MICP联合纤维加筋改性钙质砂的动力特性研究

为了提高我国南海钙质砂地基的抗液化性能,提出利用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术联合纤维加筋技术对钙质砂进行改性处理。通过开展动三轴试验,对比分析了改性前后钙质砂试样的动应变、动孔压、应力−应变滞回曲线以及动弹性模量的发展规律和演化特征,并结合扫描电镜（SEM）试验探究了MICP和纤维加筋技术对钙质砂的联合改性机制。研究结果表明：（1）MICP技术可以明显改善钙质砂试样的抗变形与抗液化性能,相比于未胶结处理试样,仅MICP处理试样的动应变和动孔压分别降低了95.74% 和 92.46%;（2）纤维的掺入进一步提升了MICP的改性效果,相比于仅MICP处理试样,MICP和纤维加筋联合处理试样的动应变和动孔压分别降低了 74.32%和 74.18%;（3）MICP 和纤维加筋技术通过减轻试样在循环荷载作用下的循环活动强度和能量耗散、提高试样的动弹性模量和减小动弹性模量的衰减速率,从而实现试样抗变形与抗液化性能的显著提高;（4）SEM 试验分析结果表明,MICP 与纤维对钙质砂动力特性的改善具有协同作用。纤维的掺入为细菌提供了更多的附着场所,促进了碳酸钙晶体的生成量,该部分碳酸钙不仅增加了颗粒间的胶结强度,同时也将纤维固定在砂颗粒上增强了纤维网的约束作用。     

川东北地区晚埃迪卡拉纪灯影期海水氧化还原环境重建

晚埃迪卡拉纪全球海洋发生了大面积的缺氧,海洋化学结构呈现明显的非均质性,直接影响了埃迪卡拉型生物的演化与分布。四川盆地发育完整的晚埃迪卡拉系地层,以灯影组巨厚层碳酸盐岩沉积为代表。但是对于该套巨厚层碳酸盐岩沉积时的古海水氧化还原性质备受争议。为了解决这一问题,对川东北地区鹿池剖面的灯影组地层开展了系统的沉积学和稀土元素地球化学分析。该地区灯影组的岩石类型主要为泥微晶白云岩、黏连白云岩、叠层/层纹白云岩,以及溶蚀白云岩,沉积环境为开阔碳酸盐岩台地相。地球化学数据结果显示灯影组碳酸盐岩普遍具有较低的稀土总量(∑REE+Y值为0.4～3.3μg/g)、较低的Mn/Sr值(0.2～2.8)和较高的Fe含量(55.9～1 772.6μg/g)。灯影组的REE+Y配分曲线(经页岩标准化)可划分为四个阶段,且Ce异常指示该地区经历了弱氧化到弱还原再到缺氧状态,表明埃迪卡拉纪晚期海洋浅部水体也发生了缺氧现象。     

早侏罗世大洋缺氧事件在塔里木盆地的响应

早侏罗世Toarcian期大洋缺氧事件（简称“T-OAE”）,被认为与Karoo-Ferrar大火成岩省爆发以及与甲烷气水合物有关的温室气体迅速释放导致全球变暖密切相关。该事件在特提斯洋区有较详细研究,但在陆相生态系统中的环境变化和沉积响应报道较少。本文报道了塔里木盆地北缘库车河地区的有机碳同位素地层数据,“东剖面”和“西剖面”中δ13C曲线总体的正偏移趋势被多幕次地快速负偏移打断,表明地表碳循环受到了巨大扰动。事件层内δ13C值的突然负向波动暗示了大气碳库在短时间内有相对轻同位素特征的碳注入,并呈现不稳定的、阶段性注入的特点,推测可能与增温引发的正反馈有关。沉积相突变与孢粉种类的衰减表明该区沉积环境发生了巨大变化;碎屑白云岩和紫红色泥岩的出现和湿生孢粉的衰减以及中生孢粉的出现,均表明在T-OAE期间塔里木盆地北缘气候转为干热。该研究报道了首个来自陆相沉积盆地边缘的T-OAE记录,对于深入理解二氧化碳浓度显著升高背景下引起的陆地系统响应具有借鉴意义。     

超临界CO2分段多簇压裂井间干扰规律研究

水平井分段多簇压裂是非常规油气藏开发的关键技术,在合理利用压裂诱导应力增大储层改造体积的同时,避免井间干扰所导致的裂缝砂堵和压裂窜扰,是压裂工艺优化中的关键科学问题。文章针对超临界CO₂分段多簇压裂的缝间干扰和井间干扰问题,采用流固耦合的扩展有限元方法研究单井及多井裂缝诱导应力演化特征,充分考虑裂缝内超临界CO₂流动和滤失,从非常规油气储层岩性特征、地应力场分布及施工工艺等多方面对压裂扰动应力进行系统研究,揭示单井分段多簇压裂缝扩展机制及应力扰动特征,在此基础上研究多井井间压裂缝干扰规律。结果表明：高水平应力差、高弹性模量的储层中压裂干扰界限较大,低水平应力差、低弹性模量地层需适度增大簇间距,减小簇间干扰;老井压裂后,其邻井压裂缝非对称系数随井间距呈先增大、后减小的趋势;当井间距等于压裂干扰界限时,非对称系数λ达到最大,且井周改造范围最大,但裂缝两翼的非对称性可能导致储层动用不充分。本研究为水平井细分切割压裂和立体式井网设计优化提供理论基础,在“双碳”战略背景下对非常规油气资源高效开发具有重要意义。     

岩石节理微生物诱导碳酸钙沉积封堵渗流演化规律试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbially induced calcite precipitation,MICP)在土体加固中应用广泛,但在岩体封堵领域的研究成果还不多见。为了研究岩石节理MICP封堵机制,以透明树脂模拟粗糙岩石节理试件为研究对象,考虑MICP反应影响因素,开展了6种不同工况下的岩石节理MICP封堵室内试验,得到了MICP封堵过程中岩石节理导水系数和水力隙宽变化规律以及相应的碳酸钙时空分布图像。试验结果表明：MICP封堵过程中岩石节理水力隙宽随灌注轮次大致呈线性减小趋势,且水力隙宽减小速率与岩石节理中碳酸钙分布情况密切相关,而MICP反应过程中碳酸钙分布又受灌注速率、固定液、菌液和反应液灌注时长、静置时长等因素影响;6种工况中灌注速率较大、先灌注菌液和固定液静置一段时间再灌注菌液和反应液、灌注和静置时间最长的工况4封堵效率和效果最佳,在仅灌注2轮的情况下可将岩石节理导水系数由40.51×10^–6m²/s减小至0.52×10^–6m²/s,降幅达98.72%,对应的水力隙宽值由0....     

生物过程中的铁同位素地球化学行为及应用

铁是生物必需的营养元素,并且生物圈与岩石圈、水圈、大气圈密切联系。因此,了解生物过程的铁同位素地球化学行为,对于示踪铁元素在生物圈内部体系的迁移和循环,以及运用铁同位素示踪生物圈和岩石圈、水圈之间的相互作用都具有重要意义。本文对不同生物体的铁同位素组成特征以及不同生物过程的铁同位素地球化学行为进行了总结。结果表明,生物倾向于优先吸收铁的轻同位素,而且在食物链中随着级别的升高,这种情况越明显。生物诱发过程(包括异化铁还原作用和细菌氧化作用)中,铁只是提供或接受电子,并没有真正进入生物细胞体内,这些过程所产生的铁同位素分馏值和无生物参与氧化还原过程产生的铁同位素分馏值相同。生物(包括微生物、植物、动物和人)吸收过程中,铁进入生物体细胞内,这些过程的铁同位素分馏主要受氧化还原作用所控制。铁同位素在生物学、医学等领域具有很大的应用潜力,有可能会成为这些领域新的示踪工具。     

青潮发生的机理、危害及防治对策研究进展

近年来,全球青潮发生的频率、规模及其危害效应呈现逐渐上升的趋势,而我国在该领域的研究尚未展开。为保障海洋渔业安全和生态系统稳定,应充分关注我国沿海爆发青潮的可能性与潜在危害。本文综述了青潮发生的机理与危害,解释了青潮、赤潮、绿潮的区别和联系,介绍了国际上防治青潮的一系列措施,并展望了青潮研究发展方向。     

新型水下钻井装置水动力特性研究

以锚泊半潜式钻井平台在规则波作用下的运动数值预报为基础,分析钻井平台诱导运动下,与平台相连的新型水下钻井装置水动力特性,以及该钻井装置各关键节点处的受力情况,评估该诱导水动力作用的重要性,及该系统在各种海况下的安全性能。     

金钱鱼繁殖生物学及诱导产卵试验

金钱鱼(Scatophagus argus)是一种具有观赏和食用价值的名贵海水经济鱼类,环境适应性和抗病抗逆性极强.本文首次较系统研究了金钱鱼养殖群体的繁殖生物学特性和人工诱导产卵技术.结果表明:金钱鱼雌雄性比为1.31:1,雌、雄鱼最小生殖生物学年龄均为1龄;2龄以上亲鱼生殖机能较健全,适合人工繁殖.4-8月是南方沿海金钱鱼的生殖期,盛期为5-7月.雌鱼个体绝对生殖力F为337309-635755粒,平均456320粒,个体相对生殖力(F/W,W体重)为720.4-963.3粒·g-1,平均843.1粒·g-1;金钱鱼性腺雌雄异体,雌鱼性腺成熟系数(gonadosomatic index,GSI)最高达14.7%,雄鱼GSI最高2.2%,为多次性产卵类型.金钱鱼能在淡水或低盐海水中正常生长发育,但需要在较高的盐度中生殖,在环境适宜条件下,性成熟的雌鱼经过混合激素的诱导[1.每千克体重15μg的LHRH-A2(促黄体索释放激素类似物,Luteinzing Hormone Releasing Hormone-analogue)+每千克体重3.0-4.0mg的DOM(地欧酮Domperidone);或2.每千克体重15μg的LHRH-A2+每千克体重1000-1500Iu的HCG(人体绒毛膜促性腺激素,Human Chorionic Gonadotropin,HCG)]能自然产卵和受精,月相盈亏和潮汐变动对金钱鱼的人工诱导产卵结果没有明显影响.金钱鱼产浮性卵,单油球,卵子直径750μm左右,受精卵每克约3500-3800粒,在水温27-29℃,盐度25%条件下,胚胎经过20-24h发育,孵化出仔鱼.刚出膜的仔鱼全长1.75-1.88mm,4日龄仔鱼全长2.6-2.8mm,卵黄囊消失,开始摄食浮游动物幼体,仔鱼处于内、外源营养转变期.研究工作为深入开展金钱鱼生殖调控和产业化种苗繁育技术开发研究提供繁殖生物学基础资料和实用技术.     

黄芩苷对中国对虾细胞色素P450酶及谷光甘肽-S-转移酶活性的影响

用紫外分光光度法及荧光分光光度法测定中国对虾肝胰腺及鳃氨基比林-N-脱甲基酶(APND)、乙氧基香豆素-O-脱乙基酶(ECOD)、谷光甘肽-S-转移酶(GST)几种药物代谢酶的活性,探讨黄芩苷对上述几种酶活性的影响.实验结果表明,中国对虾肝胰腺和鳃丝APND活性分别为3.172和2.242 nmol/(min·mgprotein~(-1))、ECOD活性分别为0.325 0和0.357 9 pmol/(min·mgprotein-~(-1))、GST活性分别为70.59和13.97 nmol/(min·mgprotein~(-1)).中国对虾连续7 d投喂黄芩苷药饵(100 mg/kg)后,黄芩苷对几种酶均有不同程度的诱导作用,酶的活性均呈现先升高后降低的趋势.肝胰腺和鳃丝APND活性均在3 h左右达到最高,ECOD活性均在1 h左右达到最高,而GST活性迟于CYP450酶被诱导,2种组织GST活性分别在6,12 h达到最高水平.在临床用药中应考虑到黄芩苷对药物代谢酶的诱导作用,适当用药,合理配伍.