采动煤岩渗透率演化模型及数值模拟

为描述采动煤岩渗透率演化过程,引入强度退化指数,基于Hoek-Brown强度准则,建立了考虑围压影响的煤岩应变软化力学本构模型。给出了体积应变和渗透率的关系方程,结合应变软化模型建立了采动煤岩渗透率演化模型,并在FLAC下予以实现。通过数值模拟研究了不同围压下圆柱岩样的峰后应变软化力学行为和某煤矿工作面开采过程中煤岩的渗透率演化过程,结果表明：（1）该模型能较好地反映围压对煤岩峰后应变软化行为的影响;（2）随着工作面推进,越来越多的煤岩单元破坏,渗透率也不断增长,逐渐成为瓦斯等流体运移的主要通道。（3）模型能再现采动煤岩渗透率演化的动态过程,从而为煤与瓦斯共采、煤层瓦斯抽放和瓦斯灾害防治提供指导。     

边坡变形及失稳的变权重组合预测模型

边坡变形和失稳受本身地质条件和外部环境等多方面因素的影响,由于这些因素的复杂性、多样性及其变化的随机性导致不同的边坡的位移和变形趋势有可能存在较大的差异。在分析总结边坡变形规律的基础上,针对边坡的典型位移-历时曲线需经历初始变形、稳定变形和加速变形3个阶段,呈反“S”型的特点,根据边坡位移的实测时间序列资料建立边坡变形的成长曲线反函数变权重组合的时变预测模型。通过与工程实例的对比分析表明,各单项预测方法是基于已知样本的固定模型,能大致反映边坡变形的发展趋势,但仍存在较大误差,而所提出的方法能充分考虑不同模型的优点,有较高的精度,适用于实际工程中边坡的变形预测及失稳的预警。     

Classification of densities and characteristics of curve of population centers in China by GIS

In this paper, with the spatial analysis functions in ArcGIS and the county-level census data of 2000 in China, the population density map was divided and shown by classes, meanwhile, the map system of population distribution and a curve of population centers were formed; in accordance with the geographical proximity principle, the classes of population densities were reclassified and a population density map was obtained which had the spatial clustering characteristic. The multi-layer superposition based on the population density classification shows that the population densities become denser from the Northwest to the Southeast; the multi-layer clustering phenomenon of the Chinese population distribution is obvious, the populations have a water-based characteristic gathering towards the rivers and coastlines. The curve of population centers shows the population densities transit from the high density region to the low one on the whole, while in low-density areas there are relatively dense areas, and in high-density areas there are relatively sparse areas. The reclassification research on the population density map based on the curve of population centers shows that the Chinese population densities can be divided into 9 classes, hereby, the geographical distribution of Chinese population can be divided into 9 type regions: the concentration core zone, high concentration zone, moderate concentration zone, low concentration zone, general transitional zone, relatively sparse area, absolute sparse area, extreme sparse area, and basic no-man's land. More than 3/4 of the population of China is concentrated in less than 1/5 of the land area, and more than half of the land area is inhabited by less than 2% of the population, the result reveals a better space law of China’s population distribution.     

断陷盆地覆盖区不整合结构量化判识新方法——以济阳坳陷古近系不整合为例

地层不整合结构的量化判识是油气藏,特别是地层不整合油气藏成藏研究的关键问题。针对断陷盆地覆盖区不整合结构研究相对局限、量化判识不够的现状,研究了济阳坳陷第三系不整合纵向结构的发育特征,将不整合结构划分为Ⅰ1,Ⅰ2 和Ⅱ三种类型,它们可通过实验室岩芯样品的分析测试量化判识。由于不整合各层结构在测井曲线上都有一定的响应,因而根据多种测井曲线构建了综合分层曲线,并用最优分割法确定了地层中不整合面的位置。在此基础上,根据GR,AC和SP 曲线建立了主成分曲线,并综合岩芯地质和分析测试研究成果,提出了量化判识不整合结构的量化标准图版。该方法应用于济阳坳陷地层不整合油气藏勘探中,取得良好效果。     

自适应BP网络在洛带气田测井解释中的应用

应用自适应算法对BP网络进行改进，可以提高BP网络的收敛速度和全局寻优性能。在此基础上，利用多种测井数据及岩心描述资料作为网络模型的学习样本，以测井解释渗透率的神经网络模型为例，通过网络的学习、训练，建立测井解释神经网络模型。并应用此模型，定量计算出多口井的渗透率值，与常规渗透率计算结果相比，BP的解释结果及精度均令人满意，同时还取得了良好的实际应用效果。     

轴向荷载对斜桩水平承载特性影响试验及理论研究

斜群桩受水平荷载作用时,群桩中的基桩受到径向荷载、轴向荷载和弯矩的共同作用。为研究轴向荷载对斜桩水平承载特性的影响,完成了3根单桩以及1组1×2斜桩的大尺寸模型试验。试验结果表明：轴向拉力作用会降低斜桩的水平刚度和极限承载力;而轴向压力作用则会使其水平刚度和极限承载力提高。基于桩侧浅层土体楔形破坏假定,推导了考虑轴向荷载影响的斜桩水平极限土抗力计算公式,提出了桩侧土抗力的p-y曲线方法,并通过模型试验及现场试验验证其合理性。     

滇东寒武系层序地层学特征

介绍了对滇东寒武系进行层序地层学研究所采用的方法、层序的基本特征及取得的主要成果。确定有１０个层序，其时限为１～１０Ｍａ，其中下寒统武有６个，中、上寒武统各２个。此外还划分出次层序２７个、组合层序２个。此项研究工作对本区寒武系地层划分与对比、界线的确定具有重要意义：（１）沧浪铺阶生物地层的争论，是由于滇东存在两个Ⅰ型层序边界，乌龙箐段与红井哨段为假整合关系，故生物带发育不完整；（２）双龙潭组与西王庙组应为同时异相沉积体；（３）双龙潭组顶部时限，以ＳＢ２ｉ为标志，应与娄山关组底部边界对比，故可能上延至晚寒武世早期     

煤样渗透率有效应力与基质收缩双重耦合效应及其与煤阶关系

为研究煤层气在排采过程中不同煤阶煤储层渗透率动态变化规律,利用煤岩三轴应力应变（基质收缩膨胀）测试系统,对褐煤、气煤和无烟煤样开展了有效应力与基质收缩双重效应物理模拟实验。固定轴压和围压不变,改变气体平衡压力,模拟开发过程中储层压力变化特征,测试其动态渗透率。利用实验结果,分析了不同煤阶煤岩在排采过程中动态渗透率反弹特征,并对比分析煤岩动态渗透率改善效果的差异性。研究表明：气体平衡压力从5 MPa降至1 MPa过程中,在有效应力和基质收缩双重效应作用下,褐煤样的归一化渗透率依次为1. 00、0. 60、0. 57、0. 57、0. 52,气煤样依次为1.00、0. 64、0. 50、0. 54和0. 55,无烟煤样依次为1.00、0. 74、0. 58、0. 50和0. 56。随气体平衡压力下降,中阶及高阶煤样动态渗透率先下降后上升,整体呈不对称“V”型变化规律,但拐点略有不同;低阶煤样动态渗透率呈先下降后基本稳定的趋势,整体呈斜“L”型变化规律。在有效应力和基质收缩双重效应影响下,中阶及高阶煤样动态渗透率改善效果优于低阶煤样。     

筑坝粗粒料力学特性的缩尺效应研究

针对筑坝粗粒材料缩尺效应问题,统计分析三板溪、水布垭等大坝填筑料的级配特征,认为以Talbot曲线为原级配可作为高土石坝填筑料的“平均级配”,并将此原级配按现今粗粒料试验制样时最为常用的“混合法”进行缩尺,配制了最大粒径 为20～180 mm的试样。利用PFC2D软件,对各缩尺级配进行了多组、多种数值试验,揭示了各缩尺级配试样干密度极值、初始弹性模量及体积模量等关键物理量与各级配最大粒径的关系。结果表明：缩尺关系与密实度控制标准相关,在同一相对密度条件下各缩尺比试样力学参量为其最大粒径的单调函数,经推求可得原级配具备室内试验级配1.5～1.6倍的抗变形能力;而在同一干密度条件下,力学参量与各最大粒径呈先减小再增加的非单调关系。最后基于细观力学理论对造成缩尺效应的机制进行了解译。利用PFC2D数值试验从一定程度上拓展了仅靠实际三轴试验来研究粗粒料缩尺效应的粒径和思路。     

土壤水分特性曲线的分形模拟

应用Menger海绵结构模型,推导出包含有分形维数的土壤水分特征曲线的解析模型,该模型与Brook Corey (1964)及Campbell (1974)经验模型的结构相似。通过对不同地区所采集的10种土壤样本利用压力薄膜仪实测得到水分特性曲线资料反求得到相应的分形维数,分析了分形维数与土壤质地、结构之间的关系,结果表明分形维数随土壤粘粒含量的增大而增大,随砂粒含量的增大而减小。同时对土壤水分特性曲线模型的分形维数与基于质量的土壤颗粒分布分形维数进行了比较,结果表明,两者十分接近,而且具有良好的线性相关关系。根据上述关系,利用易测得的土壤粒径分形维数结合所推导的解析模型,对土壤水分特性曲线进行了预测,预测值与实测值具有良好的一致性。