973项目“能源储备地下库群灾交机理与防护理论研究”启动大会在中科院武汉岩土所召开

2008年12月7日,由中国科学院武汉岩土力学研究所主持,联合中国矿业大学（北京）、清华大学、中国科学院地质与地球物理研究所、重庆大学、山东大学、中国人民解放军理工大学、中国石油勘探开发研究院廊坊分院等单位共同承担,科研经费达3300万元,研究团队包括3名院士、2名长江学者、48名博士,研究期为5年的国家973项目“能源储备地下库群灾变机理与防护理论研究”启动大会在武汉岩土所召开。     

电活化硫酸盐处理四环素类废水的研究

本文构建以掺硼金刚石(Boron-doped diamond,BDD)为阳极、不锈钢为阴极、硫酸盐为电解质的电化学体系,考察了电流密度、pH值、硫酸盐浓度以及初始四环素浓度等四个因素对电化学氧化降解废水中四环素的影响,运用响应曲面法对运行参数进行优化;通过电子自旋共振检测技术分析电化学反应中产生的自由基,探究了间歇通电模式下电化学体系持续氧化机理。结果表明,四个因素对TOC去除率的影响大小次序为:电流密度>初始四环素浓度>初始pH值>硫酸盐浓度,其中初始pH值和硫酸盐浓度与电流密度和初始四环素浓度的交互作用对TOC去除率的影响较为显著;最佳运行参数为pH值为5,电流密度为100 mA·cm^-2,硫酸盐浓度为0.25 mol·L^-1,初始四环素浓度为1000 mg·L^-1;间歇通电模式下,BDD电极表面产生的SO₄^·-等高活性物质间相互转化提供了体系的可持续氧化能力。该研究结果为电化学氧化技术的实际应用提供了节省能耗的有效途径。     

合成磷灰石的去氟机理研究

用固相反应法和sol-gel法合成了不同类型的磷灰石（AP），并采用TEM、XRD、IR、BET比表面积法及静、动态吸附等方法研究了不同AP的比表面积、结晶度、晶胞参数、结晶尺寸、晶格缺陷度、Ca/P摩尔比和煅烧温度等与吸氟能力的关系，结果表明：结晶度高、晶粒大的AP有较小的吸氟量，属表面单分子层化学络合吸附机理；酸活化的AP有较大的吸氟量，属溶解-沉淀与沉淀物表面纳米尺寸效应吸附的复合去氟机理；具纳米尺寸的HAP在常温、常压、无二次污染、小于11mg/L的低含氟浓度废水中且不酸化情况下有较大吸氟量，属纳米尺寸效应吸附机理。     

广东三个翡翠产业集群形成及发展机理初探

通过对广东阳美、四会、平洲三个翡翠产业集群发展状况的研究,揭示该区域翡翠产业的形成及发展机理。研究结果认为,可以将该区域翡翠产业的发展过程分为两个阶段,并且不同的阶段有不同的主导因素、发展方式和发展动力。初步形成阶段的主导因素是政府政策和当地的经济能人,发展方式是模仿和技术扩散,发展动力是攀比效应和信息优势;快速发展阶段的主导因素是市场规律和集群引起的外部效应,发展方式是与集群相关的产业的快速集聚,发展动力是技术创新。     

页岩层系不同岩矿组合试样渗透率变化规律差异及其机理分析

页岩地层垂向岩矿组合变化大,页岩气开采需要对储层进行大规模人工水力压裂改造。笔者等基于样品的全岩X-射线衍射分析,通过对不同岩矿组合的3块页岩试样进行流—固耦合物理模拟实验,获得了3点认识,反映了不同岩矿成分的页岩在不同条件微裂缝与渗透率的变化特征,以及碳酸盐矿物含量高时的影响。这一实验对于研究页岩储层在压裂过程中的变化具有探索性,对于页岩气生产具有重要的参考意义。     

特超稠油油藏水平井蒸汽驱油物理模拟实验

以胜利油田A区块特超稠油油藏为目标区块,自主研发了高温高压二维比例物理模型,研究了不同开发阶段水平井蒸汽驱油机理,开展了油藏压力、井底干 度、注汽强度对水平井蒸汽驱的效果影响的研究。物模实验结果显示,蒸汽驱整个过程分为三个阶段：存水回采期、汽驱受效期、蒸汽突破期。存水回采期蒸汽腔向水平方向扩展,以水平驱替方式为主 ;汽驱受效期蒸汽腔向垂向和水平方向扩展,以水平驱替方式为主,纵向泄油为辅;后期蒸汽突破,蒸汽腔继续向上方扩展,以纵向泄油为主,实现油层整体动用。5 MPa时转蒸汽驱的采出程度高于7 MPa时转蒸汽驱的采出程度;蒸汽驱的井底蒸汽干度应不低于0.4,蒸汽干度越高,水平井蒸汽驱的开发效果越好;注汽强度为1.9 t/(d·ha·m)时温度场最为发育。同时,在高压下提高干度可实现水 平井蒸汽驱的有效开发。以上的实验结果较好地指导了胜利油田A区块特超稠油油藏水平井蒸汽驱开发,取得了明显的开发效果,该研究对于类似稠油和超稠油油藏水平井蒸汽驱开发具有重要的指导意义 。     

边坡渐进破坏机理及稳定性分析

在滑坡稳定分析基础上, 建立了推移式滑坡渐进破坏分析法。在机理分析基础上提出了临界状态条块或单元和相应决定方法, 以及两种破坏模式, 模式Ⅰ:整个滑体沿弱面发生破坏, 模式Ⅱ:后缘沿弱面发生破坏, 而前缘局部沿滑体发生剪切破坏, 两种破坏模式临界状态点逐步由后缘向前缘移动。研究了推移式滑坡变形规律, 提出了模式Ⅰ和Ⅱ渐进破坏过程中, 滑面上每一点的时间与位移均呈现不同的S形曲线特征, 对于整个滑体而言, 滑面上每一点的位移与高度关系, 在不同时刻呈现不同的抛物线特征, 提出了滑面位移与时间的关系呈两种类型:非稳定时间曲线和稳定时间曲线。研究了现行滑坡稳定性系数计算特点, 提出了稳定性计算综合下滑力-抗滑力、主推力和基于位移变化的方法。研究了滑坡运动特点, 提出了主滑方向的定义。研究了滑坡有限元稳定计算, 分析了引起滑坡有限元计算不收敛原因, 提出了滑坡有限元计算滑面边界法, 滑面既可以施加理想弹塑性边界, 计算稳定系数可和传统的极限状态相比较, 又可施加不同的应力-应变边界, 获得真实的应力和位移场, 并计算相对应的稳定系数, 对于潜在滑面以概率法、能量法和现场勘查法确定。     

边界条件对碎石层降温效果及机理的影响

对平均粒径为22.1 cm, 厚度1.3 m, 边界为开放和封闭的碎石层进行了一系列的实验. 从环境温度为最高和最低时刻封闭碎石层内的温度和速度分布可知: 当碎石层上表面温度低于下表面时,碎石层自下向上的散热由空气对流和碎石间的热传导来完成; 当上表面温度高于下表面时, 自上向下传递的热量由碎石接触面间的热传导完成, 此时, 由于其内部的空气几乎静止, 能阻隔热量的传入, 因此封闭边界的碎石层具有热半导体特性. 而开放边界的碎石层, 当平均温度为 0.5℃的空气从上表面吹过时, 碎石体内的热量传递主要是靠强迫对流来完成, 热半导体效果不明显, 不利于使其下面的冻土降温.     

铅的成矿机理新探索

通过对铅及其氢化物的理化性质，铅矿床矿流体包裹体气液相成分、内生锡矿物的化学成分、铅矿物的共伴生矿物特征等相关问题的研究，认为铅氢化物，铅合金氢化物是铅成矿的主要迁移形式。在强还原、富氢、高压环境下，可随岩浆、热液、热气迁移至地壳浅部。在减压，贫氢，富硫的相对氧化环境；硫化成铅的硫化矿物及其硫盐矿物，或在氢逃逸氧化的贫硫环境；形成铅的单质及铅的合金矿物，并在长期地质事件中叠加，富集成铅矿床。     

与火山—潜火山作用有关的浅成热液金(铜银)矿床流体成矿系统

与火山—潜火山作用有关的浅成热液金(铜银)矿床可以分为低硫型和高硫型两个亚类,所对应的流体成矿系统分别为贵金属(地热)成矿系统和火山热液成矿系统。由于成矿位置和流体成矿过程不同,形成了各具特色的成矿元素组合、围岩蚀变特征和成矿类型。