含悬浮物矿井水微絮凝-多级过滤工艺研究

针对含悬浮物矿井水处理过程中固液分离困难的问题,基于核晶凝聚诱导造粒理论,通过室内试验的研究方法,开展矿井水微絮凝-多级过滤工艺研究。首先,通过药剂投加与水利条件调节,诱导悬浮颗粒与絮凝剂形成共聚物,形成絮体沉降时间曲线,通过最优参数选取完成絮体造粒致密化;其次,选择石英砂、人造沸石、活性炭、风积沙 4 种过滤介质,考察不同介质类型及粒径对污染组分脱除效率的影响,分析固-液界面产生的物理作用及化学反应;最终,选取典型矿井开展现场试验,验证该工艺对于不同污染组分的脱除效果。结果表明：（1）在微絮凝阶段采用200 mg/L的 聚合氯化铝及200 mg/L的硅藻土联合投加的方式可以大幅度降低沉降时间;（2）在多级过滤阶段1～2 mm石英砂对于浊度去除率可达97.9%,而 4 种过滤介质中人造沸石对于无机离子脱除效果最优,对于${rm{SO}}_4^{2 -} $、${rm{HCO}}_3^- $、Na+去除率分别达到25.5%、44.1%、69.9%。通过研究成果形成的微絮凝-多级过滤工艺可以大幅度降低矿井水处理过程中的停留时间,提高固液分离效率,在此基础上选用天然硅藻土作为成核剂替代聚丙烯酰胺还能有效抑制丙烯酰胺单体的生成,可降低环境风险。该工艺对于含悬浮物矿井水处理具有良好推广应用价值。     

应变局部化弹黏塑性分析的内嵌局部软化带模型

针对岩土介质结构在破坏过程中局部化变形的问题,结合位移不连续的思想,提出内嵌局部软化带模型来捕捉结构中的局部化带。通过虚功原理建立了含局部化带影响的弹黏塑性的有限元计算模式,其中分叉理论作为局部化判断条件。模型将局部化带的形成视为一个黏塑性屈服流动过程,从而能够连续地描述局部化变形前后的力学性质。特点是计算量小、物理意义明确,可以方便地整合到传统有限元分析程序中。算例表明,计算模型是合理和有效的。     

声波在水-多孔介质海底界面上的反射与透射

声波在海底界面的反射和透射是海底散射、海底混响、海底目标探测的重要问题。利用Biot多孔介质声传播理论对声波在水-多孔海底界面上的反射和透射进行了分析,具体给出反射声波的反射系数,3种透射声波的透射系数以及声能透射系数随入射波入射角和频率(10~40 kHz)的变化关系,分析了各种透射波对透射声能的贡献。多孔海底介质参数分别采用Stoll和Chotiros给出的2组参数进行理论计算。     

平行走滑断层相互作用的粘弹模型和减震作用

研究了二维粘弹性介质中平行走滑断层的相互力学作用及其地震活动性的影响。当一条断层发生滑动,将导致平行断层面上剪切应力减小,因此,可能推迟平行断层发生滑动,推迟时间在几年至几百年的范围内,这取决于发生滑动的断层与平行断层之间的距离,以及平行断层自身应力积累孕育地震过程经历的时间。     

隧道水平冻结施工引起地表冻胀的历时预测模型

隧道水平冻结施工过程中,土体冻结引起体积膨胀,进而会在地表产生冻胀现象。实际工程一般采用多根冻结管形成冻结壁。冻结壁交圈前,地表冻胀由多个冻土柱的叠加膨胀变形引起;冻结壁交圈后,地表冻胀则由整个冻结壁的膨胀变形引起。鉴于此,考虑冻结壁的形成过程,基于随机介质理论,建立了隧道水平冻结施工引起地表冻胀位移的历时预测模型。同时对冻结外锋面半径和冻胀区域外半径这2个关键参数的取值方法进行了相关探讨。最后针对两个工程案例,采用该计算模型对地表冻胀位移进行分析,得到地表冻胀位移随时间的变化规律,并与现场实测结果相比较,验证了模型的可靠性。该模型应用于隧道水平冻结施工前、冻结期内任意时刻的地表冻胀位移预测,可为工程冻结实施方案的合理确定提供有效依据。     

波在饱含流体的孔隙介质中的传播问题

考虑到流体的可压缩性,笔者进一步发展了以前的结果。引进了准微观连续条件的概念,直接联合应用流体动力学方程和固体的弹性或粘弹性力学方程,即得到了此种介质的动力学方程组,其中直接引用了流体和固体的弹性（或粘弹性）系数,较之Biot从物理考虑而建立的应力-应变关系中的后两个常数Q、R具有更明确的物理意义,因而更便于用常规的方法确定。证明了,此种无限介质中通常具有两种P波和一种S波,且具阻尼和频散效应。对于几种极端情况可以明确地得到固体波和流体波,有助于近似地解释一些地球物理和声学现象。文中还指出了区分两种典型的计算模型的重要意义。     

粘弹介质叠前四参数同步反演及应用

叠前地震资料中包含纵波速度、横波速度、密度和吸收衰减系数等弹性及粘弹性信息,其中吸收衰减属性对储层物性及流体性质尤为敏感.本文从粘弹介质精确Zoeppritz方程出发,基于介质分解理论通过公式推导及近似,建立了包含纵波速度、横波速度、密度和吸收衰减系数的纵波反射系数特征方程,利用贝叶斯反演框架,实现了叠前纵波速度、横波...     

裂隙地下水反分析中若干问题探析

本文以反演介质参数为例,讨论了模型的建立、反问题数值计算中实际参数采集及其对成果的影响,有关数值法的适用性、唯一性。     

添加正则化项的黏声逆时偏移成像方法研究

在实际地球介质中传播的地震波会产生衰减和频散现象,因此其更接近于黏弹性介质,在地震处理中补偿这些黏性影响是十分必要的。基于波动方程的叠前深度偏移中进行吸收衰减补偿更准确,也更有物理意义,直接求解双程波动方程的逆时偏移(RTM)能够成像大倾角复杂构造,具有诸多优势。然而当考虑吸收衰减补偿时通常会产生不稳定现象,大部分研究都是在逆时偏移的波场延拓中进行波数域的低通滤波来解决这个问题。本文采用广义标准线性固体的黏声波动方程进行吸收衰减补偿的Q--RTM方法,通过添加正则化项的方式来稳定延拓过程。添加正则化项本质上是低通滤波,滤波窗口是指数形式,在时空域有明确的形式,可以阻止发生高频不稳定。与直接滤波相比,正则化参数可以是空变的,因此比较适合剧烈变化的区域,我们还发现震源归一化互相关成像条件更适合Q--RTM方法。