破碎带地层钻探化学凝胶护壁堵漏技术的研究与应用

针对目前大洋钻探钻遇破碎带硬岩地层复杂情况,在总结国内外破碎带地层钻探施工中的主要技术难点与对策的基础上,结合现场施工中的实际情况,分析施工中经常遇到的破碎带地层特点,提出了应用化学凝胶技术解决破碎带地层井下复杂问题的新思路。提出了适用于不同地层温度的化学凝胶体系基本配方,通过正交试验设计,优选出了最佳体系配方,形成一套完善的适合深海钻探用高温树脂凝胶护壁作业规程。     

荒漠蓝藻规模化培养试验

以人工生物土壤结皮治理沙化土地技术是近年来新兴的绿色环保固沙技术,是目前沙区生态恢复研究的热点。然而,用于人工生物土壤结皮培养的荒漠蓝藻等生物体的产量是限制该技术大规模应用的瓶颈。为阐明荒漠蓝藻规模化培养的生长特征及其限制因子,以分离于腾格里沙漠蓝藻结皮中的优势荒漠蓝藻——鱼腥藻（Anabaena cylindrica）、具鞘微鞘藻（Microcoleus vaginatus）、念珠藻（Nostoc carneum）、席藻（Phormidium sp. NIES-2121）、伪枝藻（Scytonema sp. NIES-4073）、爪哇伪枝藻（Scytonema javanicum）和单歧藻（Tolypothrix tenuis）为研究对象,测定了不同扰动时长下荒漠蓝藻的生长特征和产量,分析了荒漠蓝藻的生长与扰动时长、温度、光照强度、光合有效辐射、pH和电导率对荒漠蓝藻的影响。结果显示：荒漠蓝藻接种后干重先迅速增加后逐渐趋于稳定,而6 h和12 h扰动下干重在培养后期高于3 h扰动;荒漠蓝藻在3、6、12 h扰动下的总质量分别为每培养池（15 m³）0.858、0.940、0.841 kg;在3 h和12 h扰动下荒漠蓝藻干重与日均温度呈显著二项式相关,与日均光照强度和日均光合有效辐射呈显著负相关;荒漠蓝藻总质量与有效积温显著正相关。6 h扰动时长下荒漠蓝藻的总质量最高,且6 h扰动下荒漠蓝藻长势好于3 h,较12 h扰动耗能小。在荒漠蓝藻规模化培养时应将扰动时长设置为6 h,且确保生长期内的有效积温应不低于145 ℃。     

隧道围岩爆破损伤防护的霍普金森压杆试验

为减小爆破对隧道围岩的损伤,在传统光面爆破装药结构基础上,设计一种在炮孔一侧安放PVC-U材料来保护隧道围岩的装药结构,并分析了该方法的作用机制。为分析和验证PVC-U管对隧道围岩损伤的防护效果,利用Φ100 mm的霍普金森试验装置进行隧道围岩损伤防护试验,从试件宏观破坏、应力波衰减和能量变化3方面进行了分析。结果表明：防护材料改变了岩石的受力状态,当防护材料厚度从0增加到6.24 mm时,无防护材料的试件的破坏程度比有防护材料的试件严重,且随着防护材料厚度的增加破坏程度不断减小;试件的应力峰值呈不断降低趋势;应力峰值的降低率不断增加;耗散能与入射能比值从61.08%下降到39.97%。可见,防护材料对岩石冲击损伤具有一定防护作用。该方法在某巷道掘进中得到应用,并取得了良好效果。     

单一贴壁四面体框架绕流场三维数值模拟

四面体透水框架群作为一种新型的防冲促淤措施已经在各种河流工程中得到推广应用,由于其特殊的几何形状,仅依靠常见的量测手段确定其绕流场结构存在较大困难,使得对该类方法防护机理的理解受到限制。在CFD通用程序Fluent平台上建立三维水动力数值模型,对单一贴壁四面体透水框架的清水流场进行模拟,并与超声测速仪(ADV)实测结果进行对比验证。研究表明该数值模型有效地补充了三维复杂流场的物理实验结果,有助于理解四面体框架的防护机理。改变水力参数,计算得到阻力系数C_D相对于雷诺数Re的变化曲线,当Re>105时,单一贴壁四面体框架的阻力系数C_D为一常数值,大小为1.557。     

中国自然文化遗产的价值体系及保护利用

对自然文化遗产价值的正确认识是处理遗产地保护和利用关系的基础,也是解决遗产地“城市化、商业化、人工化”的前提。本文在梳理国内外对自然文化遗产价值的诸多认识的基础上,依据系统论观点,提出了中国自然文化遗产价值是由“本底价值、直接应用价值和间接衍生价值”构成的“价值体系”。该体系具有明显的层次性,其中本底价值是所有价值存在的基础,这决定了遗产资源必须在保护的前提下才能合理利用;该体系也有空间性,三种价值主要分别存在于遗产地范围以内、遗产地及相邻区域、遗产地范围以外的更大的区域。于是,对自然文化遗产的保护和利用要坚持三个基本原则：严格保护本底价值,确保遗产的真实性和完整性不受损害;适度利用直接应用价值,做到功能综合利用、产品综合开发、产业综合发展;大力发展间接衍生价值,充分发挥其空间结构关联效应和产业发展乘数效应,从而达到带动遗产地所在区域社会、经济发展的目的。     

三叠纪末期全球生物大灭绝事件研究综述

三叠纪末期生物大灭绝是全球地质历史时期5大生物灭绝事件之一,它致使海洋生态系统中约53%的属和80%的种灭绝。显著灭绝的生物包括菊石亚纲、牙形类、放射虫目和陆地四足动物,发生部分灭绝的生物包括腕足动物门、介形亚纲、双壳纲和珊瑚纲等。中大西洋火成岩省(CAMP)的爆发与三叠纪末期生物大灭绝在时间上具有较高的一致性,其火山的高强度和大面积喷发被认为是导致此次灭绝事件发生的主要原因。CAMP爆发释放出大量的CO₂、SO₂和CH₄等气体,一方面温室效应促使海平面升高,物种栖息地面积减少、海洋酸化和海洋缺氧等事件直接威胁着海洋和陆地生物的生存环境;另一方面温室效应亦会引发全球性森林火灾,造成陆地植物减少,大量植物碳屑注入海洋使其发生富营养化,又因伴随海洋酸化作用(碳酸化和硫酸化),海洋古生产率发生崩溃。不同地质时期生物大灭绝的发生往往伴随着剧烈的环境变化,在三叠纪末生物大灭绝期,这些变化多表现为古大气成分和古气温动荡、古火灾频繁、海洋酸化、海平面升高和海水缺氧等,它们之间的综合作用最终导致三叠纪末期全球生态系统失稳。在全球多个三叠...     

超细SiO2改性壳聚糖膜的制备、表征及蛋白质分离性能研究

本研究通过先共混沉淀后溶解去除超细SiO₂颗粒(5～10μm)制备改性壳聚糖膜,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察显示,改性后的壳聚糖膜由微尺度多孔结构和光滑表面结构的非对称结构组成,并且改性前后壳聚糖膜的机械性能没有明显改变。死端过滤实验测试膜通量的结果显示,由于微观凹凸膜结构可增大膜的有效扩散面积,因此改性后壳聚糖膜的水渗透性比未改性壳聚糖膜提高了1.5倍。采用自由扩散法测试溶菌酶(14 kDa)、胰蛋白酶(20 kDa)、胃蛋白酶(34 kDa)、鸡卵清蛋白(43 kDa)和牛血清白蛋白(65 kDa)在壳聚糖膜内的有效扩散系数(effective diffusion coefficients,D_eff),实验结果表明,虽然蛋白质分子量的变化仅为4.6倍,但是改性壳聚糖膜中蛋白质的D_eff变化达330倍,说明壳聚糖膜具有一定的蛋白质选择过滤性能。另一方面,鸡卵清蛋白和牛血清白蛋白的D_eff出现了较为明显的变化,由此推测改性壳聚糖膜传质通...     

生态地质调查工程进展与主要成果

为全面支撑山水林田湖草整体保护、系统修复和综合治理,中国地质调查局部署了"生态地质调查工程".该工程自2019年以来,以地球系统科学理论为指导,重点开展了我国北方林草湿分布区1:50万生态地质调查以及黄河源区、大凉山区等重点生态功能区1:5万生态地质调查,采用"空-天-地"一体化调查技术,获取了不同尺度森林、草原、湿地...     

Hybrid seismic protection of cable‐stayed bridges

This paper proposes a hybrid control strategy combining passive and semi‐active control systems for seismic protection of cable‐stayed bridges. The efficacy of this control strategy is verified by examining the ASCE first‐generation benchmark problem for a seismically excited cable‐stayed bridge, which employs a three‐dimensional linearized evaluation bridge model as a testbed structure. Herein, conventional lead–rubber bearings are introduced as base isolation devices, and semi‐active dampers (e.g., variable orifice damper, controllable fluid damper, etc.) are considered as supplemental damping devices. For the semi‐active dampers, a clipped‐optimal control algorithm, shown to perform well in previous studies involving controllable dampers, is considered. Because the semi‐active damper is a controllable energy‐dissipation device that cannot add mechanical energy to the structural system, the proposed hybrid control strategy is fail‐safe in that the bounded‐input, bounded‐output stability of the controlled structure is guaranteed. Numerical simulation results show that the performance of the proposed hybrid control strategy is quite effective in protecting seismically excited cable‐stayed bridges. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

Experimental biological effects assessment associated with on-shore brine discharge from the creation of gas storage caverns

Most of the studies on biological and ecological effects associated with brine discharge into the marine environment are related to the operation of desalination plants, for the production of freshwater. In this study we analysed the biological effects of a brine effluent from a completely different source, produced from the lixiviation of rock salt caves, for the creation of natural gas storage caverns. Lethal and sub-lethal endpoints following exposure to the brine were studied in a range of macrofauna species characteristic of the soft and hard bottom habitats in the vicinity of the discharge area, namely the isopod Eurydice pulchra, the annelids Sabellaria alveolata and Ophelia radiata, the sea-urchin Paracentrotus lividus and the bivalve Mytilus galloprovincialis. In a first series of experiments, brine, with salinity above 300, was diluted in distilled water to a salinity value close to that of the seawater in the discharge area (salinity 36) and, surprisingly, none of the exposed species was able to survive or develop into viable larvae. A second series of experiments exposed the species to brine diluted with seawater, simulating more realistic discharge circumstances. All the tested species at all the measured endpoints (adult survival, larval abnormal development, sperm fertilization success) showed negative biological effects in brine solutes always at a lower salinity than that of a salinity control obtained with concentrated seawater. The sub-lethal experiments with larval development of P. lividus, S. alveolata and M. galloprovincialis, and the fertilization success of P. lividus gave EC₅₀ values for the brine solute with salinity in the range of 40.9–43.5, whereas the EC₅₀ values for the concentrated seawater were in the range of salinity 44.2–49.0. It is hypothesised that differences in the ionic composition of the brine cause the inability of the species to tolerate the exposure to brine.