扩展型Boussinesq水波方程的混合求解格式

为高效求解扩展型Boussinesq水波方程,建立了基于有限差分和有限体积方法的混合数值格式。将一维控制方程写为守恒形式,方程中通量部分采用有限体积方法求解,剩余部分采用有限差分方法求解。其中,有限体积方法采用Godunov类高分辨率格式,并结合HLL(Harten-Lax and van Leer)式黎曼问题近似解求界面数值通量,黎曼问题界面左右变量通过高精度状态插值方法(MUSCL)构筑。有限差分方法则采用具有二阶精度的中心差分公式进行。采用具有TVD(Total Variation Diminishing)性质的三阶龙格-库塔多步积分法进行时间积分。对数值模式进行了验证,数值结果同解析解或实验数据吻合良好。     

柱状节理玄武岩体抗剪强度参数尺寸效应研究

结合柱状节理玄武岩块室内直剪试验和现场大尺度直剪试验所取得不同尺度岩块的抗剪参数试验成果,进行异计拟合回归分析得到柱状节理玄武岩体抗剪强度参数内聚力c和内摩擦系数f的尺寸效应经验表达式,认为抗剪强度参数与试样尺寸间近似呈幂函数形式。抗剪强度参数的表征单元体积研究表明,内聚力对试样的尺寸更为敏感。     

不同夯点布置形式下群夯加固效果研究

强夯作为一种高效的地基加固技术已被广泛地应用于各类工程建设中,针对强夯的理论研究主要集中于单点夯作用下的土体响应方面,对群夯作用下相邻夯点的相互作用研究较少。为研究不同夯点布置形式对强夯加固效果的影响,在LS-DYNA的框架内,采用非线性大变形显式有限元算法和“帽子”本构模型计算了强夯作用下土体的压密程度。首先,基于单点夯试验,通过夯周土体侧向位移的数值计算结果与实测数据的对比,验证了模型的合理性。在该基础上对菱形、正方形两种常见夯点布置形式下的强夯施工过程进行了数值模拟,研究不同夯点布置形式对强夯过程中土体压密程度的影响。结果表明,夯点间土体同时受相邻夯点的影响,临近后期夯点的一侧土体的加固效果要优于临近先期夯点的一侧;夯点按菱形布置（等边三角形）时土体的加固效果要优于夯点按正方形布置（等腰直角三角形）。此外,夯坑深度、有效加固深度可以将强夯影响深度以内的土体划分为土体剪胀区、强加固区和轻微扰动区三部分。     

裂隙介质电性各向异性的研究

文中提出了一个一般介质的裂隙集中体积模型,由此导出了裂隙介质以及作为特例的EDA介质的各向异性电导率表达式。然后,从大地电磁测深法的角度,详细地推导了双层地层 (含裂隙)结构的视电阻率正演公式。最后,利用所得结果进行了数值模拟。本文的结果有助于进一步开展电性各向异性及其与地震的联合解释的研究。     

应用GPR获取水文地质参数研究初探

探地雷达(GPR)能够在不同空间尺度上采集水文地质数据来对地下特征进行详细描述,近年来被广泛应用于探测地下结构和埋藏体。本文简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件;探讨了GPR获取多孔介质水力参数的物理机制;分别利用50MHz和25MHz天线对同一断面进行等采样距测量,经分层标定和时间拾取,获取了沿测线非饱和带含水率及饱和带的孔隙度和渗透系数,并将结果与钻孔取样的岩性进行了对比,结果合理。     

页岩气资源评价方法与技术:概率体积法

页岩气资源评价方法不同于常规油气资源评价方法。基于我国页岩气勘探开发现状,结合《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》工作要求,针对页岩气聚集机理和特点,提出了适用于我国现阶段的页岩气资源评价方法,即概率体积法。在统计分析我国泥页岩和页岩气相关参数基础上,建立了页岩气远景区、有利区和目标区优选参数体系,提出了不同类型页岩气选区标准和页岩气资源评价主体工作流程。结合国内外数据统计,确定了页岩气资源评价时的起算条件。根据离散型和连续型参数分布特点,研究了参数获取和概率赋值方法。研究成果为我国系统地页岩气资源评价提供了基础和依据。采用该方法对全国页岩气资源进行了评价,获得了地质资源量、可采资源量及有利选区结果,取得了良好效果。     

海上风机分段斜壁桶形基础的水平承载力计算方法

在部分浅海由于大型施工船舶无法进入,海上风电工程中传统的重力式基础或桩基础不再适用,为此提出了一种新型基础--分段斜壁桶形基础。基于极限平衡法对分段斜壁桶形基础的水平承载力进行了系统性研究,提出了水平承载力计算方法,并进一步考察了斜壁倾角、桶高、桶径、土性参数等对水平承载力的影响。计算表明,水平承载力随着上部桶壁倾角、下部桶壁倾角、地基反力比例系数、桶基顶部直径、桶基高度的增大而增大,随着海床深度的增加而减小。基于体积压缩率的概念,论证并推荐优先使用上部桶壁倾斜、下部桶壁直立的桶形基础构型。建议发展针对海床地基反力比例系数的准确确定方法。研究结果有助于对桶形基础进行优化设计。     

淤泥质河口水沙运动数学模型相关问题

为研究淤泥质河口的水沙运动规律,建立了用于模拟淤泥质河口水沙运动的二维数学模型。该模型采用基于无结构三角网格下的有限体积法对方程组进行离散,结合Roe-MUSCL方法及时间方向的预测-校正格式,使模型在时空方向具有二阶计算精度。模型中分别采用不同方法计算粘性和非粘性泥沙的输移源项,并引入粘性泥沙的起动流速和冲刷率计算公式。采用已有的概化水槽试验数据对模型进行了初步验证。然后模拟了1995年10月小潮及大潮期间海河口的潮流运动与泥沙输移过程,计算得到的潮位、潮流速及含沙量过程与实测过程符合较好,结果表明模型能够用来模拟淤泥质河口粘性和非粘性泥沙的不平衡输移过程。同时还比较了泥沙输移源项的不同处理方式对计算结果的影响,计算表明在淤泥质河口水沙运动数学模型中必须同时考虑粘性和非粘性泥沙的输移。     

基于数字图像相关方法的单轴压缩黏土试样剪切带剪胀实验研究

剪切带的体积变形研究对于正确认识剪切带的变形破坏机理具有重要意义。为了研究单轴压缩黏土试样剪切带的体积变形特征,在土样微裂纹出现时根据局部体积应变较高的位置（位于剪切带上）布置测线,在利用数字图像相关方法获得的应变场进行插值的基础上,统计获得局部体积应变的均值和标准差的演变规律,提出了局部扩容角的概念。研究发现:（1）总体上,在压缩过程中,剪切带的体积变形由压缩向膨胀转变,但期间会出现由膨胀到压缩的反复过程。（2）尽管在加载过程中土样整体一直表现为压缩,但局部（剪切带上一些位置）体积膨胀发生于纵向应变=0.04~0.09时,若以测线上局部体积应变的均值出现大于0作为评价标准,则局部体积膨胀发生于纵向应变=0.06~0.14时。（3）局部体积应变的峰迁移的速度可达（3.77~8.48）×10-5m·s-1。（4）若根据局部体积应变的高值区位置布置测线,当测线上局部体积应变的均值从小于0变为大于0之后,土样整体体积表现为压缩,剪切带上局部扩容角的最大值在13.47°~56.26°之间快速增加。若根据狭长剪切带位置布置测线,剪切带上局部扩容角的平均值在16.60°~45.79°之间快速增加。在土样整体表现为压缩的前提下,通过定义常规意义上的扩容角,不能解释客观发生的局部体积膨胀现象。     

储层岩石基于物性参数的孔喉体积分布反演模型

体育场支孔喉分布是储层评价的重要研究内容。储层孔隙度和渗透率参数是储层微观孔隙结构特征的宏观综合表现。本文通过对来自我国吐哈、辽河、胜利、鄂尔多斯、四川和加拿大等地区油气田的６５０个砂岩和碳酸岩样品压汞测度资料及物性数据的分析研究,成功发现了对于孔隙性岩石（无论是砂岩还是碳酸盐岩）,岩石孔隙度和渗透度（特别是渗透率）与岩样不同孔喉大小的体积分布有密切的相关性,并首 建立了储层孔喉体积分布反演预测模