基于三维流-固耦合模型的油井出砂细观机制研究

油井出砂机制的研究是提高油藏产能和石油开采成本减小的关键课题,而常规的宏观力学理论和方法不能全面反映油藏开采过程中油井出砂的发生和发展。鉴于砂岩储层的物理性质和射孔试验特征,从岩土力学的角度建立基于柱坐标系的三维颗粒流数值模型,与理论分析成果进行比较,以说明该细观数值模型可行性,有效地模拟出砂过程中的渗流及流-固耦合效应。在该基础上,综合考虑流体压力梯度力和拖曳力,基于PFC3D模型模拟流体不同运动时的砂岩性态。数值分析得到的模型宏观应力图形说明流体运动对砂岩力学特性的影响不可忽略,且在相同条件下,流量越大,砂岩的塑性区越大,形成砂岩破坏出砂的几率也越大。同时,不同工况的砂岩黏结分布和颗粒转动图形表明,相同条件下流量越大,颗粒间平行黏结破坏越多,颗粒转动越大,失去黏结约束的颗粒也越多,出砂量就越大,可见两种细观特征图形与宏观应力图形变化规律一致,该模型可用于油井出砂机制的研究,可为出砂量预测及出砂控制提供新的研究思路。     

水工工程对长江下游渔业的胁迫与补偿

长江下游及河口区鱼类物种丰富,特有性高,能构成渔汛的经济品种均集中在该江段,其可捕的经济鱼类品种及渔获量为全江之首,该水域鱼类区系复杂,是长江物种多样性最为丰富的区域之一,随长江干流上水工建筑的大量建造,江湖被隔绝,洄游通道被阻断,海水的入侵、生境的破碎、水文条件的改变等导致了渔业生态功能的削弱,对下游鱼类可捕量、天然鱼类资源、物种多样性、种质资源产生了严重影响,通过对下游渔业资源特征进行了描述,结合当前重大水工建筑:水电工程、调水工程、航道工程、大桥工程及沙石开采工程,介绍了长江水工工程的规模与现状,探讨了不同工程对鱼类环境业已显现的影响,以及对渔业生态和资源的破坏作用,剖析水工工程对渔业可能造成的潜在伤害,同时就工程规划的设计理念、渔业生态的补偿措施提出了建议,指出渔业部门应尽的责任和义务,提出了保护下游渔业资源和生态环境急待开展的科学研究任务.     

福建南一水库气枪震源实验激发效果最优分析与研究

气枪主动源探测实验需要获得信噪比较优的波形数据,因此实验前很有必要进行不同工况的激发实验。通过综合分析台站记录特征,寻找最优激发效果的工况条件,为后续定点激发奠定重要基础。本文在福建南一水库大容量气枪震源实验时通过单次激发分析、叠加分析、信噪比系数等方法综合研判工况激发效果,确定出最优工况,再利用台网噪声评估对得到的最优工况做进一步验证。结果表明:南一水库最优工况为:水深25m、枪阵沉放深度12 m、枪阵尺寸7 m×7 m。该最优工况激发时段未处在低噪声时刻,说明该工况的激发效果确为优越,结果较为可靠。     

基于气溶胶激光雷达观测的人工消减雾霾作业效果分析

利用气溶胶激光雷达观测的消光系数数据,对2019年12月北疆沿天山的石河子市开展人工消减雾霾作业效果进行分析,主要采用了符号检验、成对秩和检验等非参数性检验法,以及参数性t检验法等人工影响天气的物理统计检验方法,得出了基于气溶胶激光雷达消光系数为依据的人工消减雾霾作业效果。结果为:符号检验法检验得出飞机人工消减雾霾作业后20 min,400 m以下不同高度消光系数平均值减小的可信度达到非常显著的99.5%,进一步按照95%的可信度阈值得出减小值为0.05,减小率为9.8%;成对秩和检验法得出的作业正效果可信度达到97.5%,很显著;但是参数性t检验得出作业正效果的可信度只有90%~80%,未达到99.5%的阈值,显著性一般。这与作业采用了不同类型的催化剂如只用吸湿性干粉催化剂,以及播撒作业高度偏高导致作为样本的消光系数变化效果不能满足检验效率相关。进一步分析表明,飞机人工消减雾霾作业后20 min,400 m以下不同高度消光系数的减小响应效果自上而下递减,这与人工影响作业播撒的催化剂作用的物理机制自上而下逐步响应的过程相一致。     

大定源瞬变电磁法激励场及边框效应研究

通过对大定源瞬变电磁激励一次场理论解析计算,分析了不同偏移距、不同规格线框一次场的分布及衰减规律。结果表明：近中心一定偏移距、一定深度范围内一次场大于中心点处一次场,且偏移距越大一次场越强,衰减也越快;超过这个深度一次场比中心处一次场小。当偏移距大到一定程度时,一次场的衰减与近中心处的衰减不同,此时边框效应严重,对浅层信号和长宽比大的矩形框影响较大。对与目标体共深度一次场相差在5%以内的区域的研究,解决了有效勘探范围的量化确定问题。     

文丘里法在河流流量推算中的应用

流量测验常见方法有常规水文缆道流速仪法、超声波时差法、声学多普勒流速(ADCP)、雷达波流速等,上述方法各有优缺点,适用于不同场合。文丘里现象被广泛用来测量封闭管道中单相稳定流体的流量,依据伯努利定律可知流速的增大伴随流体压力的降低,即受限流动在通过缩小的过流断面时流体出现流速增大的文丘里效应,根据该效应,可通过河段文氏等效,获得估算的天然河流水体流量。经实例验证,该方法计算精度较高,达到流量测验规范要求,可作为流量估算的一种辅助手段。     

红黏土承载比的土团尺寸效应研究

高液限红黏土用于路基填筑时,因其不良的水理特性,需要掺石灰或水泥改良。但红黏土成团现象十分突出,进行灰土拌和时不易达到均匀状态,影响预期改良效果。通过对不同直径的红黏土土团及石灰改良土土团进行承载比试验,结果表明：干密度随着土团直径尺寸的增大呈现先增大后减小的特征,红黏土和石灰土的最大干密度对应的土团直径处在0.2～ 5 mm范围内;而最大承载比CBR值对应的土团直径分别处在5～10 mm和2～5 mm的范围内。石灰土和红黏土的吸水率、膨胀率均随着土团尺寸的增大,呈现先减小后增大的整体变化趋势。在2～10 mm的范围内,两种土的膨胀量最小。石灰改良只对直径小于5 mm的土团的膨胀特性起到明显的抑制作用。可见,现场施工中严格控制土团的大小对保证土体的强度和水稳定性具有十分重要的意义。     

地基微波辐射计遥感人工触发闪电的观测研究

为了深入研究雷电产生的微波热辐射特征,从2016年初夏开始利用地基微波辐射计在中国气象局雷电野外科学实验基地开展了连续4年的观测实验,根据雷电热效应的特征,制定了观测方案,并为地基微波辐射计设置了“引雷观测模式”。结果表明,地基微波辐射计具有对雷电热效应产生响应的能力。2017—2019年,辐射计一共成功捕获了30次人工触发闪电,观测效率逐年增长,平均为71.4 %;微波亮温脉冲幅度的最大值约125 K。结合其中28次触发事件的雷电流数据,分析了亮温脉冲幅度和雷电流积分量之间的相关性,并发现了最大亮温脉冲幅度与总电流作用积分之间可能存在指数关系。根据亮温观测数据估算了雷电热效应的持续时间,平均约0.5 s,其中25次触发事件的雷电流热效应持续时间与雷电流持续时间变化较为一致,相关系数约0.73。     

CSD1800A型钻机在青藏高原应用效果及对比分析

介绍了CSD1800A型全液压动力头式钻机在青藏高原矿区内的应用效果,并对该型钻机在实际应用中的优点进行了分析;通过与国内外其它钻机的应用效果进行对比,认为CSD1800A型钻机是一款经济实用的中深孔钻机。     

水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则

以矿山分层充填为背景,针对水平分层充填体,提出了初始分层损伤、荷载损伤与总损伤的概念;利用损伤力学理论,考虑分层效应,建立了充填体损伤演化及本构模型;基于全微分方法构建了考虑分层效应的充填体强度准则。开展了不同分层充填体力学特性试验。研究结果表明：所建立的分层充填体损伤本构模型及强度准则理论曲线与试验曲线高度吻合,验证了模型的正确性;初始分层损伤随分层数增多,呈现 的二次多项式递增,分层效应与荷载耦合作用劣化了充填体总损伤;充填体总损伤率呈先增大后减小趋势。在峰值之前,分层数越多,则总损伤率越大;而峰值之后,分层数越多,则总损伤率越小,且总损伤率最大值随分层数增多而增大。