Magma yield stress and permeability: Insights from multiphase percolation theory

Magmas often contain multiple interacting phases of embedded solid and gas inclusions. Multiphase percolation theory provides a means of modeling assemblies of these different classes of magmatic inclusions in a simple, yet powerful way. Like its single phase counterpart, multiphase percolation theory describes the connectivity of discrete inclusion assemblies as a function of phase topology. In addition, multiphase percolation employs basic laws to distinguish separate classes of objects and is characterized by its dependency on the order in which the different phases appear. This paper examines two applications of multiphase percolation theory: the first considers how the presence of bubble inclusions influences yield stress onset and growth in a magma's crystal network; the second examines the effect of bi-modal bubble-size distributions on magma permeability. We find that the presence of bubbles induces crystal clustering, thereby 1) reducing the percolation threshold, or critical crystal volume fraction, ?_c, at which the crystals form a space-spanning network providing a minimum yield stress, and 2) resulting in a larger yield stress for a given crystal volume fraction above ?_c. This increase in the yield stress of the crystal network may also occur when crystal clusters are formed due to processes other than bubble formation, such as heterogeneous crystallization, synneusis, and heterogeneity due to deformation or flow. Further, we find that bimodal bubble size distributions can significantly affect the permeability of the system beyond the percolation threshold. This study thus demonstrates that larger-scale structures and topologies, as well as the order in which different phases appear, can have significant effects on macroscopic properties in multiphase materials.     

孔隙裂隙双重介质的三维逾渗数值模拟研究

基于三维孔隙介质的逾渗模型,首次把裂隙这一重要的渗透通道引入到三维逾渗研究中,提出了孔隙裂隙三维逾渗的研究方法,并建立了孔隙裂隙双重介质三维逾渗模型,这一模型的建立使得逾渗理论的研究成果可以被应用到更多的领域中,如煤体、岩体等。基于VC++6.0开发了孔隙裂隙双重介质三维逾渗模拟软件,模拟研究了双重介质的逾渗规律,模拟研究表明：裂隙的存在在很大程度上提高了介质的逾渗概率,使孔隙裂隙双重介质的逾渗规律明显不同于孔隙介质;随孔隙率、裂隙分形维数、裂隙数量分布初值由小到大逐渐增长,必然发生逾渗转变的自然现象。     

石佛寺水库改性粉细砂筑坝试验研究

采用室内试验和现场原型试验,对辽河石佛寺水库库区内掺入水泥后粉细砂的特性进行了研究。试验结果表明,随着水泥掺入量的增加,粉细砂的凝聚力和内摩擦角增大,渗透系数减小。当水泥的掺入量为2 % 时,抗剪强度指标和渗透系数已明显改善,而且在最不利的情况下满足对渗透变形的要求。粉细砂掺入水泥后,其性能得到了很大改善,用于修筑拦河主坝是完全可行的。     

陡坡水库大坝渗透稳定性及渗透变形分析

陡坡水库存在大坝质量差、坝体发育大量裂缝、背水坡出现散浸现象、坝后沼泽化并形成一上升泉以及排水渠和鱼池有絮状析出物、渗漏量增大等问题,这些异常现象都是由坝体及坝基渗流引起的。在阐述坝体和坝基地质、水文地质条件情况下,分析了大坝渗漏成因及大坝的渗透稳定性,指出坝体实际浸润线及坝体渗漏量是不正常的,特别是1987年后当库水位高于194 m,同一库水位呈上升趋势,这是反常的。坝基实际渗漏量异常,存在管涌和接触冲刷问题,尤其库水位低至 193.84 m,坝后上升泉仍有沙沸现象。上述现象表明大坝渗流是危险的,并分析了散浸、析出物、上升泉及沼泽化、坝肩及绕坝渗漏等现象的成因。     

柴达木地块与喜马拉雅地体间早白垩世以来南北向缩短量的估算

根据古地磁数据,笔者计算了柴达木地块和喜马拉雅地体早白垩世以来的南北向运移量和其间的南北向距离缩短量,结果表明：①早白垩世后喜马拉雅地体快速向北运移,其运移在于柴达木木地块同时期的运移速率,早白垩以来,两者间南北向距离总计缩短了约５５２２ｋｍ;②印度地块与欧亚大陆自５０Ｍａ碰撞以来,柴达木地块与喜马拉雅地体间南北向上陆壳缩短了约１３６４ｋｍ,这一缩短量支持青藏高原隆升的“挤压、缩短、增厚”模式;③     

晋城矿区(新区)煤层气资源

通过对晋城矿区(新区) 丰富的煤层气原始资料的研究, 提出了“四个三分”的煤层气资源量统计划分方案。以此方案对大宁二号井田、潘庄一号井田和潘庄二号井田进行了详细的煤层气资源量计算。      

RBFNN模型在渗透系数反演中的应用

针对经典的BP网络存在的一些缺陷,采用了径向基函数神经网络（RBFNN）。在相同的收敛条件下,用RBFNN和经典算法的BP网络进行了比较,表明前者具有优越性。在工程实例中,基于人工神经网络的非线性特点,在三维渗流有限元的基础上,利用RBFNN反演了大坝的渗透系数。并利用反演结果进行渗流场分析,水头预报值也有很高的精度,说明反演结果是正确的,从而,验证了RBFNN应用于反演分析中的可靠性。     

凉山活动构造带晚新生代变形特征与位移规模

凉山近南北向活动构造带位于青藏高原东南边缘鲜水河 -安宁河 -则木河 -小江断裂带中段东侧 ,与鲜水河断裂带左阶雁列 ,与小江断裂带右阶雁列。大体呈南北或北北西方向展布的凉山构造带 ,自北而南主要包括普雄河断裂、布拖断裂和四开 -交际河断裂。晚新生代以来的活动 ,凉山南北向构造带以明显的左旋走滑为特征 ,相应的倾滑位移分量不大。初步统计得到其晚第四纪以来的走滑速率为 2mm/a左右 ,晚新生代以来位移规模 13.5～ 15.5km。凉山活动构造带的活动 ,弥补了鲜水河 -安宁河 -则木河 -小江断裂带中段安宁河 -则木河断裂带活动存在的位移和速率亏损 ,对于全面评价青藏高原东南边缘的地壳运动和变形模型具有重要意义     

本溪县汤池沟热田热储特征及资源量评价

汤池沟热田大地构造位置处于辽阳－本溪凹陷与凤城凸起的交接部位,属浅埋藏水热对流型热田。热储由中生代燕山期花岗斑岩、凝灰岩组成。热源为岩浆活动的余热。热流体主要靠侧向基岩裂隙水及断裂充水带的水补给,自北东向南西方向以脉状裂隙水运动为主,热流体直接受北东、北北东及北西向断裂控制。该热田储存有较丰富的地热资源,热能总量计算为 58.05 TJ,目前的热水开采量每年为 414 000 t,相当于消耗燃烧值为 29.3 MJ的标准煤每年 1 833.43 t,如果按此潜力开发,其开采年限预计可持续 80年以上。     

Pollution trend in the tumen river and its influence on regional development

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｅｖｅｒｅｗａｔｅｒｐｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｓｈｏｒｔａｇｅｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｔｗｏｋｅｙｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅ...