泥石流排导结构耦合磨损随机过程建模及分析

泥石流排导结构对于减轻泥石流对周围建筑物的损毁起到了显著作用,但目前大多数排导结构难以抵御泥石流的强烈侵蚀磨损和周围环境恶劣时伴随产生的腐蚀磨损。首先,通过分析泥石流排导结构侵蚀和腐蚀磨损机理,应用相关磨损量计算公式,提出了考虑侵蚀和腐蚀的泥石流排导结构耦合磨损计算公式。然后,以此为基础,针对磨损过程的动态性和随机性,建立了泥石流排导结构耦合磨损随机过程模型,推导了任意时刻磨损量的分布函数,实现了评估泥石流排导结构的动态可靠性和概率失效时间。最后,通过具体算例分析验证了模型的实用性,可为今后泥石流排导结构的磨损定量评估提供理论参考。     

基于Drucker-Prager准则的扩孔器单齿正交切削岩土三维力学模型

扩孔器是定向穿越扩孔钻进阶段进行岩土切削的主要工具,合理的结构设计是提高扩孔时效、降低工程复杂问题出现几率的主要手段,且由于扩孔阶段是决定定向穿越工程工期的最主要阶段,因此,对扩孔器切削齿的切削效率进行深入研究是非常必要的。从单齿正交切削岩土的机制入手,综合考虑岩土与切削齿面之间的接触摩擦及岩土剪切区的剪切作用,分析了单齿正交切削岩土的力学特征,基于能够考虑中间主应力对岩土破坏影响的Drucker-Prager强度准则,推导了单齿正交切削岩土的主切削力与主切削力矩计算公式;在利用有限元计算程序对所推导公式进行验证的基础上,优选了剪切角计算模型,获得了不同岩土材料时的主切削力解析解,并分析了不同齿前角对主切削力的影响规律,从而获得单齿正交切削岩土的最优齿前角,为进一步研究扩孔器整体结构设计并针对不同岩土介质设计出适应性更强的扩孔器结构奠定基础。     

砂砾岩水力压裂裂缝扩展规律的数值模拟分析

砂砾岩储层一般具有岩性和渗透性变化大、孔隙度低、连通性差、孔隙结构复杂和非均匀性严重等特点,因此,在水力压裂过程中,裂缝扩展形态难以控制,大规模改造难度大。针对国内某典型砂砾岩油藏特征,采用数值计算方法对砂砾岩压裂裂缝的扩展规律进行了研究,包括地应力场、砾石含量和粒径等对裂缝扩展形态及压裂压力的影响。研究表明,砾石的存在增加了压裂裂纹扩展的复杂性,裂纹主要有止裂、偏转、穿透和吸附4种表现模式,但主应力差严格控制着裂纹的走向,随着主应力差的增大,裂纹由总体绕砾扩展转变为总体穿砾扩展,失稳压力随着主应力差的增大而明显减小;砾石含量的多少体现了砂砾岩试样宏观的非均匀性,含量越高均匀性越差,随着砾石含量的提高,裂纹与砾石的相互作用占据主导地位,失稳压力随砾石含量的增加而增大;当砾石体积含量一定时,砾石粒径对压裂压力的影响主要取决于砾石排列的随机性,失稳压力随砾石粒径的增大而略有增大。     

Enrichment of seismic ground motion databases using Karhunen–Loève expansion

Best estimate seismic analysis are generally based on time‐domain simulations of structural responses. The seismic load is then modeled by a stochastic process representing ground motion. For this purpose, the analyst can use recorded accelerograms or work with synthetically generated ones. The number of ground motion time‐histories available for a given scenario and site condition is limited and generally not sufficient for carrying out more advanced probabilistic structural response analysis. It is then necessary to have at our disposal methods that allow for generating synthetic accelerograms that realistically characterize earthquake ground motions. However, most of the methods proposed in literature for generating synthetic accelerograms do not accurately reproduce the natural variability of ground motion parameters (such as PGA, cumulative absolute velocity, and Arias intensity) observed for recorded time histories. In this paper, we introduce a new method for generating synthetic ground motion, based on Karhunen‐Loève decomposition and a non‐Gaussian stochastic model. The proposed method enables the structural analyst to simulate ground motion time histories featuring the properties mentioned above. To demonstrate its capability, we study the influence of the simulation method on different ground motion parameters and on soil response spectra. We finally compute fragility curves to illustrate the practical application of the proposed method. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

玉树M_S7.1地震时空破裂过程及与地表破裂带的对应关系

根据IRIS全球地震台网15个台的长周期地震仪记录的P波资料,用远场体波地震图反演震源破裂过程的方式,研究了2010年4月14日玉树MS7.1地震震源破裂,并与震后调查地表破裂带做了对比。结果表明:玉树地震在总体上是一次单侧破裂事件,破裂从初始破裂点(即震源位置)开始向东南方向展开,破裂离震源20km处开始贯穿至地表,沿走向方向延伸了约50km,最大滑移量达2m。这些结果与震后考察得到的地表破裂带的特征十分吻合。     

琼东南盆地崖南区少井岩性建模技术研究

崖南区是琼东南盆地已证实的富生烃区,几口已钻井都已证实主要目的层段为高压地层,利用常规的压力预测方法预测新钻井的压力会出现较大的误差.若是从区域应力角度入手预测新钻井的压力误差会减小,其预测基础为岩性模型.对于已开发的油气田,利通常规的岩性建模方法可以建立较好的岩性模型;但是对于崖南区而言,由于地震资料品质不是很好,同时本区钻井较少,很难通过常规的建模方法建立岩性模型,所以本区研究重点是如何利用少井建立岩性模型.通过研究认为若完成崖南区的岩性建模必须改进建模流程,改进的岩性建模流程克服了常规岩性建模在崖南区存在的问题,主要有三方面的优点:1)不采用相模型约束岩性建模,解决了由于研究区相模型划相较粗很难约束岩性模型建立的问题;2)属性模型控制岩性模型的横向变化趋势,解决了几种常规属性与岩性间没有较好关系的问题;3)利用泥质含量结合岩性资料建立岩性体,得到的岩性模型比较接近实际情况.C井钻前完成岩性模型建立,利用C井井点位置提取岩性数据与本井钻后录井岩性数据对比,发现预测岩性与录井岩性的吻合程度很高,证明改进的岩性建模思路在崖南少井区可用.     

赤道印度洋中部断面东西水交换的季节变化及其区域差异

采用海洋再分析资料和实测资料研究了热带印度洋中部东西水交换特征。结果表明存在两个相互独立的过程,即北印度洋过程(4°~6°N)和赤道过程(2°S-2°N)。北印度洋过程受季风影响显著,11月至翌年3月冬季风期间表现出很强的低盐水向西输送,5-9月夏季风期间则为高盐水向东输送;由于冬季风期间的输送较强,年平均表现为低盐水向西输送。赤道过程分为表层过程和次表层过程。表层赤道过程受局地风场驱动,有明显的半年周期;4-5月和10-11月的东向流将赤道西印度洋的高盐水向东输送,其余月份相反;向东的输送较强,年平均表现为净高盐水向东输送。在次表层赤道过程没有明显的季节变化,海流全年一致向东,将海盆西部的高盐水向东输送。     

贵州大竹园大型铝土矿稀土元素地球化学特征及其意义

贵州大竹园大型铝土矿是中国近年来取得重要找矿进展的大型铝土矿之一。以采自大竹园矿区栗园向斜不同部位铝土矿、铝土岩和黏土岩的样品为研究对象,分析了这些样品的稀土元素含量(质量分数)特征及空间分布特征,研究了稀土元素含量与铝土矿质量及成矿过程的关系,最后就稀土元素对于成因和环境的指示意义进行了讨论。结果表明:铝土矿、铝土岩和黏土岩稀土元素总含量(不包括Y)分别为107.07×10-6、185.00×10-6和246.28×10-6,依次增高,说明铝土矿的成矿过程是一个稀土元素贫化的过程,也是Eu异常和Ce异常趋于增大的过程,即相对于黏土岩来说,铝土矿具有高Eu异常、Ce异常的特征;相对于重稀土元素来说,无论是栗园向斜西翼还是东翼,铝土矿轻稀土元素相对富集,且轻稀土元素含量以及La与Yb含量之比均随深度变浅而增加;单纯利用稀土元素图解不能有效反映成矿物质的来源,但可以大体反映含矿岩系形成于海相或海陆过渡相环境;大竹园大型铝土矿与黔北其他铝土矿一样,总体上属于沉积型,可能与古喀斯特化过程、古风化过程有关。     

Test method and experimental research on resistance of oil shale under high temperature

Heating the oil shale by current underground to accomplish in-situ transformation process, is a viable direction. The electrical properties of oil shale under different temperatures, especially the resistance, become important. Charging oil shale underground to heat oil shale till kerogen’s decomposition temperature, then crude oil and other gases can be generated. The resistance of the oil shale samples was measured by Direct Current (DC) quadripole method to find out the variation rules of resistance value. In the experiments, oil shale presented its semiconductor property. When heated till 350℃-450℃, its resistance changed greatly, optional for heating and cracking. The porosity, oil content, media and composition affected the resistance largely.