亨利定律在煤层气组分溶解分馏中的应用

亨利定律的引入,使煤层气在溶解过程中发生的组分分馏得以合理解释,为煤层气的富集成藏研究提供了信息。采用半经验公式计算CH₄(甲烷)和CO₂(二氧化碳)的亨利常数,根据逸度因子公式求取CH₄和CO₂的逸度,根据亨利定律计算出不同埋深下CH₄和CO₂在地层水中的溶解度。结果表明:CH₄溶解度随埋深的增加而增加;CO₂的溶解度则随埋深的增加而先增加后(在800 m深度以下)又减小,但CO₂与CH₄溶解度比率却在不断减小。这就意味着浅部CO₂的溶解运移分馏更为活跃,它随深度的增加逐渐减弱。这一认识为圈定煤层气富集区和确定CO₂注入(以驱使CH₄产出)的最佳温压环境提供了理论依据。      

挤扩支盘桩侧阻力分析

假定支盘桩直桩段的桩侧摩阻力和含有分支或承力盘桩段的等效侧摩阻力q与相应桩土相对位移s的关系可用双曲线函数表示,根据实测数据采用最小二乘法求出所需系数,并用所得的双曲线与实测各分段的q-s关系进行对比。结果表明,在各分段达到极限承载力前,q与s基本上符合双曲线关系,用该法可以估算各分段的极限摩阻力。      

小浪底水库运用对黄河下游河道水流阻力的影响

小浪底水库运用后，黄河下游河床冲刷粗化严重、水流阻力变化十分明显。为定量描述小浪底水库运用对水流阻力的影响，基于黄河下游水文站流速、河宽、床沙粒径、曼宁系数等实测数据分析，结合床面形态控制数理论及实测床面形态资料，建立了包含床面形态因子的动床阻力计算公式，计算精度得到了黄河下游水文站1 508组实测数据的验证。分析计算表明：黄河下游床沙粒径上段粗、下段细的特征更加突出，高村以上游荡型河段沙垄发育、动床阻力增加明显；高村以下河段，河床冲刷粗化程度明显减少，动床阻力变化相对较小，但河槽断面趋于窄深，洪水期岸壁阻力增大明显。小浪底水库运用促进了黄河下游床面形态的发育，增大了各河段的水流阻力。     

兼顾成本与效益的城市生态廊道提取

针对传统的生态廊道构建方法难以适用于土地利用复杂且生境质量较差的城市环境的问题，该文提出了利用电路理论，将生物多样性保护能力和城市生态廊道的建设成本与效益相结合，建立城市综合阻力面的方法，并对城市地区的生态廊道构建方案进行了模拟。该文利用提出的方法识别出武汉市20个生态源地和44条生态廊道，分析了生态网络中的生态夹点与生态障碍点，区分了廊道建设的优先级，最终形成兼顾自然环境和人类活动与的城市生态廊道构建方案，可为城市生态廊道建设提供科学指导。     

土体湿化膨胀与桩基相互作用的试验与理论研究

为研究同一湿度场环境下土体湿化膨胀与桩基相互作用的机理，设计了室内物理模拟试验，对土体湿化膨胀与桩基相互作用进行了分析。通过人工降雨入渗的方式模拟变化的湿度场环境，实时监测模型箱中不同入土深度的桩基抬升量以及膨胀土地基的变形和应力数据，研究桩基入土深度与抬升情况的关系，基于非饱和土力学理论、桩–土相互作用剪切位移理论，提出考虑土体刚度和隆起量变化的侧摩阻力计算方法，并将桩侧摩阻力理论计算结果与模型试验结果进行对比分析。结果表明：在土体吸水膨胀过程中，桩体的向上抬升会引起桩底端部的卸载作用；地层隆起量随着深度的增加呈线性递减，随着桩尖入土深度的增加，桩顶隆起量呈对数趋势减小，增加桩长可以在一定程度上抑制桩基抬升；同时，基于剪切位移理论得出的桩侧摩阻力与基于非饱和膨胀土理论得出的桩的侧摩阻力及试验测试数据分布基本一致，表明本文所提出侧摩阻力计算公式是可靠的。     

江苏海岸中部近岸沉积物重力流输运过程

【目的】重力流是沉积物跨海岸/陆架输运的重要机理，对地貌演化具有重要影响。然而，重力流的发生具有偶然性，持续时间也很短暂。重力流的这两个固有特性，直接决定了其野外观测的困难性。近30年来，在全球海岸和陆架区域观测到重力流的研究整体上仍然较为有限。重力流野外观测的缺乏，导致对其输运过程的认识尚不完善。【方法】2018年秋季，在江苏海岸中部近岸海域放置海底三脚架，实施连续8个潮周期的野外观测。【结果】野外观测捕捉到8次高浓度浮泥层事件，发现5次重力流输运过程。【结论】重力流由上覆水体沉积物沉降或波浪再悬浮底床沉积物形成，由潮致底部切应力或波浪与潮流共同导致的底部切应力维持。近底高浓度浮泥层内的沉积物在潮流的作用下，会向上扩散，重力流从而消亡。观测结果支持经典重力流浮力—阻力模型的使用。     

南昌地区典型厚密砂层PHC管桩施工技术研究

依托南昌地区某桩基工程,采用静力触探原位试验分析该地区典型厚密砂层地质特征,结合理论计算及现场试验分析PHC管桩的锤击沉桩阻力及设计单桩极限承载力,对工程桩的设计及施工提出合理建议,同时总结该地层条件下锤击PHC管桩成桩的施工工艺。后续工程桩承载力检测结果表明,优化调整后的施工技术满足了工程设计要求,取得了良好的社会与经济效益,可在该区域推广应用。     

黏土地基上海洋平台桩靴峰值阻力上限分析

在自升式平台的预压载过程中，桩靴在层状地基上较易发生“穿刺”现象，很大程度上影响着平台的安全运行。准确地分析桩靴峰值阻力，避免平台桩靴发生“穿刺”是非常重要的。采用极限分析上限定理，合理构建运动许可速度场，从理论上推导了层状地基上桩靴峰值阻力的上限解答。为了进一步验证峰值阻力理论解答的准确性，采用ABAQUS有限元软件构建了“桩靴—弹塑性海床”的三维数值模型，对桩靴贯入海床的过程进行了数值模拟，分析桩靴周围土体的塑性变形演变规律，研究土体的破坏机理。研究结果表明：推导的桩靴峰值阻力上限解答，能够较好地计算层状地基极限承载能力，通过与离心机试验和数值结果对比，计算误差在18%以内；给出的运动许可速度场能够较好地反映桩靴周围土体破坏模式；桩靴阻力达到峰值时，下层软土中的土塞高度约为桩靴直径的0.2倍。