考虑桩底沉渣的随钻跟管桩竖向承载特性模型试验研究

随钻跟管桩施工不能完全清除桩底岩土沉渣,从而影响桩基端承力。为揭示桩底沉渣对随钻跟管桩承载力的影响机制,开展了考虑桩底沉渣影响的随钻跟管桩竖向承载特性模型试验研究。试验结果表明:在密砂地层中,具有桩端水泥土扩大头的随钻跟管桩,其桩顶荷载-沉降曲线为缓降型,而模拟试验的其他管桩均为陡降型;桩底沉渣降低随钻跟管桩的极限承载力在22%以内,且其桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承担,承担占比超过90%;与存在一定厚度沉渣的钻孔灌注桩相比,随钻跟管桩的桩底沉渣对降低承载力的影响相对较小;靠近桩端的轴力随着沉渣厚度的增加而减小,沉渣越厚,减少的幅度越明显;桩端水泥土扩大头施工可提高随钻跟管桩约37%的承载力,且桩端阻比均小于15%。现场原位测试(桩长为15.5 m,长径比为15.50)和室内模型试验(桩长为1 m,长径比为15.87)结果均表明:存在桩底沉渣时,随钻跟管桩是以发挥侧摩阻力为主的端承摩擦型桩。研究成果有助于进一步加深对随钻跟管桩承载性状的认识。     

Effects of composition and pore structure on the reservoir gas capacity of Carboniferous shale from Qaidam Basin,China

Shale adsorption and breakthrough pressure are important indicators of shale gas development and key factors in evaluating the reservoir capacities of shales. In this study, geochemical tests, pore-structure tests, methane adsorption tests, and breakthrough-pressure tests were conducted on shales from the Carboniferous Hurleg Formation in eastern Qaidam Basin. The effects of the shale compositions and pore structures on the adsorption and breakthrough pressures were studied, and the reservoir capacities of the shales were evaluated by analyzing the shale adsorptions and sealing effects. The results indicate that the organic carbon content was only one of factors in affecting the adsorption capacity of the shale samples while the effect of the clay minerals was limited. Based on the positive correlation between the adsorption capacity and specific surface area of the shale, the specific surface area of the micropores can be used as an indicator to determine the adsorption capacity of shale. The micro-fracturing of brittle minerals, such as quartz, create a primary path for shale gas breakthrough, whereas the expansion of clay minerals with water greatly increases the breakthrough pressure in the shale samples. Methane adsorption tests showed that maximum methane adsorption for shale samples Z045 and S039 WAS 0.107 and 0.09655 mmol/g, respectively. The breakthrough pressure was 39.36 MPa for sample S039, maintained for 13 days throughout the experiment; however, no breakthrough was observed in sample Z045 when subjected to an injected pressure of 40 MPa for 26 days. This indicates that sample Z045, corresponding to a depth of 846.24 m, exhibited higher adsorption capacity and a better reservoir-sealing effect than sample S039 (498.4 m depth). This study provides useful information for future studies of Qaidam Basin shale gas exploration and development and for evaluation of shale quality.     

基于能值的山东省海洋生态足迹研究

能值-生态足迹模型是基于能值理论基础,结合生态足迹模型,运用区域能值密度将各项消费项目转换为可以直接相加的生物生产性面积,并以此来反映区域发展对区域环境资源的利用程度,衡量和评价区域海洋经济的可持续发展状况。将能值-生态足迹模型应用到区域海洋生态系统中,对海洋能值-生态足迹概念进行了界定,构建了海洋能值-生态足迹模型,并以山东省海洋生态系统为例进行了实证研究。结果表明,2010年山东省海洋生态系统总能值-生态足迹为1.74×106hm2,海洋生态系统总能值-生态承载力为1.60×107hm2,处于生态盈余状态,反映出山东海洋经济具有较强的可持续性。     

浮式风机极限载荷与疲劳载荷对比分析

根据IEC61400-3设定工况,采用NREL开发的5 MW风机基础模型,应用FAST,以Aero-Hydro-Servo-Elastic耦合仿真技术对风机进行研究。对时域仿真得到的短期载荷,应用分块极大值法联合Gumbel分布外推计算风机极限载荷;以雨流计数法、线性累积损伤理论和S-N曲线为理论基础应用MLife软件,计算风机疲劳载荷。对比分析不同工况下浮式风机、近海单桩风机和陆上风机的极限载荷与疲劳载荷,进而探讨影响浮式风机动态响应的因素。结果表明,对于陆上风机和近海单桩风机,风是其主要载荷来源;而波浪是浮式风机主要载荷来源。对风机进行设计要根据特定海域统计的海洋气候条件,避免风机及其支撑结构的固有频率与波浪频率近似而产生共振;风机制造装配在一定误差范围内,质量不平衡对风机载荷几乎没有影响。     

短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍滑动承载力试验研究

对短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍的滑动承载力进行了试验研究,首先从自应力产生机理介绍了短螺栓型灌浆卡箍结构,分析了这种结构的特点和优越性,然后在不同膨胀剂掺量和长细比下进行了这种卡箍试件的滑动承载力测试。试验结果表明:滑动承载力随着膨胀剂掺量的增加线性增加;在长细比为1.02~1.67的范围内,滑动应力差异不大,但当长细比增加到3.33时,滑动应力明显降低;而且短螺栓型膨胀式自应力灌浆卡箍比近似结构尺寸的传统长螺栓型卡箍能提供更大的滑动应力。试验结果为短螺栓型膨胀式灌浆卡箍的工程应用提供了一定的设计依据。     

湖南“3+5”城市群城市综合承载力区域差异研究

基于城市综合承载力的概念,从水土资源、生态环境、社会经济、基础设施与公共服务等4个方面选择23个指标构建城市综合承载力评价指标体系。并尝试运用因子分析模型对湖南"3+5"城市群城市综合承载力区域差异进行客观评价。结果表明:影响和制约湖南"3+5"城市群城市综合承载力的核心因子为水土资源与公共服务、社会消费、污染治理及人口密度;湖南"3+5"城市群城市综合承载力区域差异明显,可分为3个等级。针对上述分析结果,提出提高湖南"3+5"城市群城市综合承载力的政策建议。     

基于MODIS的2001年—2012年北京热岛足迹及容量动态监测

利用2001年—2012年MODIS分裂窗算法反演得到的1 km分辨率地表温度产品分析了北京城市热岛效应。首先计算北京2001年—2012年地表温度年平均值,其次利用半径法确定热岛足迹并计算热岛容量。结论如下:(1)热岛足迹及热岛容量昼夜差异明显,2012年白天热岛足迹是夜间的1.5倍,这是由于城市下垫面热特性差异及人为活动的综合影响。(2)2001年—2012年北京城市高温区在空间上向南北扩展,热岛足迹和热岛容量呈阶段性增长。2010年白天热岛足迹最大,半径为28 km,面积是2001年的2.4倍。当热岛足迹相同时,城市绿地和水体功能区的分布和布局方式等因素能够影响热岛容量。城市建设用地和农村居民点对城市热环境贡献率明显高于其他土地利用类型。当建设用地面积比例超过50%时,区域会产生显著的热岛现象。(3)根据北京热岛足迹及容量时空动态变化特征,提出改善城市热岛的措施。     

挤扩支盘桩在嘉兴地区的应用与分析

嘉兴地区为典型的湖积平原,第四系地层具有多个明显“软-硬”交替的沉积旋回。目前该地区的重大建筑物一般都采用预应力管桩或钻孔灌注桩,而挤扩支盘桩可以利用在桩身不同部位设置分支或承力盘,从而充分发挥地基土各硬土的承载能力,提高单桩承载力,节省造价。结合嘉兴地区的地层特征及挤扩支盘桩的受力承载机理,认为挤扩支盘桩可以作为嘉兴地区一种新型的桩基形式。     

重大工程建设中的地应力测量及其在设计中的应用

水压致裂技术现已发展成为确定地下洞室三维原地应力状态、高压洞室围岩的自身承载能力以及岩体高压透水性的可靠实用方法,并已经在核废料处置、长大深埋交通隧道以及水电站高压力洞室工程中得到广泛应用。实践表明,综合测定岩体的物理力学参数,充分利用围岩承载力优化工程设计,对确保工程安全和提高设计水平具有重要意义。