基于滑动测微计的高地应力洞室围岩变形研究

基于工程地质调查及滑动测微计监测成果,从空间连续角度（围岩应变）讨论了圆筒形洞室穹顶、长廊型洞室群中隔墙岩柱在下挖阶段的围岩变形特征;分析圆筒形洞室顶板变形空间分异性和演化规律;揭示了洞室群中隔墙岩柱的松弛圈范围及演化特征。研究表明：（1）结构面对圆筒形洞室穹顶围岩变形量级影响很小（5 mm以内）,穹顶结构面区段与Ⅲ级围岩变形规律类似,围岩变形主要发生在掌子面近接施工期,且影响范围局限于正穹顶;（2）滑动测微孔内空气与洞室大气联通,测值具有周期变化规律;（3）长廊型洞室中隔墙岩柱松弛圈范围与应力集中程度影响成正比,应力集中区松弛区深度约为开挖高度的1/3;松弛圈的发展主要发生在下挖阶段,洞室成型后,基本无扩展。研究成果可供高地应力深埋洞室的支护结构优化和稳定性评价参考。     

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征研究

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征明显,采用地质调查、钻孔声波测试、内外部变形监测、现场变形试验、钻孔芯样力学试验、压水试验、孔壁录像、钻孔弹模测试等手段进行综合研究,结果表明,边坡岩体可划分为强、弱、微三个卸荷带,强、弱卸荷带岩体力学性质有明显弱化,微卸荷岩体力学性质无明显变化。在卸荷带内未产生新的结构面,但卸荷引起了结构面的进一步扩展和张开。岩体变形是结构面张开和岩块变形的综合反映,主要受开挖卸荷影响,锚索对于限制结构面张开作用明显。     

长江主干流的球面重心计算及其尺度效应分析

长江不仅具有长度这一非空间属性,还具有重心、方位、密度以及形状等多种空间分布属性。为了对长江的空间分布特征进行统计分析,提出了一种基于球面坐标的空间分布统计方法。采用空间随机抽样的方法,通过对组成长江水系的2种有限线段(即原始数据线段和等长切分线段)进行了不放回空间随机抽样,估计了长江球面重心位置的不确定性。为了解长江水系空间数据固有的多尺度特性,还研究了长江水系不同分辨率的空间切分(1 000 m、100 m、10 m)条件下的球面重心的规律。长江球面重心的计算方法不仅适用于球面线状物体球面重心的计算,也适用于球面面状物体重心的计算。研究长江水系的空间分布特征可以增加人们对长江水系的认知,为研究长江流域的经济、政治等相关的研究提供重要的地理参考信息或背景信息。     

迭代法计算H2O-CO2-NaCl包裹体均一压力的改进及其应用

文章在宋玉财等于2007年提出的利用迭代法计算流体包裹体成分及均一压力的基础上,结合Duan等通过热力学模拟研究所获得的最新的热力学方程及H2O-CO2-NaCl包裹体pVtx计算程序,对宋玉财等所提出的H2O-CO2-NaCl包裹体成分及均一压力的迭代计算法提出了改进意见,同时对其进行了适当的修改。文章利用中-低温条件下求解CO2在盐水中的溶解度及摩尔体积的方程,提高了原方法的计算精度,并将原方法的适用范围（均一温度≥300 ℃）扩展到中_低温（0～260 ℃）、中_低压力（0～1 000×105Pa）以及中等盐度的范围。本方法适用于求解CO2部分均一温度高于笼形物融化温度、不含石盐子矿物且完全均一到水溶液相的H2O-CO2-NaCl包裹体。     

基于异步迭代算法的冲击地压预测

采用三层BP神经网络方法对冲击地压建立了数学模型。网络的训练算法采用具有松弛因子的动态异步迭代法,该算法在克服网络的麻痹现象及局部极小问题上都优于目前常用的训练方法,因而,采用此算法对网络进行了训练及震级的预报。基于新汶矿务局华丰煤矿1999～2000年的冲击地压现场监测数据,把冲击地压的能量、产生波的幅值、频次做为输入数据,相应期间的最大震级为输出数据,组成神经网络的训练样本及测试样本,对原始数据进行了数学预处理,网络结构采用了输入层3个结点,中间层7个结点,输出层1个结点的前向神经网络;网络最终的训练误差为0.06,预测结果的相对误差率平均为 9.2 %,预测效果比较理想。     

岩土体渗流自由面问题的重心插值无网格方法

岩土体的渗透破坏、地下工程的防渗设计等无不与渗流计算有关。针对渗流自由面问题,提出一种重心拉格朗日插值的配点型无网格方法。由于渗流自由面问题的求解区域是不规则区域,该方法通过将不规则求解区域嵌入一个正则矩形区域,在正则区域上采用重心拉格朗日插值近似未知函数,利用配点法离散渗流问题的控制方程,将重心拉格朗日插值的微分矩阵离散成代数方程表达的矩阵形式。将自由面上的边界条件通过重心拉格朗日插值离散,通过置换方程法和附加方程法施加边界条件,利用正则区域上的重心插值配点法,通过迭代确定最终自由面的位置。数值算例表明所提出的无网格方法对于求解渗流自由面问题的正确性和高精度。     

宜-巴高速公路泥质红砂岩三轴应力松弛特性研究

软岩应力松弛特性研究是其长期力学特性研究的重要方面,亦是保证高地应力软岩隧道长期安全稳定的关键。采用TLW－2000三轴流变仪,对宜－巴（宜昌至巴东）高速公路泥质红砂岩进行围压为30 MPa的应力松弛试验研究。试验结果表明,在松弛过程中,随着松弛损伤的发展,导致松弛具有明显的非线性特征。对松弛过程中损伤耗散能变化规律的分析,建立松弛损伤的演化方程,并将损伤因子引入到西原模型中建立非线性的松弛损伤模型,通过与试验结果的对比分析,验证所建模型的合理性,可为宜－巴高速公路高地应力软岩隧道长期稳定性分析提供科学依据。     

迭代法建立的低频模型在储层反演中的应用

储层预测的精度直接制约着油气开发的经济性与有效性,而低频信息的补偿是改善储层反演效果的有利途径之一.常规的测井曲线内插低通滤波建模方法难以精细表征复杂地质背景下的低频模型.为降低研究区特殊地质体对储层反演带来的影响,采用迭代法建立低频模型,建模中分步考虑压实作用、特殊岩性等因素影响,并通过反演效果不断迭代更新低频模型,最终准确建立反映不同岩性(包含火山岩)的反演低频模型.研究表明:该方法能够保证储层反演结果的可靠性,为储层精细描述提供了资料;同时基于反演结果,对东海西湖凹陷W气田主力层(P1)有利储层进行重新刻画,优化了开发井水平段的位置,该井实施结果证实钻遇了优质储层.用迭代法建立的低频模型为复杂地质背景地区储层预测提供了一种更有效的建模方法.     

利用四元数改进大旋转角坐标变换模型

大旋转角坐标变换模型的迭代解法依赖于初值的确定。用四元数构造旋转矩阵,建立了三维坐标变换的牛顿迭代公式,并提出了一种初值构造算法。利用实测数据和模拟数据对该算法进行了验证,并与其他算法进行比较。结果表明,该初值构造算法使得基于四元数的大旋转角坐标变换模型更加稳健。