不同孔隙类型火山岩储层渗透率应力敏感特征

针对火山岩气藏储层岩石孔隙结构复杂、矿物组成及成岩机制与沉积砂岩不同等特点,选取尺寸较大的不同孔隙结构全直径岩芯进行渗透率应力敏感试验研究。试验结果表明,低渗火山岩气藏岩芯具有较强的应力敏感特征,岩芯渗透率的减小主要发生在有效应力小于20 MPa的范围内,但当有效应力大于30 MPa后,渗透率仍然具有一定程度的减小,这与低渗沉积砂岩具有明显的差别。岩性差异所引起的矿物组成、颗粒胶结等因素对火山岩渗透率应力敏感特征影响较小,孔隙结构差异是导致岩石渗透率应力敏感强弱差异的主要原因,其中裂缝型岩石应力敏感性最强,致密型和孔隙型岩石应力敏感性相对较弱。反复加载试验表明,钻井取芯所引起的应力释放是导致岩芯渗透率应力滞后效应的根本原因,2次加载和卸载过程中岩石孔隙发生的主要是弹性变形。岩芯高围压下的地层渗透率平均仅约为地面渗透率的50%。     

基坑开挖卸载引起下卧已建隧道的纵向变形研究

城市地下空间开发中经常遇到已建隧道上方进行基坑开挖的情况,如何提前预测已建隧道的纵向变形是目前工程界普遍关心的问题。基于能够考虑土体变形连续性的Kerr地基梁理论,分别将已建隧道简化为欧拉伯努利梁和铁木辛柯梁,将Mindlin基本解积分得到已建隧道纵向上的附加荷载,建立了基坑开挖卸载对下卧已建隧道影响的解析分析方法,探讨了隧道剪切刚度对隧道纵向变形的影响。研究发现,当隧道剪切刚度趋于无穷大时,Kerr地基上的铁木辛柯梁退化为欧拉伯努利梁,当隧道等效剪切刚度有效系数 时,已建隧道的剪切刚度对其纵向变形和纵向曲率产生显著影响,必须予以考虑。将文中的分析方法应用于郑州市某基坑工程,通过实测数据反分析得知水泥土有效卸荷系数为0.22,对快速开挖、快速等量加载的抽条开挖方式用各条基坑独立开挖,计算结果叠加的方法进行预测,将预测的结果与地铁最终上隆量进行对比,较为吻合。     

考虑孔隙水压力作用的岩土体弹塑性模型及其有限元实现

岩土工程中孔隙水的作用一直是工程安全稳定分析中不容忽视的问题。基于Viesca提出的考虑饱和孔隙水压力作用的孔隙弹塑性模型,推导其在满足D-P准则的理想弹塑性情况下的具体形式。对于不排水条件,饱水状态下材料强度参数被等效化,使得屈服面的形状发生改变,同时根据最近点投影法确定其在弹塑性计算中的本构积分策略。不排水孔隙水压力对岩土体的塑性响应的影响得以表达,而对结构的稳定性的影响通过基于过应力概念的不平衡力反映出来。基于该模型开发非线性有限元程序PoreTfine,选取非均质边坡降雨入渗下的稳定问题作为算例验证其实用性,边坡随降雨作用的非平衡演化过程得到研究。Skempton系数的增大对连续降雨条件下边坡有弱化作用,对其稳定性不利。     

基于核磁共振不同煤岩类型储渗空间精细描述

为了深入探究不同煤岩类型储渗空间的特征及其差异性,选取了韩城矿区4种不同煤岩类型的中煤阶样品,采用低 场核磁共振技术,实现了对韩城矿区不同煤岩类型孔裂隙的识别和有效孔隙度差异性的精细描述和定量表征,并在此基础 上基于离心前后累计振幅曲线求取了孔裂隙系统划分的阀值T2C1和T2C2,实现了对不同煤岩类型孔径结构分布的重构。实验 结果表明：不同煤岩类型煤样的T2谱形态差异较大,从光亮煤到暗淡煤,T 2谱由双峰大孔隙型逐渐过渡到双峰小孔隙型, 且T2C截止值和有效孔隙度均呈现出逐渐降低的趋势;并由求取的阀值T2C1和T2C2计算得到的三大孔裂隙系统孔径分布可知, 从光亮煤到暗淡煤,储层的孔裂隙结构由渗流孔型逐渐向综合型和扩散孔型过渡。     

弱胶结孔隙介质渗透注浆模型试验研究

为了研究弱胶结孔隙介质化学注浆浆液充填及减渗的基本规律,采取模型试验的方法,研究了不同有效粒径及细度模数的模型材料注浆前、后渗透系数、孔隙率及抗压强度变化规律,试验过程中控制了注浆泵流量、浆液性能、静水压力等参数,共完成6个模型。试验结果表明：各模型材料注浆充填率在9%～41%之间,随着模型材料粒度及渗透系数的减小,注浆充填率呈逐渐增大的趋势;注浆前、后模型材料的渗透系数随着有效粒径及细度模数的减小而逐渐减小,且减小的比例逐渐增加;注浆大幅地减小了材料的渗透性,各模型渗透系数减小幅度在84%～97%之间;注浆前各模型材料的抗压强度较低且较为接近,注浆后各模型材料的强度增加量在6～10倍之间,且强度增量表现为随着模型有效粒径及细粒模数的减小而逐渐增大的特点。     

一个高饱和度非饱和土的本构模型

高饱和度的非饱和土中由于气体处于封闭状态,其内部气压的变化必将对土体的行为产生影响。首先,对高饱和度非饱和土特性进行探讨和研究,随后,在已有非饱和土模型框架基础上,采用广义有效应力原理,建立一个适用于高饱和度条件下的非饱和土的弹塑性本构模型。模型中引入气相耗散的影响,在硬化方程中考虑封闭气体压力改变的影响。最后,利用已有的试验结果来对模型进行验证,并将模型预测结果与前人模型进行对比,表明模型预测可以很好地预测土体的行为,尤其是在高饱和度条件下其结果比其他模型更加接近实际情况。     

大兴安岭多宝山铜成矿区植物地球化学特征及找矿意义

在森林覆盖区利用植物地球化学找矿具有一定优势。对黑龙江省呼玛县多宝山铜矿区和相邻的呼玛县罕达气－白石砬子－宽河对照区进行植物地球化学找矿研究。植物样品采集以植物样方测量中常见植物为主,分别采集植物的根、茎、叶,并配套采集岩石和土壤各层位的样品,植物样品使用ICP-MS方法测试。植物中成矿元素对比和总富集系数(TEC)显示,在铜成矿区可以形成比较明显的植物地球化学异常。通过矿化岩石-土壤-植物元素相关分析和屏障系数(SC)证明,植物中元素异常与成矿作用具有成因联系。植物地球化学找矿干扰因素比较多,可利用元素在植物根、茎、叶器官内的分配特征来确定采样介质。提出利用衬度系数(CC)、组合衬度系数(CCC)、屏障系数(SC)等多指标方法选择有效指示植物,综合分析后认为白桦和胡枝子可作为多宝山铜成矿区有效指示植物。在大兴安岭森林覆盖区利用植物地球化学找矿是可行的。     

南海海面风、浪场时空变化特征及其关系分析

利用长时间序列的卫星观测数据,对南海海域的风、浪场时空分布及其相互关系进行了分析。结果显示,海面风距平场VEOF分解后得到的第一模态具有明显的季节变化,即季风特征,说明季风是影响整个南海风速的主要因素;第二模态具有较强的区域变化特征,是季风转换时期的距平场特征;第三模态反映的是海面风距平场受陆地地形影响所表现的分布特征。有效波高距平场EOF分解后得到的第一模态、第二模态与风距平场的前2个模态的空间分布较为相似,并且,风、浪距平场第一模态间的相关系数达0.76,均说明南海作为边缘海其波浪场与风场变化有很好的相关性。有效波高第三模态的分布与风场的第三模态相关性较弱,反映的是受海底地形影响所表现的分布特征。     

基于MODIS的光合有效辐射估算系统设计与实现

本文采用PARcalc算法,并以C#和ENVI/IDL二次开发语言,设计了主要以MODIS产品为驱动的光合有效辐射估算系统。鉴此,比较了IDL和ArcGIS Engine两者的技术特点,设计了IDL与ArcGIS Engine共存、多种开发环境相结合的技术方案。同时,对模型参数置备、光合有效辐射估算、模型分析等模块的功能,以及多种语言混合编程、数据分块处理、瞬时及日光合有效辐射批量计算等关键技术进行了分析。最后,以内蒙古地区作为研究区,估算了该区2007全年和四季的总光合有效辐射及日均光合有效辐射,并对其特征值作了对比分析。结果表明,对研究区域尺度光合有效辐射的定量化计算具有一定的参考价值。     

《跨边界资源管理》书评

由郭荣星教授撰写的《跨边界资源管理(第二版)》(英文名:Cross-Border Resource Management-Second Edition",由荷兰Elsevier出版社于2012年出版;网络版:http://www.sciencedirect.com/science/bookseries/14748177/10)是一本系统阐述在跨边界地区或是边界过渡地区对自然与环境资源如何有效管理的学术专著。在跨边界地区,政府行为和管理手段是复杂的,司法权通常受制于两个或以上的独立政权或行政/军事势力影响。本书的作者对跨边界地区的地理、政治、法理、社会、经济学以及文化多个问