霍尔果斯背斜深井井身结构优化设计

霍尔果斯背斜受山前构造的影响,存在地质情况复杂、倾角大、多套压力体系并存以及泥岩含量高等问题,在钻进过程中复杂事故频发,严重制约了该地区油气勘探开发的进程。通过对完钻井的测井资料、地破实验数据、钻井复杂等资料的分析,确定必封点位置,形成适合霍尔果斯背斜深探井的四开井身结构,并针对安集海河组复杂事故率高的情况,采用高密度油基钻井液抑制泥岩水化,从而实现安全钻进。优化后的井身结构在霍尔果斯背斜深探井H11井进行了应用,首次实现了在安集海河组、紫泥泉子组两套压力系统下进行套打,历时5.5 d钻穿“死亡之海”安集海河组,未出现井漏现象,取得了良好的应用效果。优化后的井身结构在H11井的成功应用,不仅为该地区深探井的井身结构设计提供依据,也为该地区后续常规井的四开转三开井身结构提供了指导。     

夯扩挤密碎石桩加固液化砂土地基的动力数值分析

砂土液化问题一直是土动力学与岩土地震工程研究领域的重要课题之一。基于南水北调中线某工程,通过现场和室内试验获取土体的物理力学参数,利用岩土数值分析软件FLAC3D对夯扩挤密碎石桩加固干渠液化砂土地基进行了动力数值分析。结果表明,由于夯扩挤密碎石桩的排水作用,干渠底部饱和砂土地基中的超静孔隙水压力和孔压比与加固前相比明显减小;干渠渠道底部饱和砂土中的监测曲线表明,随着地震荷载持续时间的增加,饱和砂土地基中超静孔隙水压力和孔压比峰值较加固前大幅值降低,且时程曲线达到峰值之后也由加固前的基本保持不变改为迅速消减降低;由于夯扩挤密碎石桩的排水和挤密作用,有效消除了干渠渠道底部以及渠堤坡面外侧平台至坡脚底部砂土层的液化现象,加固后干渠底部饱和砂土地基中没有液化现象产生。     

黔南地区下寒武统牛蹄塘组页岩气顶底板特征研究

下寒武统牛蹄塘组顶底板条件是评价区域页岩气保存条件的重要因素之一。本研究在对黔南地区地表剖面和钻井资料分析的基础上,将该区域牛蹄塘组底板按岩性分为溶孔白云岩区、硅质岩-白云岩混合区和硅质岩区三个岩性组合类型区。硅质岩区具有超低孔、超低渗、高突破压力的特征,对页岩气的封存效果好,底板条件好;硅质岩-白云岩混合区由于白云岩具有溶蚀孔洞且低突破压力的特征,对上部页岩气封堵效果较差,底板条件较差;溶孔白云岩之上存在的暴露不整合面是页岩气散失重要通道,底板条件差。顶板按岩性分为泥岩区和灰岩区,其中泥岩区具有低孔、低渗、高突破压力的特征,顶板条件好,灰岩区次之。以底板为主控因素,综合顶板条件,综合研究结果认为岑巩-三都以东地区顶底板条件好,瓮安-福泉以西顶底板条件较差。黔南地区经历多期次构造运动,泥岩、硅质岩、灰岩在构造抬升改造后易产生裂缝,使得其对页岩气封盖能力变差,提出瓮安-福泉以东构造稳定区是牛蹄塘组页岩气顶底板条件较有利区。     

考虑地震作用下软土软化的土压力计算

对于地震作用下挡土墙的土压力,在以往的计算中仅仅把动荷载加于挡土墙上,或者将土的内摩擦角适当的减少,然后仍按静止土压力计算。本文通过动三轴试验研究软土在动荷载作用下强度变化规律,给出土体软化后强度的确定方法,推导考虑地震等动载作用下考虑土体软化的土压力计算方法,通过实例计算对比考虑软化后土压力和不考虑软化的土压力计算结果,研究成果可为考虑地震荷载及其他动载作用下土压力的计算提供依据。     

群桩桩间横观各向同性土体固结问题级数解

通过分析群桩成桩后桩间土体固结的边界条件和初始条件,建立了饱和黏土中群桩桩间横观各向同性土体的空间轴对称固结问题的定解条件,应用数学物理方法求得该问题的级数解。通过土体固结与桩承载力的时效性之间的关系,利用承载力的实测资料换算得到的等效固结度,验证了解的合理性和适用性。同样,应用级数解求得的桩间土体的固结度可用于群桩基础的承载力的时效分析。     

新(晚期)构造运动的物质、能量效应与油气成藏

受板块构造背景和深部过程的控制,不同盆地的新(晚期)构造运动具有不同的表现型式,包括伸展和转换-伸展背景下的快速沉降和断裂活化、挤压背景下的强烈隆升和构造掀斜等。新(晚期)构造运动对油气成藏具有强烈的物质效应(对油气成藏要素构成的改造)和能量效应(对成藏动力学环境和过程的影响)。新(晚期)构造运动对油气成藏和分布的影响取决于新(晚期)构造运动期源岩的生排烃状态、新(晚期)构造运动的动力学性质、沉降-抬升的速率、幅度和区域变化及断裂活动程度。建造期(盆地保持沉降、充填状态;源岩处于生、排烃阶段;超压的产生过程仍在进行,超压释放后可得到动态补给)的构造运动可以导致幕式快速成藏,所形成的油气藏属于阶段性充注的原生油气藏,改造期(盆地沉降、充填停止,处于抬升、剥蚀和构造变形状态;源岩生、排烃作用已终止;超压的产生过程已经终止,超压释放后不能得到补给)断裂活化型构造运动可导致已聚集油气的突发性穿层运移和跨层聚集,形成非连续充注的次生油气藏;改造期无断裂活化型构造运动特别是构造掀斜运动可以导致已聚集油气的层内调整,形成有成因联系的调整型油气藏系列。新(晚期)构造运动对油气成藏既可以具有建设性作用、也可以产生调整、改造作用甚至破坏作用。     

应用于压密注浆土钉的土工织物反滤性能试验研究

针对现有乳胶膜压密注浆土钉的潜在缺陷,提出了采用土工织物替代乳胶膜改进该土钉的新思路。基于自研的土工织物反滤性能测定装置,开展了一系列水泥浆液反滤试验,研究了水灰比、浆液体积和注浆压力对土工织物反滤性能的影响。并且,对反滤前后浆液成型的试块进行了强度试验。试验结果表明：随水灰比的增加,浆液最终滤出质量、反滤结束时间和质量流量都相应增加,但反滤结束时间的增量会逐渐减小;浆液体积的变化不会影响质量流量的变化,而反滤结束时间与浆液体积呈线性增加的关系;随注浆压力的增加,浆液质量流量逐渐增加。同时,土工织物撑开面积的增加率与注浆压力呈线性增加的关系;采用土工织物替代乳胶膜后,节泡内浆液水灰比明显减小,强度得到显著提高。研究能为土工织物改进新型压密注浆土钉的应用奠定基础。     

氯盐渍土土-水特征曲线的试验研究

采用滤纸法和压力板法测定不同含盐量盐渍土的土-水特征曲线（SWCC）,探讨土中含盐量对盐渍土土-水特征曲线的影响。试验结果表明,粉土中含盐量对基质吸力土-水特征曲线的影响不大。采用滤纸法测得的总吸力与基质吸力之间的差值随着土中盐溶液浓度的增加而增加,且该差值要大于相同浓度纯盐溶液的渗透吸力,其原因是由于土颗粒表面对溶液吸附作用引起的,用滤纸法测得的基质吸力土-水特征曲线处于脱湿曲线和吸湿曲线之间。采用蒸汽平衡法测定Whatman 42号滤纸在高吸力阶段的总吸力的率定曲线,使得高吸力时用滤纸法测定吸力更为精确。     

区域最小人均耕地面积与耕地资源调控

耕地资源对农业和国民经济可持续发展起着不可替代的基础性作用。中国人均耕地资源短缺，快速工业化、城市化进程对耕地的占用使耕地资源更趋紧张。目前的市场机制必然驱动耕地资源不断向获利更多的用途转移，最终会危急食物安全。因此，创新耕地资源利用与保护的调控机制已迫切之至。基于中国耕地资源流失原因及态势的分析，提出了最小人均耕地面积和耕地压力指数概念，并以此为基础提出了构建耕地资源利用和管理调控机制的思路。实际数据分析结果表明，以最小人均耕地面积和耕地压力指数作为耕地保护的基本标准，能因地制宜地兼顾食物安全和经济发展对土地的需求，具有显著的科学性和可操作性。     

压力型与拉力型锚杆工作性状的室内足尺模型对比试验研究

基于室内足尺模型试验对比研究压力型和拉力型锚杆的工作性状,给出锚固体轴向应变的分布特点,验证基于Mindlin问题位移解推导出的压力型锚杆锚固段应力分布理论解的可行性,分析了在试验条件锚杆的极限承载力及破坏形式。试验结果表明,拉力型锚固段处于受拉状态,轴向应变值最大值发生在张拉端附近,距离张拉端越远应变值越小;压力型锚杆的锚固段处于受压状态,轴向应变值最大值发生在承载体附近,距离承载体越远应变值越小;拉力型锚杆破坏形式为锚固段注浆体与岩土层间的粘结滑移破坏,压力型锚杆的破坏形式为承载体附近锚杆周围土体剪胀破坏;压力型锚杆极限承载力较之拉力型锚杆在相同条件下有明显提高;实测值与基于Mindlin问题的位移解推导出的压力型锚杆锚固段应力分布理论解较吻合。