高坝泄流雾化环境污染原体观测研究

高水头大流量的泄水建筑物泄流时产生严重泄流雾化对工程和环境造成污染,是必须考虑的重要问题。介绍了泄流雾化观测的新技术及其原理,包括:用立体摄影测量方法观测雾化流运动扩散的形态范围;用放射性同位素测量典型区域内泄流雾化浓度,并配合以雨量简测量典型范围内泄流雾化降雨强度等。并以漫湾水电站原体观测为实例,介绍了实施方法和效果。     

天然闪锌矿原位高温X射线衍射研究

对天然闪锌矿进行了原位高温X射线衍射实验研究,结果表明：闪锌矿受热膨胀,27～675℃温度范围内其膨胀系数为25.61×10-6℃-1;随着温度的升高,在543℃时产生中间物相Zn3O（SO4）2,并分解产生红锌矿ZnO;在797℃时中间物相完全消失,同时出现尖晶石结构的ZnFe2O4;加热至1160℃时的产物为ZnO和ZnFe2O4。实验表明,天然闪锌矿的热改性可产生一定比例的红锌矿（ZnO）,其与闪锌矿一起形成二元复合半导体。在光的激发下,该半导体体系产生的光生载流子由一种半导体注入另一种半导体,降低了光生电子-空穴对的复合几率,提高其光催化活性。本文的研究可为热改性提高天然闪锌矿光催化活性提供理论依据。     

东秦岭秋树湾-雁来岭两种不同类型的花岗岩及其构造意义

秋树湾铜钼矿的成矿母岩—秋树湾花岗斑岩具有高硅、高铝、高Ba、高Sr、富碱、富钾、低镁、贫钙、低稀土总量、铕异常不明显、富集大离子亲石、低Nb和Ti等特点,与苏格兰北部高Ba-Sr花岗岩类似。雁来岭花岗岩较秋树湾花岗岩具全碱指数、铝质指数、ΣREE更高,δEu异常更明显,大离子亲石元素的富集程度差等特点,与低Ba-Sr花岗岩类似。秋树湾高Ba-Sr花岗岩的产出说明该区在晚侏罗—早白垩世发生过壳幔混合作用,代表当时本区可能处于碰撞造山后的局部伸展作用的大地构造环境中。     

鄂尔多斯盆地华庆地区延长组长8高阻水层成因分析与识别

华庆油田长8油藏中普遍发育高阻水层,同一储层砂体中水层与油层电性差异甚微,水层计算的含油饱和度明显偏高,导致传统测井解释与压裂试油吻合率较低。综合应用测录井、试油试采、分析化验等资料,分析高阻水层形成原因及控制因素,运用电阻率形态差异法建立流体识别标准。研究表明,华庆油田长8油藏储层亲油,绿泥石膜发育,普遍含沥青质充填孔隙,在自吸和颗粒表面的吸附作用下,形成绿泥石膜-有机质复合体,致使储层测井响应为高阻,而非润湿的水相占据相对畅通的较大孔喉,容易流动,在油气富集程度较低时,试油大量出水;采用电阻率曲线形态法分"凸型"、"凹型"分别建立测井识别图版及流体识别标准,凸型油层：Δt ≥ 216 μs/m,Rt ≥ 36 Ωm;凹形油层：Δt ≥ 221 μs/m,Rt ≥ 60 Ωm。相对常规图版交汇法,总体使测井解释与试油试采吻合率提高15%以上,对识别高阻水层应用效果显著。     

开挖前降水引发基坑变形机制模型试验研究

现有基坑相关研究主要关注土方开挖过程引起的变形,认为围护结构变形起点是土方第1次开挖。然而,一些工程实测表明,基坑开挖前降水阶段即可引起围护结构及周边地层发生厘米级的变形。显然,未考虑开挖前变形的基坑监测数据将低估基坑施工的环境效应。为了研究基坑开挖前降水引发基坑变形的机制,开展了室内模型试验,对基坑开挖前降水过程进行了缩尺精细化模拟。通过微型降水井的设置与调控,模型试验真实再现了实际基坑降水过程中井流效应对围护结构受力变形的影响。试验过程中发现,随着降水的进行,坑外降水漏斗不断扩展,围护结构悬臂式侧移及坑外拱肩式地面沉降也随之产生。另外,降水导致墙前水压力明显减小,并诱发墙前侧向总压力重分布（以减小为主）,围护结构为此发生指向坑内的悬臂式运动以寻求新的受力平衡,并通过墙后土体损失诱发坑外地层变形。     

高速铁路无砟轨道地基泥岩膨胀性分类分级研究

红层泥岩是一种典型侏罗系沉积岩,其含有微量黏土矿物,易遇水软化、失水崩解,具有一定膨胀性,是引起兰新高速铁路路基持续上拱变形的一个重要因素,故重新判定该种土体膨胀性对高速铁路无砟轨道设计和施工具有重要意义。为此,选取等效蒙脱石含量、阳离子交换量、自由膨胀率和液限为泥岩膨胀性判别指标,通过兰新高速铁路上拱地段大量钻孔实测资料,提出了泥岩膨胀等级分级标准,采用改进层次分析法、基尼系数法和直觉模糊理论确定了判别指标组合权重,基于逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了泥岩膨胀性直觉模糊综合评价模型。结果表明:直觉模糊综合评价模型将泥岩膨胀性进行了定量化,克服了同一试样不同指标属于不同等级判别缺陷;室内膨胀量试验验证了膨胀等级分级标准和直觉模糊综合评价模型对兰新高铁地基泥岩适用性和准确性。研究成果对地基红层泥岩高速铁路路基长期持续上拱变形风险评估和工程控制措施提供技术支撑。     

高烈度区双洞隧道洞口段地震响应分析与振动台模型试验

强震作用下,隧道地下结构损伤严重,其中洞口段更是抗震的薄弱环节,但其影响规律和特点目前尚缺乏系统的计算分析和研究。以强震区扯羊隧道为例,首先采用FLAC^3D对双洞隧道洞口段地震响应进行分析,再用模型试验的方法进行洞口段模型试验,测量其地震响应应变规律,观测其震害发展情况,并与数值分析结果相互验证。结果表明:地震作用下,隧道仰拱横向位移较大;随着隧道埋深增加,内力逐步增加,其中墙角部位内力较大;洞口处隧道围岩在强震作用下会产生贯通性裂缝,影响隧道洞口稳定;地震作用下的明洞与暗洞交接处内力较大;地震作用下的双洞隧道之间存在较强的动力相互作用。     

黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。     

准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡三叠系百口泉组扇三角洲优质储集层预测

针对准噶尔盆地玛湖凹陷西斜坡风南地区三叠系百口泉组扇三角洲砂岩物性空间变化大、优质储集层(孔隙度大于7.4%,渗透率大于0.05×10^-3μm²)预测难的问题,在沉积岩石学、地震沉积学以及地震反演和解释理论指导下,综合利用测井、岩心和三维地震等资料开展了高精度层序地层划分、沉积微相描述和优质储集层地震反演研究。建立了风南井区四级层序地层格架,明确了扇三角洲多期水进水退的充填过程,指出SSQ3和SSQ5是优质储集层的发育层系;识别出扇三角洲平原分流河道、河道间和扇三角洲前缘水下分流水道、河口坝、席状砂等沉积微相,指出扇三角洲平原是优质储集层发育相带;通过应用高分辨层序地层纵向边界和沉积相横向边界约束,进行分层相控叠后地震波阻抗反演,提升储集层预测精度,在SSQ3和SSQ5预测5个优质储集层发育区,提出3口井的井位建议,钻探均获工业油流。     

高盐度湖泊艾比湖风生流三维数值模拟

根据高盐度湖泊水动力特征,以西北咸水湖泊艾比湖为例,建立三维水动力数学模型。选取典型风场,分析风力作用下的高盐度湖泊风生流形成过程以及风生流水动力参数的三维空间分布特征。结果表明,艾比湖风生流形成在时间上可分为湖水流向和风向一致阶段、湖水运动方向逐渐偏离风向的过渡阶段及环流形成的稳定阶段等3个阶段。当流场达到稳定状态时,表层水体除中部存在若干小尺度环流外,大部分水域流向与风向基本一致;而湖泊中心区域底层水体流向与表层水体的流向大致相反,表现为很明显的补偿流。总体上,水平方向的流速自表层向下呈现递减的变化趋势,岸边流速大于中心流速,表现出与淡水湖泊基本相似的水动力空间分布特征。水体盐度增加对湖泊环流结构无影响。