不连续面在双重介质热-水-力三维耦合分析中的有限元数值实现

在建立双重介质热-水-力耦合微分控制方程的基础上,提出了裂隙岩体热-水-力耦合的三维力学模型,对不同介质分别建立以节点位移、水压力和温度为求解量的三维有限元格式,开发了双重介质热-水-力耦合分析的的三维有限元计算程序,在有限元数值分析中不连续面应力计算采用等厚度空间8节点节理单元进行离散,而不连续面渗流和热能计算时采用平面4节点等参单元进行离散,这样保证了不同介质之间的水量、热量交换和两类模型接触处节点水头、温度和位移相等。通过高温岩体地热开发算例,揭示了在热-水-力耦合作用下不连续面处于低应力区,其张开度随运行时间的延长呈非线性增加,非稳定渗流阶段不连续面显著地控制着渗流场的整体分布,它的水头远高于拟连续岩体介质的水头,而进入稳定渗流阶段不连续面的控渗作用不明显,由于高温岩体地热开发系统中存在大规模的热量补给,不连续面对岩体温度场分布的影响并不显著。     

致密砂岩气藏储渗单元研究方法与应用:以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组为例

精细表征储层特征和储层结构是致密砂岩气藏开发中后期的主要技术需求。基于不同类型砂体的相似孔渗特征将辫状河沉积体系中河道充填和心滩砂体聚类为储渗单元,提出了储渗单元研究概念和研究思路,开展了辫状河沉积体系储渗单元发育模式研究。通过露头观测和测井相标志,识别出辫状河沉积体系中储渗单元发育四种叠置模式,即心滩叠置型、河道充填叠置型、心滩和河道充填叠置型、心滩或河道充填孤立型;基于储渗单元发育模式,提出了河流相致密砂岩气藏开发井型的适应性,指出辫状河沉积体系中河道叠置带是叠置型储渗单元发育的有利部位,是水平井开发的有利目标,辫状河沉积体系中的过渡带和洼地主要发育孤立型储渗单元,适合直井或丛式井组开发。鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组野外露头研究和苏里格气田加密井区井间干扰试验表明,辫状河沉积体系中储渗单元发育规模为顺古水流方向长600 m和垂直水流方向宽400 m左右,证实苏里格气田具备进一步加密到400×600 m的条件,预计可提高采收率15%～20%。     

甘肃省花牛山地区成矿有利地质单元波谱特征及成矿分析

正花牛山地区位处于北山成矿带,处在甘肃省西北部,在该区及周边区域分布有较多的铁、铜、镍、锰、金、磷、钒、铀等矿床或矿点,成矿地质条件较为优越。在该地区开展成矿有利地质单元波谱测试和成矿关系分析研究,对该区基础资料完善和高光谱遥感找矿应用具有重要意义。1地质概况花牛山地区跨及花牛山早古生代陆缘裂谷带和磁海—红柳园—白山堂晚古生代陆内裂谷带。地层出露新元古界—下古生界浅海相沉积变质岩系,     

基于改进SW滑楔模型刚性抗滑桩极限滑坡推力智能优化计算方法

采用刚性抗滑桩加固沿软弱结构面滑动的边坡时,桩后土体会逐渐形成一个三维滑动土楔,作用于桩上的极限滑坡推力(Pult)就转化为滑动土楔所产生的被动土压力。本文以更符合实际的对数螺旋线面代替应变楔(SW)模型中直线型滑楔底面,得到改进SW滑楔模型,并基于倾斜薄层单元法,引入智能优化法-粒子群优化(PSO)算法计算Pult。最后还探讨了桩位、桩径以及土体参数变异性对Pult的影响,结果表明:当桩间距较大,桩位设置在坡的中部时,作用于桩上的极限滑坡推力Pult小于按规范推荐的传递系数法所得计算结果,而且Pult与桩径基本上呈线性关系。根据对土体参数不同变异系数进行抽样计算,可得到Pult的变异系数δPult,由此法得到的δPult结果可直接用于刚性抗滑桩可靠性分析计算。     

风成沙波纹脊线提取与应用计算

风成沙波纹是沙质地表在风力作用下形成的最小地貌单元,对研究风沙的起动过程和运动过程极其重要,同时,沙波纹形态特征的研究为了解大尺度范围风沙地貌形态演变提供理论基础。然而由于风成沙波纹尺度较小,形成速度较快,导致对其形态特征的观测比较困难。近些年,随着计算机图形学的迅猛发展,数字图像处理方法得到了较大发展,使得测量和计算更加便捷。本文基于高清相机拍摄的风成沙波纹图像,借助于Matlab平台,采用数字图像处理技术,对沙波纹脊线进行提取,并应用于沙波纹形态参数计算。本文选取腾格里沙漠东南缘的沙波纹进行验证分析,得到风成沙波纹波长的正态分布规律,沙波纹的波长随时间逐渐增长,在40 min的时间范围内,波长由不足1 cm逐步发展到接近10 cm。最后,采用数字图像处理方法,计算了沙波纹脊线长度和波长。采用数字图像处理方法,波长等数据更易于获取和统计,数据采集效率大大提高,为风成沙波纹的研究提供了新的方法。     

山东省县域生态效率测算与时空特征分析

基于多源遥感数据提取投入产出数据,采用考虑非期望产出的超效率EBM模型对2000—2015年山东省县域生态效率进行测度,在此基础上采用核密度估计、空间自相关等方法对山东省县域生态效率的时空特征进行分析。研究表明：①山东省县域生态效率呈现波动式发展趋势;高值区与低值区存在显著空间分化,胶东半岛与济南都市圈构成高值集聚区,鲁西北、鲁西南、鲁南地区形成低值连绵带;②山东省县域生态效率无明显的两极分化现象,处于高值区、低值区的县域生态效率值变化较大,生态效率空间非均衡性逐渐扩大;③山东省县域生态效率存在显著空间正相关,且空间集聚性呈现增强态势;县域生态效率存在空间俱乐部趋同特征。     

基于深度学习的水面无人艇目标检测算法综述

随着人工智能的发展,水面无人艇可代替人工进行危险任务作业,目标检测是其完成自主探测的核心技术。深度学习技术克服了人工特征提取精度低、通用性差等局限性,已成为图像处理的主流方法。首先,对当前基于深度学习的目标检测算法的发展现状进行了全面总结,对算法分类进行了详细的定义,并指出了不同类型算法的优缺点及适用场景;然后,分析了无人艇水面目标检测技术的研究现状,指出了各类深度学习工作的贡献、优势和局限性;最后,总结了面向水面无人艇的深度学习目标检测算法中亟需解决的关键科学问题,并对可行的方案以及该应用研究领域的未来发展做了进一步的展望。     

一种针对MWISP项目分子云团块的3DCNN证认方法（英文）

分子云团块是恒星的诞生地.分子团块的普查和其性质的全面研究将有助于了解恒星的形成乃至星系和宇宙的演化过程.随着银河画卷计划(MWISP)项目的深入进行,这类研究方案变得切实可行.但是项目产生的分子云观测数据是海量的,因此迫切需要一种能够自动识别和证认分子团块的方法.目前应用广泛的3维分子云数据处理方法有很多,典型的包括Gauss Clumps、Clump Find、Fell Walker、Reinhold等,但都需要输入多个参数来控制它们的性能,并且进行反复的参数优化和目测才能得到比较满意的结果.对于大规模的观测数据,利用现有方法进行分子团块的证认将是一项耗时耗力的任务.为了克服传统分子云团块检测算法的局限性,人工智能(AI)的方法将提供一个很好的解决方案.提出了一种3D CNN (Convolutional Neural Network)方法,它可以自动处理3D分子谱线数据,整个过程分为检出和验证两个步骤.首先,通过设置较低阈值使用Clump Find以检出候选对象,然后通过训练好的3D CNN模型进行验证.利用仿真数据所做的一系列的实验结果表明,该方法的综合表现优于4种传统方法.将...     

天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟

水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一,数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩,借助黏性单元法,分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征,得出以下结论:致密花岗岩的水力裂缝形态单一,天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性;致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段,当存在天然裂隙时,水力压裂过程会变得复杂;天然裂缝存在时,水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5.7倍和1.7倍;缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。