冰川系统高度结构计算研究--以塔里木盆地水系冰川为例

冰川面积随高度的分布(即高度结构)具有重要的水文学及冰川学意义. 在分析中低纬冰川作用区(冰川系统)特征的基础上,着眼于特定冰川系统的全体, 依托概率理论, 提出计算冰川系统高度结构的统计学公式. 与普遍使用的经验公式相比, 它具有计算所需参数少, 结果不存在系统误差的特点, 并且二者计算结果的总差异程度在0.1～0.3之间. 用内天山的实测资料验证显示, 统计学公式计算的结果与实测值的总的差异程度仅为0.045.     

都市区范围界定方法探讨--以杭州市为例

当前关于都市区范围的界定,主要基于“功能主义方法”,是一种定性分析。根据断裂点公式、距离衰减效应的“简单计算方法”可以定量分析都市区的地域范围。用定性、定量分析方法划分的杭州都市区空间范围基本吻合。根据杭州市与周边县市的关系以及杭州未来发展的需要,针对近期、远期两个发展阶段,可以得到杭州都市区范围的两个可行性方案。笔者认为划分都市区范围,可以用定量分析来弥补定性分析理论依据不足的缺陷。     

柴达木盆地东部石炭系地震层速度求取方法的研究

在柴达木盆地东部石炭系地震勘探过程中,地震层速度是一个重要的参数。层速度不仅仅可以应用于时深转换,还可以应用于反映地层岩性、构造和地层压力等方面的信息,地震剖面与地震速度也密切相关。柴达木盆地东部石炭系由于资料所限,速度问题一直未能很好地解决,时深转换过程中速度误差较大。因此,为了解决研究过程中速度误差较严重的问题,文章在前人工作基础上,探索性地提出了一种新的层速度求取方法,以提高柴达木盆地东部石炭系地震勘探过程中层速度的精度,从而更好的认识本区的构造和地质特征。通过对单井速度分析和二维地震叠加速度多次拾取,保证了速度谱拾取的精度,然后将地震叠加速度换算成均方根速度,进而利用基于单井速度趋势模型约束Dix反演层速度技术将均方根速度转换成层速度,拟合出全区的平均速度场。同时在拟合后,以井上测井速度为控制点,对平均速度进行了合理校正,从而建立比较合理的研究区层速度模型。利用新建立的层速度模型,对原来的构造重新进行时深转换,取得了较好的效果。新的改进Dix公式层速度求取方法求取的速度模型与前人成果相比较,利用了单井速度约束Dix公式进行速度反演,因而比前人成果更精确,更符合单井速度趋势,因而更符合地质认识规律。     

地下厂房支护措施经验回归及支护强度判据

恰当的地下厂房支护设计是保证地下工程安全施工和运行的关键工程技术问题。对国内20座跨度在19.2～32.5 m的地下厂房主厂房边墙围岩支护参数展开归纳研究,提出锚杆、预应力锚索的支护强度与围岩强度应力比、厂房跨度的经验公式。研究表明,在强度应力比 <3.0时围岩所需锚杆支护强度将显著提高,支护强度与强度应力比呈现–2次奇异性,当3.0 < < 6.0时围岩所需加固强度呈现非线性递减特征,在 > 6.0时围岩所需锚杆加固强度趋于常值;锚索的支护强度与强度应力比呈负幂指数函数关系,当 < 4.0时锚索支护强度增加显著。研究还提出了支护指数的概念和相应的计算公式,发现这20个厂房的锚杆支护指数和锚索支护指数均分布在1.0左右,因此可将支护指数达到1.0作为实际工程支护设计的参考依据,用以评价围岩支护强度是否合理。     

砂土充填大理岩节理的剪切强度经验公式

为研究砂土充填对节理抗剪强度的影响,利用GCTS（RDS?200型）岩石剪切测试系统对4种不同摩擦系数砂土充填的粉晶大理岩节理进行了直剪试验。结果表明：相同法向应力下,未充填节理的峰值剪切应力大于充填节理的峰值剪切应力,说明砂土的存在降低了节理的剪切强度;由节理面三维形貌参数最大谷深 表征节理面粗糙程度,得到了未充填节理的峰值剪切强度公式,公式预测值与试验值基本吻合;得到了用充填砂土摩擦系数表达的充填节理峰值剪切强度公式,公式预测值与试验值较为吻合。研究结论对充填节理岩体稳定性评价具有一定指导意义。     

盐溶液的渗透吸力计算方法

膨润土垫层在高放废料处置库环境中与围岩接触,力学性能会受到围岩裂隙中所含盐溶液的影响。盐溶液的渗透吸力会在膨润土上产生类似于竖向荷载作用的附加应力,量化盐溶液对膨润土力学性能的影响对评估地下处置库的安全性具有重要意义。溶液渗透吸力系数作为计算渗透吸力的关键,目前需要通过较为复杂的实验测得,对工程实际应用造成了阻碍。通过引入Debye-Hückel公式,提出含单价离子电解质、2-2型电解质及混合电解质溶液的渗透吸力系数及渗透吸力的计算方法。基于Debye-Hückel公式,分析溶剂种类和温度对渗透吸力系数的影响,结果表明:溶剂极性越大,渗透吸力系数越大;温度越高,渗透吸力系数越小。      

基于第二类椭圆积分的子午线弧长公式变换及解算

通过推导,将子午线弧长公式变换为基于第二类椭圆积分的两种形式：“形式Ⅰ”将子午线弧长公式表达为一个有理函数和第二类椭圆积分之和,建立了以大地纬度B为自变量的子午线弧长公式与第二类椭圆积分之间的关系;“形式Ⅱ”给出了以归化纬度μ为自变量、直接利用第二类椭圆积分计算子午线弧长的公式。利用此两种形式的子午线弧长公式,在Matlab中编写程序,调用第二类椭圆积分函数Elliptic E(x, k)计算子午线弧长,精度和计算效率均优于经典算法。对CGCS2000所采用的地球椭球子午线弧长的计算表明,此两种形式的子午线弧长公式建立了子午线弧长公式与第二类椭圆积分的关系,结构简洁,易于展开,一定程度上完善了子午线弧长理论,且便于手工计算及计算机程序实现。     

CCL吸附特性及孔隙率降低对污染物运移的影响

假定孔隙均匀地分布于土体的物质空间内和土骨架对污染物的吸附特性服从平衡线性,对基本体积质量关系进行分析,提出了由于土体对污染物的吸附而引起的孔隙率降低的估算公式。在考虑土体孔隙率变化的条件下,建立了污染物一维运移的控制方程,并考虑垃圾生物降解效应、压实黏土衬里（CCL）防渗层、下覆有限厚度含水层等实际情况,确定了初始条件和边界条件。对所建立的初边值问题进行了数值求解,且对某假想填埋场情况进行了变动参数与对比计算,结果表明,由于土颗粒对污染物的吸附所引起的孔隙率降低,显著地降低了污染物对压实黏土衬里的穿透能力。与常孔隙率情况相比,CCL中污染物的峰值浓度降低近10 %,含水层中污染物浓度降低更显著。当考虑土体孔隙率变化时,弥散对污染物运移具有控制作用,分布系数对污染物的运移具有重要影响。     

机械钻速与金刚石底出刃、钻进规程参数关系的试验研究

俄罗斯钻探专家提出在金刚石正常钻进条件下,破碎岩屑的数量应与孔底排出岩屑的数量相应,否则,岩屑将会充满孔底部分,形成“岩屑垫”,阻碍岩石破碎,所以设计钻头和选择钻进规程参数时,应该保证破碎岩屑体积与孔底表面、钻头胎体间的体积,即充满孔底的体积相等。在此基础上提出了机械钻速（钻头每转进尺）的计算公式。该公式给出了机械钻速与金刚石底出刃、岩屑排出程度的关系。提出了金刚石正常出刃和非正常出刃的概念,并对正常出刃金刚石钻头和非正常出刃金刚石钻头进行了实验室试验研究和野外生产试验研究,取得了肯定的结果。     

四川壤塘县石吾陇沟泥石流启动条件与堵河程度分析

阿坝州壤塘县宗科乡石吾陇沟于2014年历经20年一遇强降雨,暴发了较大规模泥石流,泥石流峰值流量35.38m^3/s,冲出约6000m^3固体物堆积于沟口,造成沟口宗科河堵塞约三分之二。本文在对石吾陇沟的发育特征进行分析和对运动特征参数进行计算的基础上,对吾陇沟在不同频率泥石流规模下的堵河特征进行研究。首先利用已有经验公式对石吾陇沟在不同频率下堵河程度进行判断,其次结合流体动力学软件CFX对石吾陇沟堵河情况进行模拟分析。经验公式和数值模拟结果均表明,20年一遇泥石流会造成主河严重堵塞,与2014年实际情况基本一致;50年一遇泥石流会造成主河堵断。此研究结果可为石吾陇沟泥石流治理提供依据。