通性的发展,研究中仅25 mm/h对应水文连通性明显区别于其他雨强,而其他雨强间则在多数情况下水文连通性差别较小。     

基于遥感影像的黄河内蒙古段冰-水分类研究

及时获取凌汛期河冰和水体的空间分布特征,对于预测冰凌灾害、提高防凌信息化管理水平有重要意义。遥感技术是当前获取河冰和水体空间分布的最主要手段之一。但是,黄河水体有大量悬浮泥沙,这给基于遥感技术的高精度冰-水分类带来了挑战。以黄河内蒙古段为例,基于Landsat 8 OLI遥感影像数据,在利用归一化积雪指数（NDSI）及河道矢量数据排除无关地物的基础上,对比了近红外波段反射率值、归一化差异水体指数（NDWI）、归一化积雪指数（NDSI）、改进的归一化积雪指数（MNDSI）以及归一化差异未封冻水体指数（NDUWI）在黄河内蒙古段典型河道河冰、水体分类中的表现,计算各指标总体分类精度及Kappa系数并进行阈值稳定性分析。结果表明：在利用NDSI和高清历史影像排除河道外无关地物后,NDUWI在各子段影像中的总体分类精度和Kappa系数均达到90.00%及0.90以上,其河冰、水体最优区分阈值大体分布于阈值中值附近。研究结果可为凌汛期黄河冰凌监测方法的选取以及冰上爆破位置的拟定提供依据。     

黄河宁夏段凌汛期气温变化特征

利用宁夏1991~2010年20 a凌汛期水文和气温序列资料,研究了宁夏凌汛期特征、凌汛灾害发生主要时段,黄河封河、开河集中期与日平均气温之间的关系。结果表明:宁夏凌汛特征为封开河时序相反,小流量、高水位行洪,受强冷空气影响较大;凌汛灾害主要发生在封河和开河期间;日平均气温正负转化日期与封、开河期有对应关系,宁夏封河集中期在12月20日至1月19日;开河集中日期在2月13~20日。在凌汛关键期结合MODIS遥感数据对凌汛灾害监测防范有一定指导意义。     

航油供应站监控和控制系统防雷措施简谈

以某航油供应站为例,综合分析雷击对航油供应站监控系统造成的损害和后果,以及雷击损害的主要原因和侵入途径,依据技术规范,采用“分单元防护方法”,对供应站的储油监控系统、现场安防监控系统、输油控制系统等进行了全面综合防护,防止了因漏防、错防带来的雷击隐患。     

空间坐标系变换的函数梯度描述方法

为了将空间坐标系变换由静态的、不随时间发生变换的情况推广到动态的、随时间发生变换以及任意角度发生变换的情况,基于单位四元数构造的旋转矩阵和罗德里格矩阵的完全等价性,揭示出空间坐标系（空间直角坐标系）变换与函数梯度的数学关系,推导出由函数梯度表示的空间坐标系变换的数学公式,在理论上说明了用函数梯度描述空间坐标系变换的方法。研究表明：在数学意义上,空间坐标系变换的本质是"场",可以用"场"的概念统一以任意角度发生旋转变换的空间坐标系变换特例。为进一步研究空间坐标系随时间发生连续变换的情况或以新的思路为运动载体定姿奠定了理论基础。