深部泥岩渗透率测试方法及数据适用性分析

针对深部地层同一种泥岩,先后采用常规渗透测试、变围压渗透测试和三轴压缩下瞬态法3种方法开展渗透率的测试研究。试验发现,3种方法下泥岩的渗透率差别极大,其中常规渗透测试所得的渗透率高出后两种方法3~5个数量级;变围压法在围压大于5 MPa后与三轴压缩下的瞬态法所测得的渗透率值较为接近;瞬态法下泥岩渗透率随偏应力增加而缓慢 降低,偏应力高达30 MPa时仍未出现扩容现象。测试显示泥岩的渗透率具有强烈的压力敏感性,其内在原因是较高围压下裂隙闭合、孔隙压紧、孔喉连通性减小,进而导致渗透率下降,而制样、烘干处理等对渗透率也有一定影响。基于试验结果与泥岩所处实际地层应力状态,提出可采用变围压法开展油气储集层的盖层的渗透率及其演化规律研究,而三轴压缩下瞬态法则更适用于能源储库盖层及核废料处置室围岩的渗透规律研究;常规渗透方法所得数据的应用则须商榷。研究结论对研究深部泥岩的渗透特性和密封性能有一定参考价值。     

2000-2010年中国不同地区人口密度变化及其影响因素

人口空间分布及其集疏变化是区域发展规划的重要科学基础之一。2000-2010年中国人口变化格局及其驱动因素有待进一步梳理。鉴于此,以分县为基本研究单元,利用2000年与2010年两次人口普查数据,首先根据人口密度变化将中国不同地区划分为快速增加、缓慢增加、缓慢降低和快速降低四个类型,并分析其空间格局与地域特征。在此基础上,选取11个自然与社会经济因素,利用偏最小二乘法 (PLS),对全国及四类地区的人口密度变化影响因素及其地域差异进行了定量分析。研究结果表明：① 相较于2000年,2010年全国超过60%的分县单元人口密度增加,平均增速为21人/km²,主要分布在城镇密集地区;不到40%的分县单元人口密度减少,平均降低13人/km²,主要分布在人口密集省份、老城区和边境地区;② 自然因素与社会经济因素对人口密度变化均有影响,但社会经济因素影响更大。高经济发展水平、医疗条件和通讯能力是人口密度增加的主要“拉力”,而地区内稠密的人口是人口密度降低的主要“推力”。上述结论基本理清了中国近10年来人口增减变化空间分布格局及其地域影响因素,可为未来人口发展和区域规划提供有益的借鉴。     

基于CALIPSO星载激光雷达的中国沙尘气溶胶观测

基于2006年6月至2012年5月无云条件下CALIPSO星载激光雷达观测资料,分析中国典型地区（塔克拉玛干沙漠、柴达木盆地、戈壁区和华北）沙尘气溶胶分布。结果表明：塔克拉玛干沙漠和戈壁区为沙尘天气发生频率高值区,且前者在各高度层的沙尘发生频率都大于后者。沙尘发生呈季节性分布。塔克拉玛干沙漠在春季沙尘发生频率最大,抬升最高可至10 km,冬季频率最小,高度最低,主要分布在3 km以下。戈壁区在春季沙尘发生频率、抬升高度最大,冬季抬升高度最低,但低层发生频率大于夏、秋两季。在塔克拉玛干沙漠,沙尘光学厚度春季最大约为0.44,冬季最小约为0.17,春,冬季消光系数峰值最大,可达0.25 km^-1,且随高度的递减率大于夏,秋季。在戈壁区和柴达木盆地,沙尘光学厚度春季最大、秋季最小。在华北,沙尘光学厚度春季最大、夏季最小,消光系数在2 km以上春季最大,这主要是由于春季远距离高空传输到华北的沙尘量最多。塔克拉玛干沙漠与柴达木盆地的退偏比为0.2~0.35,戈壁区为0.16~0.28,可能是由于塔克拉玛干沙漠的物质组成与柴达木盆地相同,而与戈壁区不同。华北因低层沙尘与其他气溶胶混合导致退偏振比廓线随高度递增。4个区域对流层上部退偏比全为0.2,表明高空气溶胶可能为来自相同源区的沙尘。     

长囊水云叶绿体基因组密码子使用特征分析

长囊水云(Ectocarpus siliculosus)是一种重要的海洋褐藻,是褐藻研究的模式生物.以其叶绿体全基因组序列为基础,对密码子使用特征进行分析.结果显示,叶绿体基因组的GC尤其是GC3值较低,分别为31.8％和17.32％,偏向使用以A或T碱基结尾的密码子;全基因组具有较小的有效密码子数(ENC)值和较高的密码子适应指数(CAI)值,表明其具有较高的同义密码子使用偏性;密码子使用特征受到基因表达水平上的自然选择以及基因碱基组成中性突变的双重影响,其中选择的作用对高表达基因密码子使用偏性的影响比较突出,而突变是低表达基因密码子使用偏性的主要影响因素.另外,首次确定UUU,GUU,UCA等12个密码子为长囊水云叶绿体基因组的最优密码子.     

静偏应力下湛江结构性黏土的动力特性

针对天然强结构性湛江黏土,通过开展不同静偏应力影响下的不排水循环加载三轴试验,对循环荷载作用下的动变形、动强度和动孔隙水压力特性以及与土结构性间的内在联系进行系统性的试验研究。结果表明,结构性黏土在循环荷载作用下的突然破坏,具有脆性破坏特征,静偏应力越大,土体破坏应变越小。湛江黏土的临界动应力随静偏应力呈先增大、后减小的变化规律,在静偏应力较小时存在峰值。分析认为,静偏应力对结构性黏土动力特性的影响存在分界值,小于该值时静偏应力对土体的压密作用提高了土体的临界动应力和动强度,抑制了土的变形发展;当静偏应力继续增大,则土体结构损伤,动荷载下的临界动应力和动强度均呈下降趋势。结构性土的动孔隙水压力低于一般黏土,静偏应力的存在导致孔压在土体破坏后出现负增长,初始剪应力使结构性土体产生剪胀势。     

介质密度反演偏导矩阵的精确计算方法

实现反演偏导矩阵的计算是基于导数最优化反演方法的关键,然而目前的地震反演几乎都是基于Zoeppritz方程近似实现的,使计算精度和适应范围受到限制.本文利用Zoeppritz方程建立了反射系数对地层介质密度比偏导方程,导出了Zoeppritz方程矩阵元对介质密度比的导数.通过求解偏导方程获得了反射系数对介质密度比偏导数的精确计算(考虑了速度中含介质密度的问题).利用数值算例分析了反射系数对介质密度比偏导数的变化特点.本文采用直接解法求解偏导矩阵方程组,获得了快的计算速度和高的计算精度,为实现地层介质密度反演(包括大角度反演)提供了偏导矩阵的计算方法.     

一种适用于各向异性土体的破坏准则

自然界的土体通常具有各向异性的特点,而传统的破坏准则大多只适用于各向同性的土体。结合应力张量和反映材料各向异性状态的组构张量,定义了修正偏应力及其不变量,提出了适用于各向异性土体材料的破坏准则。给出了共轴条件下正交各向异性和横向各向异性材料在一般应力空间的破坏曲线以及不同应力区中主应力系数b与摩擦角的关系曲线,并分析了它们的特性以及与各向同性材料相应曲线的区别。通过与真三轴试验数据的比较,表明该准则能很好地描述各向异性土体材料的强度特点。     

偏高岭土高性能混凝土氯离子抗渗性试验研究

偏高岭土是高岭土在一定高温煅烧下的产物。为提高高性能混凝土抗渗性,本文将5%、10%、15%的偏高岭土取代等质量水泥掺加到混凝土中,并对通过偏高岭土高性能混凝土的电量进行测量。试验表明,与混凝土试件相比,掺量为5%、10%、15%的偏高岭土混凝土通电量分别减少了22.8%、45.8%和49.5%,氯离子扩散系数分别减少了8.2%、16.6%和17.9%。可见随着偏高岭土掺量的增加,高性能水泥混凝土的抗氯离子渗透能力逐渐增加,以掺量为15%的偏高岭土混凝土的抗渗性能最好。     

科尔沁沙地固定沙丘土壤水体积分数变化

利用2006-2009年5-9月科尔沁沙地固定沙丘0~150 cm土壤水体积分数监测数据及降水资料,采用偏度、峰度检验法检验了固定沙丘不同月及不同土层土壤水体积分数的正态性,并得到了其正态分布相关参数的估计值及其置信区间;同时,对不同土层、不同月及不同年间的土壤水体积分数变化和差异进行了分析。结果表明:(1)固定沙丘同一月的土壤水体积分数以显著性水平α=0.1通过正态分布的假设检验;固定沙丘土壤水体积分数的平均值范围1.82%~4.95%,主要集中在2%~4%;(2)受降水影响,固定沙丘7月土壤水体积分数较高,且与其他月的差异显著;7月土壤水体积分数均值和方差的点估计及置信水平为0.95的置信区间、统计特征均与其他月的有较大差异;(3)固定沙丘0~10 cm土壤水体积分数较低,且与其他土层有显著差异;而10~30 cm土壤水体积分数较高;(4)2008年土壤水体积分数较低,而2009年土壤水体积分数较高;除2007年与2008年土壤水体积分数没有显著差异外,其余年份间的土壤水体积分数均有显著差异。     

清江中游隔河岩库区偏山滑坡形成机制及稳定性分析

偏山滑坡位于清江中游隔河岩库区,距隔河岩大坝54 km,是该库区的大型滑坡之一,其稳定性直接关系到50多户200多人的生命安全及隔河岩水库的正常运行.通过野外调查,采用工程地质测绘、钻探、物探、槽探等工程勘查手段,分析该滑坡的形成机制,查明除地形地貌、地层岩性、物质结构外,滑坡稳定性主要受暴雨、水库水位涨落等外动力因素的影响;从深部位移及地表位移、地表裂缝的监测结果分析,滑坡局部产生变形及位移,正处于蠕变阶段;通过滑坡稳定性计算,结合滑坡形成机制及影响因素分析,滑坡整体稳定性较好,但滑坡在暴雨加库水位骤降条件下,稳定系数有所降低,局部存在滑塌的可能.