非开挖穿越流砂层自凝型钻井液的试验研究

从钻井液角度进行研究,开发了一种解决非开挖穿越流砂层时发生塌孔问题的自凝型钻井液,优选了钻井液配方,研究了钻井液的流变参数、护壁能力等性能.钻进液性能试验和模拟注浆试验结果表明,非开挖穿越流砂层时采用自凝型钻井液进行护壁是可行的.     

基于裂隙尖端放电机制的深部岩体损伤自电特征分析

在大规模深部岩体损伤过程中发生的裂隙尖端放电现象往往引发地下雷电,对该现象发生机理、表现规律的揭示有助于地震、岩爆等的临灾预报.不同于在岩土体中液固耦合界面上发生的自然电场异常机理,在岩土体内部发生的裂隙尖端放电可谓是引发自然电场异常的另一重要微观机制.本文基于现有裂隙尖端放电的研究成果,详细阐述了裂隙尖端放电发生的过程,解释了岩体损伤过程中自然电场异常产生的微观机理,并结合室内实验成果论述了自电位的主要特征;进行了理论推导,认为在大尺度岩体连续损伤过程中,自电位具有含脉冲状波动并整体下降的特征;开展了原位测试,结果证明人工采掘扰动下的深部岩体连续破坏的过程中,自电位在破坏前期缓慢下降,在破坏过程中会出现脉冲状波动,随着破坏程度的加剧整体呈现波动中下降的规律,与理论推导、室内实验结论都相符.对比室内实验和原位测试成果发现,随着研究目标的空间尺度由mm级别扩展到m的级别,自电位波动的幅值也从数十个mV扩展到数百甚至上千mV,故认为在利用自电位波动规律来预测岩体破坏状态时,须受研究对象的空间尺度的约束.此外,在原位测试中发现,自电位对岩体损伤过程的响应较直流电阻率而言具有时域上的超前优势,并对此现象进行了解释.

     

中强地震前后能量分布的自仿射特性

根据简化的地震波传播理论,“漫化”地震能量在空间的分配,减弱能量空间分布概率的极端情形及消除统计域为“空”的情形,由此构造类似于二维ｆＢｍ的地震能量空间分布概率曲面。与起伏不平的地形相似,由于基在水平方向及垂直方向的变化不是等比例的,因而这一分形曲面可能是统计自仿射的。     

基于空间自相关的耕地质量分布格局

耕地质量是保障粮食安全的基础。以广东省广宁县为例,采用空间自相关分析法,基于全局、局部和方向3个视角,对耕地质量空间分布特征进行分析。结果表明:全局来看,广宁县耕地质量在空间分布上具有较强的空间正相关性,且县级尺度空间自相关程度强于镇级尺度;局部区域,县域耕地质量存在聚集性分布规律,高质量耕地集中分布在排沙镇北部、江屯镇中部和螺岗镇南部,低质量耕地集中分布在赤坑镇中南部、古水镇东北部以及北市镇东北部;县域耕地质量在各方向上的结构性特征表现不一,在距离1 650 m范围内基本趋于一致,但随距离增加其结构性特征在各方向上呈现不同走势。     

伊利石“开形指数”的地质意义探讨

本文研究的地区为新疆塔里木盆地西南部喀什坳陷和西南坳陷。粘土样品采自地面露头的晚白垩世至早第三纪海相沉积岩中。本文试图用伊利石(001)衍射峰形态变化来探讨该地质时代古地理环境及油气地质问题。运用“开形指数(Ns)”对伊利石(001)衍射峰开放度的研究,认为伊利石开形指数值的变化说明了该地区晚白垩世至早第三纪气候向干旱方向发展,并指示了海盆地的边界线和反映出海进、海退的变化情况及成岩作用程度和有机质的变质程度。     

附加黏弹性阻尼与金属阻尼耗能的自复位墙结构抗震性能对比分析

相对传统结构,自复位墙结构在地震作用下具有更大的变形能力且几乎无残余位移,但其耗能能力较弱,需采用附加阻尼来增加整体耗能.目前,金属阻尼器已广泛用于自复位墙结构,其可显著减小结构大震下的地震响应,但小震下的位移和加速度减震效果不佳.因此,将小变形下即可耗能的黏弹性阻尼器应用于自复位墙结构中.设计一幢10层自复位墙结构,分别采用黏弹性阻尼器和 U 型金属阻尼器作为附加耗能构件,通过弹塑性时程分析对比采用两种耗能机制的结构地震响应.结果表明,黏弹性阻尼器可显著减小自复位墙结构在小震下的位移和加速度响应;U 型金属阻尼器在中震下开始耗能,在大震和巨震下,其减震效果会超越黏弹性阻尼器.因此,为进一步优化自复位墙结构在不同水准地震作用下的抗震性能,建议结合阻尼器的特点进行合理设计.     

自相似和自仿射分形裂纹力学

研究了断裂面分形特征的力学特征，同时研究了自相似和自仿射分形裂纹尖端附近应力和应变的奇异性结构，讨论了二维和三维固体中分形裂纹的3种经典断裂型式和第四种断裂型式。发现分形断裂力学中有6种断裂型式。同时，结果表明J积分与路径有关。阐明了文献中提出修改的、且被证明与路径无关的，积分仅局部与路径无关，而且没有物理意义。可以推测，分形，积分应当是单位裂纹扩展分形测度的势能释放率。我们计算了某些应变硬化材料中分形裂纹应力知应变奇异性的幂。结果显示，分形裂纹尖端的应力和应变比光滑裂纹的应力和应变有较弱的奇异性。     

BBVS-60型和CMG-3ESPC型地震计性能及记录数据相干性分析

BBVS-60型和CMG-3ESPC型地震计目前在国内测震数字台网中广泛使用,但两种型号地震计在性能和各类指标上均存在差异。本研究分别在山洞和地表两类不同观测环境的台站上安装BBVS-60型和CMG-3ESPC型地震计,对同点记录的数据对比分析,计算相同分量间的相干函数值。结果显示,在比测台址观测环境下,两种地震计在0.02—40 Hz （垂直分量）和0.04—40 Hz （水平分量）频段内具有良好的相关性,其中,记录数据在高频（10—40 Hz）和长周期频段（10—50 s）的相关程度受环境因素影响较大。此外,在工作频段内,两种地震计所记录数据的相关程度与输入振动的强度有很大关系。本文分析结果可为设备选型、震相分析以及地震工程研究提供参考。      

自相关法单频干扰识别与消除方法

常规单频干扰压制方法需要估算频率、振幅和相位,由于频率和相位与单频干扰呈非线性函数关系,因此任何参数估算方法都会非常费时,且计算效率低下. 本文提出的自相关法单频干扰识别与消除方法,利用地震数据自相关函数计算单频干扰自相关函数,采用余弦函数自适应减算法快速估算单频干扰. 本方法不需要估算单频干扰的频率、相位和振幅参数,因此可以高效快速地估算出单频干扰并予以消除. 本方法最突出优点是能够快速有效地消除单频干扰,且不伤害干扰附近的有效信号,提高了单频干扰频率分量附近数据的信噪比. 合成数据和实际数据试算结果表明该方法是有效和可行的.     

利用自洽方程计算法分析天山中段分量钻孔应变资料可靠性

根据天山中段8套四分量钻孔应变仪观测资料,利用自洽方程计算应变观测的信度,用信度指标检验数据的可靠性,从而进一步用自洽方程计算实际各元件灵敏度的相对大小,并用相对标定的结果,对观测数据进行校正。结果表明:①石场、巴仑台、巴音沟、雀儿沟、榆树沟和库米什台经过校正后,数据观测信度有了明显提升,其中石场和雀儿沟台的数据信度最高;②库米什台校正前数据观测信度较高,因个别“坏点”影响,校正后,观测信度反而下降;③小泉沟和新源台数据信度较低,存在从自洽到失洽的情况,分析认为这可能与系统自身存在问题有关,也有可能是前兆异常,有待进一步研究。