中国煤层气资源控制程度及可靠性分析

准确认识深部条件下气体和水分的赋存状态、相对含量及分布特征,对煤层气高效勘探开发具有重要指导意义。基于理论模型、分子模拟和气水演变分析,明确了煤层中气、水的赋存状态,揭示了气、水动态运聚界限和动态演化过程。考虑煤−水界面作用、水的可动性及赋存状态,煤中水可分为可动水(重力水和毛细水)、束缚水(吸附水、沸石水、结晶水和层间水)、结构水,其中毛细水、重力水和吸附水由孔隙主导,沸石水、结构水、结晶水和层间水由矿物主导。分子模拟结果显示,水分子在0.7 nm孔隙中可以饱和充填,吸附和解吸路径一致,在更大孔隙中出现弱吸附层和自由态。水分子吸附过程表现为单分子含氧基团吸附、单层强吸附、多层弱吸附、水团簇形成和充填孔隙等阶段。甲烷分子在1.5 nm孔隙可存在3层稳定充填吸附,在较大孔隙中(>1.5 nm)即以单层吸附和游离态共存,游离态在介孔及更大孔隙中普遍存在。结合上述吸附−游离气存在界限,改进了游离气和吸附气理论计算公式,为含气量计算提供新思路。深部热成因煤层气是煤大规模生排烃之后的残余气,在排烃过程中发生气驱水和水分蒸发扩散,残余水分为束缚水和结构水,后期无法改变。假定静水压力20 MPa,在0、5、10、15和20 MPa储层压力下,外来水分可入侵最大孔径为7、9、13、27 nm和不侵入。受差异保存条件控制,煤成气除了形成超压和欠压等差异含气系统外,还可能在煤系形成多类型含气模式。上述研究明确了煤层气、水微观赋存机制及形成演化模式,对深部煤层气富集特征及高效开发设计具有指导意义。

     

结晶岩的膨胀性能研究

采集了来自德国大陆深钻（ＫＴＢ）中的一组结晶岩,在实验室用位移记录仪或应变片接通电桥测量了岩石浸入不同流体中应变随时间的变化．结果表明：１．不同的岩石浸入水中,其膨胀速率和膨胀量是不同的,这与岩石的孔隙结构有关．２．同一岩样浸入极性和非极性的流体中,其膨胀性能是不同的,这与水分子的极化特性及其表面张力有关．３．很多情况下,膨胀是各向异性的,尤其是片麻岩．因此体积的增长可根据在３个互相垂直方向上的相对长度变化的总值来计算．可以认为,膨胀的主要因素是极性流体与岩石颗粒作用的结果,膨胀性能是由于颗粒表面的双扩散层造成的．实验证实了地壳岩石变形的机制强烈地受到流体的存在与否以及不同类型流体的影响．流体与岩石间相互作用的研究将对深入探讨地壳内流体的热过程、力学过程、油气运移以及岩石物理性质有重要意义．     

膨胀土胀缩等级划分的新途径

膨胀土胀缩等级的划分与施工安全及工程经济核算直接相关,目前对膨胀土等级的划分还处于研究阶段,有的采用胀缩总率eps,有的采用自由膨胀率F_s、液限W_t、膨胀压力P_p等指标,划分方法不同结果也不同。本文从模糊数学角度,对分类中常用的几个因素进行综合评判,进行胀缩等级的划分     

“宇宙的起源”教学设计

一、教材分析本节是浙教版《科学》教材九年级下第一章第一节的内容,学生已经学习过转化与平衡,知道了自然界各种物质的层次结构、运动、变化、转化和平衡等基本特性,转化与平衡是可重演的研究,可以通过猜想加实验验证的方式来进行;第一章"演化的自然"是不可重演的研究,基于此,可以由现象→假说→模型,模型、假说法非常适合这一章的教学。第一章依据从宏观到微观,从久远到现代的线索展示自然的演化过程。宇宙是物质的世界,它处于不断的运动和发展中。千百年来,     

镇江圌山绍隆禅寺“活地”成因

"活地"是宗教的传奇,而由于以往知识与技术的限制以及宗教圣地的"不可侵犯性","活地"也成了大自然的千年未解之谜。通过现场考察和资料调研,明晰了"活地"所在地区的地质构造特征。采用高频率表面波监测、分析技术,通过现场试验,研究了"活地"附近地表浅层岩土体分布情况。采用图像分析技术,经室内试验研究得出了"活地"及周围地区出露岩石的矿物组成。最终,对于"活地"的成因提出以下看法:1.否定了地下深层生长性岩脉诱发"活地"现象的观点;2.膨胀岩及膨胀土吸水膨胀对"活地"的隆升有一定作用,但这不是"活地"的主要诱因;3.提出"活地"是岩石风化作用及特殊地理环境综合作用结果的观点:风化作用使岩体疏松、体积增大,地面隆起;两侧山体运动对其交界处岩石产生挤压作用,为"活地"的持续隆升提供动力源。     

风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力特征试验研究

连续降雨条件下,风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力特征是深刻认识反复翻浆冒泥病害机制的关键。采用不排水动三轴试验,模拟路基瞬态饱和区列车加载频率和连续降雨条件下排水边界条件,开展路基瞬态饱和区动态水压力特征试验研究。分析了细颗粒含量对风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力的影响,揭示了路基瞬态饱和区细颗粒含量临界值约为25%。当细颗粒含量小于25%时,动态水压力随细颗粒含量的增加而增大;当细颗粒含量大于25%时,动态水压力随细颗粒含量的增加而减小。引入等效粒间孔隙比的概念,解释了细颗粒含量临界值的微观机制和物理意义。基于试验构建了考虑细颗粒含量的风化红砂岩残积土路基瞬态饱和区动态水压力经验模型,分析了模型参数随细颗粒含量变化的敏感性。该模型有助于工程技术人员预测连续降雨条件下铁路路基瞬态饱和区动态水压力。     

滑坡的摩擦力与正压力力偶的地震波场模拟

滑坡的地震波反演是确定滑坡动力学过程的有效途径.然而,目前的滑坡地震波反演大多基于点源模型,将滑坡面近似为点源,仅考虑滑体作用于滑床的摩擦力及其变化.但实际滑坡过程中,由于重力和滑动距离的存在,滑床还受到一个逐渐增加的正压力力偶作用.为定量探讨这一正压力力偶对滑坡地震波场的贡献,我们基于有限滑坡面模型,分别正演模拟了滑坡过程中摩擦力和正压力力偶的地震波场,得到了正压力力偶地震波场在整个滑坡地震波场中的能量比例及其随距离的变化.研究发现,正压力力偶地震波场具备近场项衰减特征,相较于摩擦力波场随距离衰减更快.正演模拟显示,正压力力偶地震波场在滑坡尺度2~3倍距离范围内较为显著;但在更远距离上,由于其幅度大致随距离的平方衰减,其贡献几可忽略.此外,正压力力偶波场在波形特征上与摩擦力波场也存在明显区别,二者的相对大小与摩擦系数和坡度等参数密切相关.本文模拟分析表明,完整的滑坡近场地震波场应该同时考虑摩擦力和正压力力偶的贡献;滑坡动力学参数反演中,利用近场地震波记录,考虑有限尺度的滑坡面,原则上我们不仅可以确定传统滑坡动力学参数,还有可能确定摩擦系数和流体压力等参数在空间上的变化分布.

     

滨海地区异常压力预测与影响因素分析

滨海地区位于歧口生油凹陷中心附近,目前发现的多套含油气层系压力分布存在异常,东营组和沙一段压力系统变化最为复杂.本文在部分实测压力数据基础上,利用测井资料等效深度法和地震资料PCD法对滨海地区地层压力进行预测.结果表明,研究区东营组-沙一段压力系数为1~1.6,南部高压异常较北部大.认为滨海地区沙一段、东营组压力异常主控因素以快速沉降作用为主,构造作用、生烃作用和成岩作用为辅.     

基于PSR模型的渔业用岛生态状况评价——以菜坨子岛为例

菜坨子岛位于大连市长海县,为无居民海岛,功能定位为渔业用岛。依据无居民海岛生态系统的特点和渔业用岛功能定位,文章使用压力-状态-响应模型设置3层指标体系,对菜坨子岛生态状况进行评价。指标评价方法采用专家评价法及单因子环境质量指数法、综合评价指数法等计算各级权重值和指标值。基于2015年现场调查数据,采用层次分析法对压力-状态-响应模型进行计算,得出菜坨子岛年生态状况分值及评价结果。结果表明,菜坨子岛总体状态为“优”（分值为0.811 1）。此外,经过对评价指标进一步优化后,可将该评价方法推广到对其他渔业用无居民海岛的生态状况评价,为其开发和保护提供依据。     

波浪作用下斜坡上单桩周围海床孔隙水压力响应特性试验研究

单桩基础周围斜坡海床中的波致孔隙水压力响应与纯斜坡海床存在较大差异。为了解不同波高、波周期条件下,单桩基础周围波浪传播变形及其对斜坡海床孔压振荡响应的影响,在波浪水槽末端铺设了长6 m、坡度1∶16的斜坡砂床进行试验。通过改变桩身位置和波浪参数,测量斜坡段各处波面形态,采集单桩周围孔隙水压力,分析了桩身位置及波浪参数对斜坡海床孔压响应的影响。结果表明：相同入射波条件下,随距坡脚水平距离增加,波高、近底流速和桩周孔隙水压力幅值都随之增大;桩周孔隙水压力幅值分布规律为：桩前孔压幅值明显大于桩侧与桩后孔压幅值。当Keulegan-Carpenter数大于6时,随着波高和波周期增大,马蹄涡产生的负压区使得桩侧海床孔隙水压力与纯斜坡海床孔隙水压力差值迅速增加。