A simple approach for determining particle size enlargement mechanisms in nickel reduction

This paper examines the active mechanisms responsible for the size enlargement of nickel metal particles during reduction by hydrogen gas. The population balance, related to particle size distribution, is discretized and solved with the method of moments to model the experimental data. This data was generated in a solution of intermittently constant supersaturation during the batch reduction in an 11,000 l of autoclave. PSD and mass distributions were determined by periodically removing suspension samples. In the proposed model, only the growth mechanism is taken into account and aggregation is ignored. Comparison of simulated and experimental PSD and mass distributions show that growth was not the only active mechanisms. Results from the plant indicate that there is an increase in particle size as the cycle progresses. The model generally underpredicts the growth shift in the PSDs' for the early and the larger densifications although it correctly predicts the growth shift in the middle densifications. Constant growth is therefore not the exclusive controlling mechanism. The findings have been confirmed by the trend of the zeroth moment as a function of time.     

非均匀弹性介质地震波场伪谱法正演模拟

基于一阶速度—应力弹性波波动方程,利用傅里叶变换将空间导数变换到频率域求解,对介质波场进行正演模拟。本文结合实际勘探中可能存在的地质问题,设计了多种地质模型,包括背斜模型、向斜模型、透镜体模型和断层--侵入体模型等,进行了伪谱法地震波场正演模拟、合成地震记录的实现,并分析了其波场动力学变化特征。结果表明,应用伪谱法对复杂模型的模拟有较高的精度和可靠性,可直接用于辅助地震野外工作设计、反演解释和资料解释等工作。     

基于抛物线方程的坐标拉伸τ-p变换的P-P、P-SV波分离

分离P-P波和P-SV波最常用的是τ-p变换法, 但是在τ-p域中, P-P波和P-SV波常有重叠部分, 不能很好分离。地震勘探中, 当炮检距小于界面深度时, P-P波和P-SV波的时距曲线方程都可近似为抛物线方程。针对这种情况, 提出了一种基于抛物线方程的坐标拉伸τ-p变换的P-P、P-SV 波分离方法, 该方法首先对地震记录沿空间方向上进行坐标拉伸, 再进行τ-p正变换, 在τ-p域中分离P-P波和P-SV波, 其次对P-P波和P-SV波分别进行τ-p反变换, 实现P-P波和P-SV波的分离。与常规τ-p变换法对比分析表明, 利用该方法能很好地将合成地震记录中的P-P波和P-SV波分离。     

数字地貌形态分类优化方法

地貌形态特征分类对生态环境、水文研究及地质构造分析等地学研究具有重要意义,已成为现代地貌学的一个研究热点。利用高分辨率DEM数据,以平均坡度、截面曲率、最大曲率和最小曲率等地貌形态因子为参数,构建地貌形态分类模型;基于自组织映射神经网络提出数字地貌形态分类数学优化方法,对长春地区进行地貌分类。该方法实现自动聚类分析,获得了10种地貌类型阈值,达到地貌形态特征分类要求。这种方法突破了形态参数分类方法6种地貌类型的限制,分类种类达到10种;通过SOM聚类分析,自动获取阈值,从而减少了人为主观因素的干扰。地貌形态分类取得较好效果。     

用空气造穴完井数据探讨煤储层压力

煤层气空气动力造穴完井技术在中国正处于探索和试验阶段,洞穴完井工艺可以获得丰富的煤储层数据。通过空气动力造穴完井观测数据,结合实际地质情况,将注气压力时间曲线分为两个阶段：注气压力小于储层压力时满足气体状态方程,注气压力大于储层压力时满足气体渗流方程,说明在注气初期井内压力与注气时间近似为直线关系,利用两直线的交点确定储层压力在理论上是合理的,并结合静态条件估算了储层压力。通过与注入压降试验结果对比,证明了计算结果的可信性。这一方法为综合评价储层条件和制定更合理的采排制度提供了有益的参考。     

线性卸荷作用下软土超孔隙水压力变化规律分析

目前对软土在卸荷下的固结变形研究主要集中在瞬时卸荷。为明确线性卸荷作用下软土固结变形的规律,通过太沙基一维固结理论与有效应力原理的方法,研究了软土地基在任意卸荷速率下一维固结方程的通解,并求解了线性卸荷下固结方程的解析解。结果表明,线性卸荷作用下软土地基产生的负超孔压可以分成增长期、快速消散期和缓慢消散期3个阶段;卸荷速率影响负超孔压的增长路径和消散速率而卸荷量影响最大负孔压值,最大负超孔压值与卸荷量近似成线性增长关系;最后结合工程实例进行对比分析,发现卸荷导致的负超孔压值和其消散速率都在卸荷结束的时刻最大,同时理论计算结果及变化规律与实测有较好的吻合性。     

共偏移距可分表示法叠前深度偏移

基于双平方根方程的共偏移距可分表示法叠前深度偏移用于复杂介质成像, 该方法在中点-偏移距坐标中同时向下延拓炮点和检波点波场, 实现方式采用正反傅立叶变换.构造的双平方根方程波场延拓算子能够使波数域变量与空间(速度) 域变量分离, 波数域内进行相移计算, 在空间域对因介质横向变速引起的时移作修正.地震数据偏移不需要逐炮计算, 具有较高的效率.对Marmousi模型数据的偏移成像结果显示, 该方法较好地成像强横向变速介质中的复杂构造.      

Recent Advance and Prospects in the Structure and Thermal Elastic Properties of Lower Mantle Minerals

Lower mantle, ranging from 660 km to 2 890 km depth, occupies 49.2% of the Earth by mass and is at extremely high pressure and temperature conditions. Experimental studies on the physical properties of the lower mantle minerals, particular the structure, density, and sound velocity, etc., are important to understand the structure, composition, and dynamic behavior of the region. Here we summarize the recent experimental results on the structure and thermal equation of states of the lower mantle minerals, including bridgmanite, ferropericlase, CaSiO₃-perovskite, and silicate post-perovskite, and discuss the effect of pressure, temperature, composition, and Fe-spin transition on the density and bulk sound velocity of those minerals. This review aims to provide new insights into the lower-mantle structure and chemistry and help to understand the observed velocity anomalies in the lower mantle.     

TTI介质弹性波频率-空间域有限差分数值模拟

由周期性薄互层引起的VTI介质是研究比较广泛的一类各向异性介质。当VTI介质对称轴偏离垂向,本构坐标系与观测坐标系不重合时,会形成观测坐标系下的TTI介质。引入25点优化差分算子,推导出二维TTI介质频率域弹性波动方程;为压制边界反射,采用完全匹配层法吸收边界条件,并计算出优化差分系数;最后采用集中力源,模拟了弹性波在TTI介质中的传播过程。从波场快照和地面共炮记录可以看出,笔者采用的数值模拟算法能有效压制数值频散。TTI介质中的波场传播比较复杂,纵波传播相对稳定,横波波前的三分叉现象比较明显,并存在振幅奇异性。当VTI介质的对称轴偏转后,还会增加地面地震记录的复杂性。     

深层岩体松动爆破中不耦合装药效应的探讨

基于冲击波在交界面两侧压力和速度必须各自相等的连续性条件,求解爆轰产物中适用的反射波方程和介质中适用的冲击波方程,得到药包周围介质中冲击波的初始参数.通过波的传播机理,把集中药包应力波随距离的衰减公式扩展到延长药包,并计算耦合与不耦合装药爆破时距爆心相同距离处岩石中冲击波的参数.由计算结果可知:(1)耦合装药爆破时形成的冲击波压力超过岩石抗压强度极限几十倍以上,药包周围岩石形成粉碎区;(2)与耦合装药爆破相比,不耦合装药爆破可以降低孔壁处岩石中冲击波初始压力,但可以增加孔壁后岩石中的冲击波压力.合理的不耦合系数,可使岩石不形成粉碎区,大幅度减少能量耗散;(3)水一般认为是非线性弹性介质,因此水介质成为炸药爆轰产物与岩石间的弹性缓冲层,增加了能量传递,延长了冲击波作用时间,加大了爆炸的作用范围.