低频循环荷载下盐岩轴向蠕变的Burgers模型分析

为了研究盐岩在低频循环荷载作用下的蠕变特性,采用恒轴压、循环围压的应力加载方式对盐岩开展了低频循环荷载蠕变试验。试验结果显示,当蠕变时间较短时,盐岩轴向蠕变曲线近似为平滑曲线,波动性不大;当时间增加到一定程度以后,盐岩变形随围压变化而发生明显的波动。总体来看,循环荷载下盐岩轴向蠕变曲线与Burgers模型蠕变曲线较为相似。将Burgers模型分解为Maxwell模型和Kelvin模型,忽略材料的疲劳效应,分别推导了恒轴压、循环围压应力加载方式下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程,分析了荷载循环周期对模型蠕变性的影响规律;将循环荷载下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程进行叠加,得到了循环荷载下Burgers模型的轴向蠕变方程,并利用盐岩蠕变试验结果对其合理性进行了验证。结果表明:拟合曲线和试验曲线吻合良好,该模型能够较好地反映盐岩在循环荷载作用下的蠕变特性和荷载变化对盐岩蠕变性的重要影响,特别是能够反映出不同荷载循环周期下盐岩变形随荷载变化而发生的明显的波动现象。     

盐度之变

不难理解,世界大洋中所蕴含的总盐量是基本稳定的。但是,科学家很早以前就已经了解,海水盐度并非一成不变,而且,在不同区域,盐度都有差异。那么,这种变化又有何规律可循呢？这些规律本身又会不会发生变化呢？     

东风盐场卤水中可溶性糖的研究──Ⅰ、盐田卤水中可溶性糖的季节变化及其与海盐产量和质量之间的关系

对东风盐场9个站位卤水中由藻类植物产生的可溶性糖浓度的变化规律及其与海盐产量和质量之间的关系进行了研究。结果表明，各站位可溶性糖含量的变化范围为0．7－124．3mg／L，以6月份最高，2月份最低；卤水中可溶性糖在111mg／L－215mg／L范围内，结晶盐的产量随卤水中可溶性糖含量的增加而提高，但同时降低了NaCl的含量，并增加了可溶性杂质及水分的含量，从而降低了盐质。初始可溶性糖浓度为111mg／L、137mg／L、160mg／L、193mg／L和215mg／L的25．4°Be’的卤水，在日照下实验12天，其对应结晶盐的NaCl含量分别为91．66％、90．63％、90．48％、90．23％和88．46％，可溶性杂质的含量分别为3．05％、3．32％、3．33％和4．54％。     

波吉卵囊藻的固定化培养及利用

以褐藻酸钙为固定化载体,探讨了胶球直径、不同接种量、CaCl2溶液浓度、褐藻酸钠浓度等条件对波吉卵囊藻(Oocystisborgei)固定化培养及对养殖水体水质的影响。结果表明:波吉卵囊藻固定化培养的最好条件是微藻接种量为1×106 mL-1,CaCl2溶液的质量浓度为30g/L,褐藻酸钠溶液的质量浓度为20g/L。在此条件下制备的固定化藻珠,波吉卵囊藻的生物量从1 83×10-2 mg/粒增加到17. 46×10-2 mg/粒,增加了近10倍,生长率相对较高,证明了它的生理活性不会因固定化而受干扰。引入固定化的波吉卵囊藻不但可以降低养殖水体中氨氮、亚硝酸氮等有害因子的浓度,还能提高水中溶解氧含量,使水体环境长时间处于良好的动态平衡状态。     

温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应

“一带一路”规划的高速铁路频繁穿梭于盐质荒漠区,沿线优质不含盐路基填料极其匮乏。为解决粗粒盐渍土填筑高速铁路路基面临的技术难题,结合伊朗德伊高铁建设,以现场粗粒盐渍土路基填料为对象,开展了温度循环下压实粗粒盐渍土水盐迁移与变形响应试验研究。结果表明,每次温度循环后温度波幅值由土层浅表向深层土体衰减传递,土体埋深越浅、恒温时间越长,温度波幅值越大;水盐均匀分布的压实粗粒盐渍土经历多次温度循环后逐渐演化成非均匀分布,水盐向土体表面迁移聚集,越靠近土体表面水盐增量越大;前5次温度循环中压实粗粒盐渍土产生了塑性盐胀或塑性融沉,随着温度循环次数增加,盐渍土塑性盐胀或塑性融沉显著减小甚至消失;盐渍土层上设置非盐渍土层具有迟滞盐分向上迁移和消能减胀作用,粗粒盐渍土构筑高速铁路路基宜采用结构分层技术,非盐渍土层设置厚度一般不宜小于当地温度辐射影响显著深度;粗粒盐渍土路基设计宜考虑多次温度循环后形成的水盐非均质分布及其可能诱发的盐胀与融沉增大效应,路基压实度不宜过高。研究成果将为盐渍土地区高速铁路路基工程建造起到示范参考作用。     

库车坳陷克拉苏构造带协同变形机制及盆山耦合关系

克拉苏构造带构造非常复杂,经过30余年的油气勘探开发,构造规律不清楚、构造圈闭不落实的问题仍然非常突出。本文通过大量三维地震资料的构造解释、建模及实钻资料验证,发现克拉苏构造带在剖面上呈分段分层变形、平面上呈雁列式展布特征。提出克拉苏构造带两种协同变形机制,较好地解释了在膏盐层调节作用下盐上、盐层、盐下3个构造层的差异变形现象。结合遥感影像及重力异常影像分析了盆山耦合关系,提出了南天山造山带的差异隆升推覆作用,南部温宿、新和、牙哈古隆起的阻挡作用和古近系膏盐层的调节作用是变形的3个主要影响因素,并据此较好地解释了克拉苏构造带构造圈闭平面展布格局。     

深部盐岩层绳索取心钻井液技术研究与应用

由于次生应力场的作用以及盐岩易溶于水的特性,深部盐岩层钻进存在岩层蠕动、钻井液易遭受盐钙侵等问题;钻进参数选择不合理易导致盐岩层取心效率低、岩心冲蚀严重。本文以河南省叶舞凹陷ZK3井为例,采用石油钻井与绳索取心相结合的措施,解决了普通固体矿产钻探设备在深部地层取心中效力不足的问题;通过阳离子交换容量测定、矿物组分鉴定、钻井液体系优选及性能测试等试验,确定了针对上部泥岩地层的聚合物钻井液体系,中部含膏泥岩的欠饱和盐水钻井液体系,下部盐岩层取心段的饱和盐水钻井液体系。通过确定合适的钻井液密度与临界环空返速,可以有效控制深部盐岩层蠕变与井壁冲蚀,适度提高排量以成倍提高钻进速度。钻进过程中钻井液性能稳定,体系转换顺利且性能易于调整,为取心任务的顺利完成提供了有力保证。