重庆市两江隧道合理覆盖层厚度研究

重庆市拟通过朝天门两江隧道等来实现渝中半岛、江北城和南岸弹子石三地之间的快捷连接。江底隧道的覆盖层厚度十分重要。如果覆盖层厚度太小,江底隧道工作面就有面临严重的失稳问题和江水涌入的危险,会使辅助工法的投入增大,另一方面覆盖层厚度太大将增加江底隧道的长度、坡度与造价。分别采用工程类比法与数值模拟法确定了重庆市朝天门两江隧道越江段钻爆法施工的合理覆盖层厚度。     

应用嵌套模式研究梅梁湖区风生流

应用数值嵌套模式,研究不同风向情况下,梅梁湖与竺山湖之间的马山区围垦对梅梁湖风生流的影响。结果表明:风场作用初期,偏Ｓ风使得太湖湖水流入梅梁湖;偏Ｎ风使得梅梁湖湖水流入太湖。梅梁湖稳定风生流流态表现为:在S、E风作用下形成逆时针环流;在N、W风作用下形成顺时针环流。马山区围垦阻隔了梅梁湖与竺山湖之间的湖水交换,进而影响梅梁湖的风生流流态,导致其湖水更新速度减慢。     

河流中单向性同流扩散器近区的稀释

用三维湍浮力流模式结合混合有限分析法对河流中单向性同流扩散器的近区稀释特性进行精确的数值分析,所得结果与Parr的试验资料吻合良好,进而给出了稀释度在近区的经验公式,并且分析了浮力射流的分叉现象和吸附现象以及出现这两种现象的原因,发现水面对稀释有延迟作用,对分叉有促进作用.     

天津市地面沉降数值模拟研究

地面沉降是天津市的主要环境地质问题。造成天津市地面沉降的原因很多,但主要原因是大量开采地下水。本文重点研究开采地下水条件下的地面沉降数学模型及模拟,为控制地面沉降提供科学依据。通过对第四系的水文地质条件分析,建立第四系的水文地质概念模型和地层压缩概念模型,并建立相应的准三维水流数学模型和一维地层压缩数学模型,两者通过含水层水头和弱透水层粘性土中孔隙水头的内在联系耦合在一起。利用以往系列水位数据和沉降数据对模型进行标定,模型基本上反映了天津市地面沉降的实际情况。     

勘查油气田化探新方法——土壤相态烃测量法

烃气测量是油气化探最主要的方法。目前应用的烃气测量方法有两类:一类是测量土壤中游离烃气如K—V指纹法、吸附丝法、物上气法及直接取土壤气测量法等。此类方法由于需特殊设备及壤气测量方法本身固有的缺陷,目前还未得到普遍应用,另一类为土壤吸附烃气法即国内外目前普遍使用的酸解烃气法、此法在多数油气田上取得好效果,但也有相当多的地区如黄土、荒漠及水网发育等特殊景观区效果不好或不显著。本文介绍一种新的烃气测量法──土壤相态烃测量法。这是用一种特殊的技术,只选择性提取由油气藏渗漏过程中保存在运移通道围岩及近地表土壤各种次生矿物结构中以"穴居"态存在的轻烃组分。"穴居"态烃为累积性的指标,不受外界温度、修水等的影响,保存较牢固,测定结果稳定。相态烃法避免了酸解烃法存在的生物成因烃、矿物同生烃及碳酸盐的干扰影响,提高了测量指标的信噪比,突出了应有的异常。本方法已在黄土厚覆盖区两个已知油气田和一个风成沙覆盖的断裂发育油田上试验获得成功,结果表明相态烃法优于酸解烃法。     

自适应非线性有限元的多重网格法求解及应用

描述了非线性自适应有限元的多重网格法求解过程。 通过算例说明了方法的有效性以及自适应多重网格有限元用于开挖施工过程模拟分析的优越性。     

隧道开挖对地下管线的影响分析

采用Abaqus有限元分析软件,建立三维模型,模拟隧道开挖对地下管线的影响,充分考虑了不同的埋深、材质、下卧层刚度等条件。结果表明,管线周围土的性状,与双线隧道的相对位置以及管线自身刚度、管径等不同,将对其变形和内力产生较大影响,从而得出一些规律,为今后类似工程施工提供依据。     

无中导洞施工双连拱隧道的数值模拟分析

针对双连拱隧道采用三导洞或中导洞超前施工方法施工工序多、临时支护量大的不足,以黄延高速公路羊泉沟隧道为例,提出在Ⅲ类围岩中采用无中导洞超前施工方法.基于弹塑性有限元方法对其施工过程进行分析,获得了施工各阶段围岩的应力、应变状态,以及初期支护和二次衬砌的受力状态.结果表明：在Ⅲ类围岩中连拱隧道采用无中导洞施工方法,围岩和支护结构处于安全状态.分析结果为羊泉沟隧道的顺利贯通提供了有效指导.     

The effects of carbon dioxide leakage on fractures, and water quality of potable aquifers during geological sequestration of CO2

Since industrial revolution, the ＂greenhouse effect＂ is one of the most important global environmental issues. Of all the greenhouse gases, CO2 is responsible for about 64% of the enhanced ＂greenhouse effect＂, making it the target for mitigation, so reducing anthropogenic discharge of carbon dioxide attracts more and more attention. Geological sequestration of CO2 in deep saline aquifers is one of the most promising options. But because unknown fractures and faults may exist in the caprock layers which can prevent the leakage of CO2, CO2 will leak upward into upper potable aquifers, and lead to adverse impacts on the shallow potable aquifers. In order to assess the potential effect of CO2 leakage from underground storage reservoirs on fractures and water quality of potable aquifers, this study used the non-isothermal reactive geochemical transport code TOUGHREACT developed by Xu et al to establish a simplified 2-D model of CO2 underground sequestration system, which includes deep saline aquifers, caprock layers, and shallow potable aquifers, and study and analyze the changes of mineral and aqueous components. The simulation results indicated that the minerals of deep saline aquifers and fractures should be mainly composed of aluminosilicate and silicate minerals, which not only enhance the mass of CO2 sequestrated by mineral trapping, but also decrease the porosity and permeability of caprock layers and fractures to prevent and reduce CO2 leakage. The results from deep saline aquifers showed that the mass of carbon dioxide trapped by minerals and solution phases is limited, the rest remained as a supercritical phase, and so once the caprock aquifers have some unknown fractures, the free carbon dioxide phase may leak from CO2 geologic sequestration reservoirs by buoyancy.     

隧道衬砌空洞探地雷达图谱正演模拟研究

探地雷达作为一种高效、先进的无损检测设备,能够对隧道衬砌实施连续扫描,实时获得雷达图谱。然而,由于探地雷达在我国的应用时间还非常短暂以及雷达图谱的复杂性,隧道衬砌空洞探地雷达图谱的辨识还存在一定的问题。据此,通过不同环境的试验得到空洞雷达图谱特征,并利用二维时域有限差分法对衬砌空洞雷达图谱进行正演模拟。采用VC++语言编写探地雷达正演模拟程序,对隧道衬砌检测中常见的几种空洞模型进行正演模拟,得出模拟波形和图谱,并与实测隧道衬砌空洞的探地雷达波形和图谱进行对比。结果表明,模拟图谱与实测结果相似,具有较明显的空洞特征。良好的结果也验证了二维时域有限差分法（2D-FDTD）正演模拟的可行性。