多孔介质中含均相/非均相反应传质过程数值模拟

结合化学反应方程式,并应用多孔多相介质溶混污染物输运过程的数值模型,对多孔多相介质中含均相/非均相化学反应传质过程进行了数值模拟。化学反应主要包含均相快速/慢速和非均相快速/慢速等5种化学反应过程,溶质输运行为的控制机制主要考虑对流、扩散及降解、吸附等。基于原有的隐式特征线Galerkin离散化的有限元方法,求解模型控制方程的边值初值问题,求解过程中把均相化学反应物质中按照反应物和生成物分开,非均相反应物质按照固相和液相分开,对均相反应物及非均相液相物质浓度耦合求解,而均相生成物和非均相固相物质独立求解。使方程组按照其不同类型进行分类,同时可减少未知数的个数。对于含有非线性内状态变量的右端项进行迭代求解。数值例题结果验证了所提出的数值方法的有效性、计算精度和稳定性。     

新疆西准噶尔萨尔托海蛇绿混杂岩形成时代及构造环境分析

萨尔托海蛇绿混杂岩是西准噶尔地区达拉布特蛇绿混杂岩带的重要组成部分,其形成时代和构造环境颇具争议。通过LA-ICP-MS锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得其中辉长辉绿岩的 ²⁰⁶Pb/²³⁸U 加权平均年龄为388.8±1.1 Ma,确定该蛇绿混杂岩形成于中泥盆世。岩石地球化学分析表明,纯橄岩(蛇纹岩)属于低Si、低碱、高Mg的变质橄榄岩,REE呈∑REE 偏低的平坦型分布模式,Cr、Ni和Co含量较高,变玄武岩属于高Ti、富Mg、富Fe、偏碱的拉斑系列,REE分布模式呈现 ∑REE 偏低、Eu异常不明显的平坦型曲线,微量元素分布模式为K、Cs、Th、Nb和P相对亏损的平坦型曲线,Zr/Nb比值低,总体表现出与E-MORB相似的特征。综合判断认为,萨尔托海蛇绿混杂岩形成于大陆裂谷向洋盆转化的构造环境,类似于"红海式"洋盆,为进一步深入认识新疆地区众多蛇绿混杂岩的形成构造环境提供了新思路。     

地下工程渗流排水孔数值模拟的隐式复合单元法

根据渗流基本原理,提出了排水孔在地下工程中渗流数值模拟的隐式复合单元法。将排水孔隐含于模型网格中,得到排水孔在模型中的数据信息。判断所有排水孔与单元的相对位置,通过修正排水孔所穿过单元的渗透传导矩阵来模拟排水孔的强排水效果,并通过实例对排水子结构法和隐式复合单元法进行了比较。运用编制的三维有限元计算程序对某地下水电站厂房渗流场及排水孔进行了模拟,结果表明,采用隐式复合单元法对排水孔进行模拟是可行的。     

高水压顶管隧道管节修复装置的设计与应用

富春江顶管工程为例,介绍了一种可快速拆卸的用于深埋顶管隧道对管节局部破损进行修复的装置。装置结构简单、紧凑,易于在圆形截面的隧道中进行快速拼装。该装置最高耐水压力0.8 MPa,可对地下水位以下30~80 m顶管隧道中出现沿轴线长＜0.4 m环状破损的管节进行注浆修复。这种设计能够有效解决深埋顶管隧道小面积局部破损、小范围漏水涌砂等问题,为深埋顶管等方法构筑的圆形隧道提供应急修复保障。     

SBPT测定饱和黏土不排水强度的数值分析

自钻式旁压试验（SBPT）因其扰动小、测试深度大、可以获得应力-应变、超孔隙水压力-时间等数据,在确定地基土性参数和地基承载力上有广阔的应用前景。然而由于用以解释SBPT的柱孔扩张理论（Gibson解）所采用的平面应变假设与实际旁压腔几何特征存在差异,导致试验所确定的黏土不排水剪切强度su与其他原位试验或室内试验结果存在差别。针对旁压腔几何尺寸及应变区间的选择对确定su的影响,基于修正剑桥模型,采用低渗透系数控制加载过程中不排水条件,利用有限元法模拟SBPT,建议了不同应力历史下确定su的应变区间,并给出考虑几何尺寸影响时相应应变区间上su的修正系数。     

基于CFD的大通孔开闭式钻头流场研究

采用计算流体力学方法对大通孔开闭式钻头\[1\]的流场进行数值模拟。对不同工况下的速度场进行分析,获得了最佳钻进风量,并发现流场中存在“阻塞漩涡”。对最佳流量工况下的压力场进行分析,发现流场中还存在“抽吸压差”。获得了“阻塞漩涡”和“抽吸压差”对排渣和散热的影响机理,为钻头的优化设计提供了一些参考依据,为松软突出煤层全孔筛管护孔瓦斯抽采技术在煤矿中推广应用奠定了基础。     

P.O.E.M在WAIHO河的应用

本文介绍的是依据毕托管原理设计的压力式电子测量仪在急涨急落、河床组成为卵石的Ｗａｉｈｏ河的流量测验。该测验系统测定垂线的流速分布，并将流速和水深数据贮存于数据记录仪。文中的结果是使用该仪器测验得到的。在测试期间记录到的流速超过５ｍ／ｓ，使用该系统测得的流量与常规转子式仪器比较没有差异。     

连续流态下好氧颗粒污泥的培养及处理制药废水的性能

在上流式好氧颗粒污泥床反应器中, 以厌氧颗粒污泥和好氧絮状活性污泥为接种泥, 采用人工配制的模拟废水, 成功培养出性能优异的好氧颗粒污泥.反应器内污泥浓度稳定在5g/L左右, 颗粒污泥粒径为0.5~2.0mm, 当进水COD为2000mg/L, 容积负荷为4.8kg/(m3·d)时, 系统对COD的去除率稳定在96%以上.通过扫描电镜观察, 好氧颗粒污泥是层状结构, 表面有大量丝状菌缠绕, 内部有短杆菌和空穴存在.逐步提高制药废水在进水中的比例, 经过47d的培养, 生物制药废水完全取代模拟废水, 系统对COD、NH₃-N、TP的去除率分别稳定在90%、90%和70%以上.      

珠江口盆地惠州凹陷迁移型层序特征及其意义

迁移型层序是陆相湖盆中一种特殊的层序构型,但是其特征以及主控因素尚不清楚.通过对珠江口盆地惠州凹陷文昌组层序地层学研究,发现下文昌组三级层序PSQ1~PSQ4主要发育在凹陷南部,上文昌组三级层序PSQ5~PSQ7主要发育在凹陷北部;三级层序PSQ1~PSQ7逐渐由南东向北西发生跨洼陷迁移.这种迁移型层序是由幕式构造活动差异性造成的,在裂陷IA幕,惠州凹陷南部控凹断裂活动强度大,发育以下文昌组为主的T型层序构型;在裂陷IB幕,北部断裂活动加强,南部的断裂活动减弱,造成沉积、沉降中心迁移到惠州凹陷北部,发育以上文昌组为主的H型层序构型.迁移型层序及其控制下的砂体和烃源岩在侧向迁移、叠加过程中,更利于生、储、盖等油气成藏要素的有效配置,形成多区块、多层段油气藏组合.      

狮子洋主航道特大水垂比大位移科学钻孔施工实践

粤港澳大湾区狮子洋主航道地质勘察无法采用垂直点状钻探勘察施工,为此采用水平孔勘察方案,设计了一个特大水垂比大位移科学钻孔。该孔设计孔深940 m,取心靶点14个,靶区半径5.0 m,水平段长380 m,垂深60 m,水垂比14,是国内单孔作业靶点最多、水垂比最大的钻孔之一。研究制定了一套多靶点定向钻进、水平螺杆马达原状性取心、地质录井和存储式钻杆输送测井的综合勘察技术,在水利水电勘察中首次应用,取得了良好的效果。该孔完钻孔深936.20 m,中靶率85.71%,其中,取心进尺81.70 m,机械钻速2.38 m/h,岩心采取率89.84%,精准实现了洋底主航道的地质超前预报,大幅度减少了勘察孔数量,降低了环境破坏,提高了勘察效率,保证了地质资料的连续性和可靠性,是一项值得在隧道勘察中推广使用的先进技术。