切缝药包在定向断裂爆破中的应用研究

对切缝药包用于岩石定向断裂爆破进行了一定的研究,对相关爆破参数进行了设计,并利用模型试验进行验证,实验结果表明切缝药包的定向断裂控制效果好。现场试验也表明该法是一种比较理想的断裂控制爆破技术。最后指明该技术有待进一步研究的方向。     

世界砂岩型铀矿探明资源的分布及特征

最新核电发展规划显示未来我国对铀资源的需求很大。长久来看在继续加大国内勘探力度的同时,需尽快了解国外已探明铀资源尤其是砂岩型铀资源的分布,以更好地从全球视角完善我国的铀资源供应链。我国北方砂岩型铀矿大规模勘探始于本世纪初,起点较晚,在实际勘探和研究中也遇到较多难题及困惑。因此与全球同类型矿床的对比研究亟需展开,亦要求首先了解世界各国砂岩型铀矿的分布和基本特征。本文通过大量文献和最新勘探形势的调研整理,对比分析了近年来全球主要产铀国砂岩型铀矿资源量的变化,系统全面地编制了全新的全球和各国(或各大洲)已发现砂岩型铀矿床及其容矿层位分布图,总体可较精细地反映迄今全球各国已探明砂岩型铀矿分布面貌的现状,同时提炼了重点矿床的主要地质特征。最后总结出全球已发现砂岩型铀矿时空分布具有五大特征:(1)全球分布广泛但不均衡,跨欧亚存在东西向巨型铀矿带;(2)规模因地而异、(超)大型矿床较多;(3)平面分布与气候环境耦合明显;(4)容矿层时代跨度长、成矿时间相对较晚;(5)主要赋存于含油气或聚煤能源盆地中。本文提供了一份可以快速了解和全面把握全球砂岩型铀资源分布及其重要地质特征的材料,为科研人员提供可对比研究的国外矿床实例,同时也为我国企业"走出去"和"走向哪里"提供科学依据。     

磺酸型阳离子树脂的元素分配行为及高精度同位素分析应用

不同元素在离子交换树脂的分配系数是元素纯化和分离的基础,不同酸中各元素分配系数差异可用于设计高效的元素提纯流程,从而被广泛应用于现代高精度同位素分析。本文以AG®50W-X8阳离子树脂为研究对象,以分配系数(Kd)作为量化指标,通过系统实验研究不同元素在该树脂中的分配行为。在前人研究基础上,本实验增加了元素数量和酸的种类,涵盖了金属、类金属、非金属和稀土元素。结果表明：在盐酸和硝酸介质中,几乎所有元素的Kd都与酸度呈负相关,当酸度达到6mol/L时,除Th和Ca以外的所有元素都会被酸洗脱。稀土元素(REEs)和高场强元素在0.1～0.5mol/L稀硝酸和稀盐酸中强烈吸附在树脂上;而一些过渡金属、类金属和非金属元素(如Mo、W、Re、Ir、Sb、Ge、As、Se、Te等)在酸溶液中会形成含氧阴离子,不与阳离子树脂发生吸附。Al、Fe、Se、Pd、Cd、In等元素在盐酸中易与氯离子形成配位化合物或离子团,导致这些离子在盐酸中的分配系数显著降低。在硝酸和盐酸与氢氟酸的混合酸中,除稀土元素外,绝大部分元素随酸度增加Kd迅速降低。稀土元素在盐酸-氢氟酸混合介质中,随着盐酸的浓度增加(从0.1mol/L盐酸-0.2mol/L氢氟酸至6mol/L盐酸-0.2mol/L氢氟酸),稀土元素分配系数（KdREE）具有先增加后降低的趋势。氢氟酸的加入可显著降低Be、Al、Sc、Fe、Sn、Th、U、Ti、Zr、Hf等元素在稀盐酸和稀硝酸中的分配系数,使这些元素几乎不与树脂发生吸附。本研究揭示了不同酸介质中各类元素在阳离子交换树脂上的分配行为存在差异,尤其是氢氟酸的加入可显著改变高场强元素、部分过渡金属和稀土元素的分配系数,为应用该树脂开发和优化适用于高精度金属稳定同位素分析的元素提纯流程(如Li、Mg、K、Sr、Ce、U等)提供了数据支撑,并可有效地减少后续实验设计的工作量。     

隧道爆破开挖围岩动力损伤效应数值模拟

采用数值模拟技术预估岩体开裂深度及爆破损伤影响范围对工程设计可以起到事先指导作用,对施工安全具有重大意义,其中科学的、合理的损伤模型及迭代计算方法是关键。基于FLAC3D程序的用户自定义本构模块,将考虑累积应变和荷载作用时间的Yang-Liu率相关动力损伤模型与Mohr-Coulomb弹塑性本构进行耦合,将围岩破坏过程中的损伤特性反映在荷载增量迭代计算中,形成了弹塑性动力损伤本构模型,详细推导了损伤应力修正迭代计算方法。对一圆形隧道爆破开挖进行模拟,探讨了爆破诱发的质点振动衰减特征及围岩损伤分布规律。分析结果表明,爆破产生的质点振动速度峰值与其所造成的损伤具有很好的相关性。该爆破损伤模型及模拟方法可以为类似工程提供一定参考     

多年冻土区输油管道-管周冻土热力相互作用研究进展

冻土区管道工程建设面临冻土工程特性及相关地质问题的严重挑战,开展管道-冻土相互作用研究对于解决管道稳定性问题具有重要的实际指导意义。综述国内外输油管道-冻土热力相互作用研究进展发现,目前研究集中在特定（定值或周期变化）油温下管周土温度场的定量描述以及差异冻胀/融沉下交界面处管道力学响应规律的解耦分析,缺乏完整时空序列的现场综合观测与管土界面特性及其动态演化研究。对管道防融沉措施进行归纳总结发现,各措施应用效果缺乏管道应力与变形数据的有效支持。应加强管道本身与管道沿线次生冻融灾害监测及相关数据获取,以此为校验开展管土界面特性及演化规律的系统研究,以便构建更为合理的管土接触面单元模型,将其和具有普适性的冻土模型相结合,植入有限元软件提高管土相互作用模型计算可靠性,并建议立足管道变形角度对防融沉措施的工程应用效果予以综合评价。     

广西凌云县地下水资源量评价

为研究广西凌云县地下水资源状况,在分析区内地质构造、岩溶发育特征、含水介质及水动力条件的基础上,采用降水入渗系数法和枯季径流模数法分别对凌云县地下水天然补给量和可开采资源量进行评价,并对地下水资源空间分布特征进行分析。结果表明: 全区地下水多年平均天然补给量112 619.73万m³/a,其中岩溶地下水多年平均天然补给量69 797.68万m³/a,基岩裂隙水多年平均天然补给量为42 822.05万m³/a,可开采资源量为9 840.37万m³/a。区内岩溶发育较强烈,岩溶形态丰富,岩溶发育在垂向上具有一定分带性,高程跨度大,地下水资源空间分布总体相对较为均匀。研究成果为凌云县地下水资源可持续开发利用提供了科学依据。     

城市地铁隧道施工对管线的影响研究

结合深圳地铁大剧院-科学馆区间隧道非降水施工对管线的影响问题,阐明了该工程的施工方案,给出了管线安全性的评价标准。在此基础上,首先利用土工离心模型试验,模拟了隧道开挖对管线的影响,然后,利用三维弹塑性有限元法模拟了隧道施工过程中管线的动态响应。通过离心模型试验、数值模拟分析、现场量测的地表沉降值的对比分析可知,三者的数据基本吻合,论证了分析结果的合理性和可靠性,并对施工期间管线的安全性做出了评价,为该工程顺利实施提供了理论依据和指导作用,并取得了一些有意义的成果。     

砂土液化大变形模型在FLAC3D中的开发与应用

通过FLAC3D二次开发平台,在VC++环境下实现了基于砂土液化大变形机制的变动映射中心边界面弹塑性模型的二次开发。基于饱和砂土液化大变形本构理论,该模型符合三维应力空间边界面映射规则,并引入临界状态变量,可实现对不同密度和围压状态下砂土液化大变形分析。针对FLAC3D程序混合离散技术与数据调用模式和模型的体积相容性条件,测试分析了将模型采用不同植入方案的计算稳定性,开发了在FLAC3D混合离散技术下不同子区共享映射中心,进入与离开液化状态保持同步的开发方案,并给出模型开发的关键技术与实施方法。利用开发的模型,对饱和砂土开展了不排水/排水/循环三轴试验与不排水循环扭剪试验模拟,及三维地基的动力反应分析。计算结果表明,模型及所开发程序具有很好的模拟与分析砂土液化后大变形的能力。     

重庆嘉陵江干流饮用水水源地水质分析与健康风险评价

利用WQI模型和水环境健康风险评价模型对20092011年嘉陵江干流重庆段6个饮用水水源地进行评价,并将影响这两种方法的主要因素进行分析比较。结果表明,6个水源地水质总体较好且城郊差异不大,但健康风险等级普遍偏高,城区明显高于郊区;各污染物都可能影响到WQI值,而砷、镉尤其是六价铬等化学致癌物是影响总健康危害风险的主要因素。两种模型侧重点不同,综合运用将更有助于客观全面评价水体质量和对人体健康的影响。     

Fitting the Linear Model of Coregionalization by Generalized Least Squares

In geostatistical studies, the fitting of the linear model of coregionalization (LMC) to direct and cross experimental semivariograms is usually performed with a weighted least-squares (WLS) procedure based on the number of pairs of observations at each lag. So far, no study has investigated the efficiency of other least-squares procedures, such as ordinary least squares (OLS), generalized least squares (GLS), and WLS with other weighing functions, in the context of the LMC. In this article, we compare the statistical properties of the sill estimators obtained with eight least-squares procedures for fitting the LMC: OLS, four WLS, and three GLS. The WLS procedures are based on approximations of the variance of semivariogram estimates at each distance lag. The GLS procedures use a variance–covariance matrix of semivariogram estimates that is (i) estimated using the fourth-order moments with sill estimates (GLS₁), (ii) calculated using the fourth-order moments with the theoretical sills (GLS₂), and (iii) based on an approximation using the correlation between semivariogram estimates in the case of spatial independence of the observations (GLS₃). The current algorithm for fitting the LMC by WLS while ensuring the positive semidefiniteness of sill matrix estimates is modified to include any least-squares procedure. A Monte Carlo study is performed for 16 scenarios corresponding to different combinations of the number of variables, number of spatial structures, values of ranges, and scale dependence of the correlations among variables. Simulation results show that the mean square error is accounted for mostly by the variance of the sill estimators instead of their squared bias. Overall, the estimated GLS₁ and theoretical GLS₂ are the most efficient, followed by the WLS procedure that is based on the number of pairs of observations and the average distance at each lag. On that basis, GLS₁ can be recommended for future studies using the LMC.