深土力学特性研究现状及发展展望
摘要：以矿山建设为代表的深部地下工程的大量开建,促使深土力学这一基础理论学科得到了进一步地发展.本文从深土物理性质特性、加载路径力学特性和K0及卸载路径力学特性3方面对目前深土力学特性的相关研究现状进行了综述,指出黏土高压宏观力学响应已得到表观披露但其微观控制机理阐述存在不足.通过微观分子模拟获得层间结合水特性,介观尺度黏土单一晶片物理力学特性模拟,以及考虑短程水化斥力对双电层理论进行修正,揭露控制深土高压力学特性的基本机制在于层间结合水的部分脱附和小间距条件下短程水化斥力的发挥.从试验研究、多尺度数值模拟以及理论分析3方面对深土高压力学特性的研究前景进行了展望.煤受热升温电磁辐射效应实验研究
摘要：为研究煤受热升温电磁辐射效应,建立了煤受热升温电磁辐射实验系统,对煤受热升温时产生的电磁辐射进行了实验研究,并对煤受热升温产生电磁辐射的机理进行了分析.结果表明：煤在受热升温过程中伴随有不同频率电磁辐射信号产生;电磁辐射与温度的升高呈正相关,温度越高,电磁辐射信号越强;电磁辐射能够反映煤在受热升温时的温度变化及变形破裂过程;电磁辐射是热致膨胀变形和热致胀裂的结果.承压水渗流条件下预防陷落柱突水力学模型及应用
摘要：针对陷落柱突水对矿井安全生产的威胁,运用理论分析、相似模拟和数值模拟综合手段研究分析陷落柱的水文地质特征,充分考虑承压水对陷落柱围岩影响作用,建立了预防陷落柱突水灾害物理模型.结果表明：按照水流的形态,可将陷落柱围岩分为无水力梯度的塑性充水区和存在水力梯度的周边渗透区,且将周边渗透区作为陷落柱的重要表征参数.同时,基于比奥理论、高等渗流力学和弹塑性力学等基础理论,分析了预防陷落柱突水灾害模型的力学机制;推导出柱体周边渗透区和弹性区的应力分布函数,得到了求解陷落柱周边渗透区距离公式.根据范各庄矿现场地质条件,计算得到该矿2^#陷落柱的保护煤柱留设尺寸和围岩应力分布曲线,运用数值软件对陷落柱周边流固耦合场进行分析,结果与理论分析一致.单轴压缩下充填正交裂隙花岗岩强度及裂纹扩展演化
摘要：为研究充填材料类型对裂隙岩石力学特性及裂纹扩展演化的影响特征,对含充填正交裂隙花岗岩板状试样进行单轴压缩试验.结果表明：与单裂隙试样相比,含充填正交裂隙试样峰值强度和弹性模量明显劣化,劣化幅度分别为17.45%～39.19%和9.64%～27.42%.随充填材料强度的增加,充填试样峰值强度和弹性模量均逐渐增大.充填类型对试样次生裂纹的起裂形式影响显著,充填材料强度较低时,试样首先在充填物与次裂隙的交界面发生＂脱黏＂现象,然后由次裂隙外侧尖端开始起裂,而充填材料强度较高时可抑制次裂隙尖端裂纹萌生,试样初始破坏表现为主裂隙尖端的拉裂纹扩展.充填材料强度越大,充填试样的起裂应力越接近峰值强度,起裂应力水平越高.获得了充填试样轴向应力-应变曲线与次生裂纹扩展的实时关系,表明每一次较大的应力跌落均对应一条次生裂纹的萌生和扩展.含初始损伤的煤统计损伤本构模型研究
摘要：基于数字图像处理技术和Monte-Carlo理论重构了煤体细观结构单元,假定煤微元强度服从对数正态分布建立煤统计损伤本构模型,并计算得初始损伤值.结果表明：1）基于门限处理和形态学相结合确定种子点位置的区域生长法,可有效提取煤SEM图像的细观结构信息;2）煤细观结构几何参数分别服从特定的统计分布,通过Monte-Carlo法模拟的细观表征体元可较好地描述煤初始损伤情况;3）构建的模型能较好地模拟煤变形破坏全过程,尤其是初始压密阶段.泥岩峰后应变软化行为及围岩-支护结构相互作用研究
摘要：采用室内三轴试验方法,基于塑性力学理论,获得泥岩峰后软化模量与围压的关系,构建了考虑围压影响的泥岩峰后应变软化模型,基于FLAC^3D平台进行开发,结合工程实例对模型进行验证.研究表明：构建的泥岩峰后应变软化模型可以考虑剪胀角的影响,符合围岩峰后变形的实际情况;数学模型能够较真实的反应岩石峰后非线性力学行为,为实现数值计算由定性向定量的转变奠定基础;通过现场实际应用表明,数值计算结果与现场实际情况吻合.U型约束混凝土拱架屈服承载力计算方法研究
摘要：建立了任意节U型约束混凝土拱架的力学模型,计算分析了径向均布荷载和多点集中荷载作用下的拱架内力.进行了U型约束混凝土构件的纯弯曲试验和不同偏心率下的偏压试验,分析得到了UCC29-C40构件的压弯极限强度承载力计算公式（m-n曲线）.基于此提出了U型约束混凝土拱架的屈服承载力计算方法,绘制了完整的计算流程图,进行了算例分析.同时开展了与算例条件基本相同的UCC拱架全尺寸力学试验,结果表明：实测拱架的屈服承载力为1 230kN,屈服承载力理论计算值误差为6.7%,且拱架屈服位置及钢材应变测试规律与内力计算结果吻合.全尾砂固结体固结过程孔隙与强度特性实验研究
摘要：为探明全尾砂固结体在固结过程中的孔隙与力学参数变化规律及其间的定量关系,以不同条件下全尾砂固结体为研究对象,采用压汞法、单轴压缩和剪切试验等方法,着重分析其孔隙率、平均孔径、单轴抗压强度、内聚力和内摩擦角的变化规律.结果表明：养护龄期显著改变固结体的孔径尺寸及分布,随着养护龄期的增加,微小孔径（10～100nm）比例增加,孔隙率降低;在养护龄期28d之内,不同灰砂质量比和质量分数固结体的单轴抗压强度增长规律随龄期变化基本相同,皆遵循指数函数曲线增长规律,强度增长曲线趋势与灰砂质量比、料浆质量分数以及养护龄期正相关;灰砂质量比、质量分数和养护龄期对固结体的内聚力影响显著,对内摩擦角影响较小;单轴抗压强度、内聚力和内摩擦角均与孔隙率、平均孔径呈非线性负相关,基本遵循指数函数y=ae^-bx的定量关系;孔隙率对单轴抗压强度影响显著.上覆优质源岩对上生下储式致密油成藏的控制作用——以松南中央坳陷区青一段泥岩为例
摘要：基于优质源岩在致密油成藏过程中的作用越来越显著,以松南中央坳陷区青一段泥岩为例,综合运用测井、录井及地球化学测试等资料,提出由排烃角度建立源岩评价标准,在此基础上,综合优质源岩的供烃能力、古超压发育特征及封盖能力等因素,详细阐述其对下伏泉四段致密油成藏的控制作用.研究结果表明：青一段暗色泥岩有机质类型以I型和II1型为主,具有丰度高、类型好、生烃潜力大的特征,其中,TOC〉2.0%,Ro〉0.9%的泥岩排烃量明显增大,为优质烃源岩;优质烃源岩厚度由湖盆边缘向沉积中心逐渐增加,纵向上主要集中在青一段下段,平面上以长岭凹陷中、北部和红岗阶地东部海坨子地区最为发育;研究区青一段优质源岩的展布范围控制了泉四段致密油藏的分布格局;其累计厚度及生、排烃强度控制油源充足程度,使得石油最大下排深度达160m;青一段古超压是石油下排的充注动力,其与油源断层的配置关系控制了泉四段下部砂组的油气富集程度;此外,青一下亚段的优质源岩为泉四段致密油藏的保存提供有效封盖.“相控”测井曲线标准化及其应用——以鄂尔多斯盆地下寺湾地区延长组湖相泥页岩TOC评价为例
摘要：为了进一步提高测井数据精度,提出＂相控＂测井曲线标准化,以TOC含量预测为例阐述＂相控＂测井曲线标准化对提高地质、地化参数预测精度的重要性.在对鄂尔多斯盆地下寺湾地区地质条件分析基础上,在严格的相控下,选取了主体位于半深湖相、厚度稳定、主要由泥页岩组成的延长组C7^2小层作为标准层,以位于研究区中心、测井和分析测试资料较全的YY9井作为标准井,采用直方图标准化法对研究区测井曲线进行了标准化.研究结果表明：虽然传统测井曲线标准化能够提高TOC预测精度,但其标准层选取已经不能完全满足湖相页岩气勘探中测井曲线标准化＂标准层＂的选取需要;与传统标准化相比,＂相控＂测井曲线标准化后TOC预测值与实验分析值线性回归更加趋近于Y=X,相关系数提高0.020至0.129不等,其中,问题井相关系数提高32.23%,＂相控＂测井曲线标准化更好地降低了测井资料的系统误差,提高了利用测井资料评价TOC的精度;＂相控＂测井曲线标准化要求标准化在位于同一＂沉积亚相＂的井中进行,在一定程度上限制了标准化的平面推广.煤层气的复合解吸模式研究
摘要：通过分析煤层气的气相及液相吸附特点,论证了煤层气的吸附服从液相吸附规律,讨论了地层原始条件下煤层气的解吸过程,发现其是由气相与液相解吸复合而成的,建立了描述煤层气复合解吸的数学模型.复合解吸受气相解吸、液相解吸以及煤层含水饱和度控制,并存在相转换解吸模式,计算出煤层气复合解吸的静态及动态曲线.研究结果表明：静态曲线表明当煤层含水饱和度由100%减少至60%时,复合解吸量较气相解吸量多36.48%;动态曲线表明在煤层气解吸初期,相转换解吸气量比例为74%;而在解吸晚期相转换解吸气量比例下降至4%.复合解吸同样满足Langmuir规律;早期解吸气的主要来源是由于相转换解吸且解吸量会出现台阶式变化;而在解吸晚期,则主要由气相解吸模式控制,煤层产出气的主要来源是气相解吸和液相解吸.琼东南盆地深水区松南-宝岛凹陷同沉积断裂活动及其对沉积充填的控制
摘要：综合利用大量二维、三维地震数据以及钻井资料,运用古落差法和断层活动速率分析法系统阐明2号断裂带时空演化规律,并重点分析同沉积期断裂活动及其所形成的古构造格架对松南-宝岛凹陷北缘层序地层整体构型、层序充填样式以及砂分散体系时空配置的控制作用.研究表明：2号断裂带活动在时间上呈现出明显的幕式特征,整体表现为＂弱—强—弱—消亡＂的演化趋势,主要活动期集中在古近纪裂陷期;在空间上显示出显著的分段性特征,可细分出松南段和宝岛段,且松南段活动性较宝岛段更为强烈.2号断裂带同沉积期断裂活动对松南-宝岛凹陷北缘沉积中心的展布及其动态迁移规律、层序内部体系域发育和沉积充填样式均具有明显控制.在裂陷期,松南-宝岛凹陷北缘分别发育陡坡断阶型层序样式和多级断阶陡坡型层序样式,在裂后坳陷阶段主要发育挠曲坡折型层序样式、沉积坡折型层序样式以及滑塌坡折型层序样式.此外,沿F2断裂上升盘发育的2个横向凸起调节带和2个走向斜坡调节带对盆缘水系的汇聚具有明显控制,其所在位置发育大型储集砂体.基于土地利用类型的ASTER GDEM精度评价——以连云港为例
摘要：先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型（ASTER GDEM）作为土地利用领域研究的重要基础数据,其精度对研究结果的准确性起到了重要作用.以连云港为例,应用地理信息系统（GIS）空间统计分析方法,选取高程互差最大最小值、均值、中误差、互差频率分布等指标,分析了不同土地利用类型的ASTER GDEM数据误差分布.结果表明：草地、水田、旱地、采矿等土地类型的精度较高,裸地、林地、园地、风景特殊等土地类型的数据误差较大;水域内的ASTER GDEM具有一定系统误差;采矿用地包括大量盐田,多分布于沿海平坦区域,ASTER GDEM数据误差较小;土地利用类型综合反映区域地形地势及植被类型等因素,其与ASTER GDEM数据精度的关系符合地形地势与ASTER GDEM数据精度关系.本研究对连云港及其他地区的ASTER GDEM数据质量评估及修正具有指导意义.回转窑提质过程宝日褐煤热碎性工艺因素分析
摘要：在千克级回转窑中研究提质过程多种工艺因素对宝日褐煤粒度分布及碎裂/粉化程度的影响.结果表明：随提质温度的升高（120～700℃）,产物中保持粒级（25～13 mm）的比率由86.62%降至4.32%,碎裂粒群（13～1mm）和粉化粒群（-1mm）的比率分别由9.51%,3.87%增至80.05%,15.63%,并以13～6mm和-0.075mm粒级的变化最为显著.褐煤的碎裂及粉化还随回转速率、保温时间及入料粒度的增加而升高.运用灰色关联方法分析4种因素对碎裂程度的影响权重依次为：温度〉粒度〉转速〉时间;对粉化的影响依次为：温度〉转速〉时间〉粒度.结合分析上述因素影响热碎的内在诱因如水汽-挥发分析出、机械力、间接强化、对颗粒材料抗力及内部气阻等的影响,建立了回转窑提质过程褐煤碎裂-粉化历程描述模型.利用亚油酸组分选择性浮选分离一水硬铝石与叶腊石
摘要：为解决叶腊石与一水硬铝石的选择性浮选分离,采用浮选试验、分子模拟计算及动电位测定等方法,开展了一水硬铝石和叶腊石浮选行为及药剂与矿物间相互作用的研究.浮选试验表明：用碳酸钠和六偏磷酸钠做调整剂时,随油酸碘值的增大,其捕收能力和选择性均增强.对m（Al2O3）∶m（SiO2）为3.39的铝土矿,用碘值为131的油酸做捕收剂,经两粗三精两扫浮选流程,闭路试验获得精矿m（Al2O3）∶m（SiO2）为5.33,Al2O3回收率为85.56%的良好指标.研究表明：随油酸碘值增大,亚油酸含量增大.亚油酸比油酸更易与一水硬铝石表面的Al原子作用,体现出更强的捕收能力和更好的选择性.低阶煤浮选动力学过程研究
摘要：针对可浮性差的低阶煤,设计了新型复配药剂FO3与柴油在浮选机转速为1 500,1 800,2 100,2 400和2 700r/min时的浮选速率试验,并依据经典一级动力学模型,计算出了各个浮选时间段的浮选速率常数.利用MATLAB软件得出了4种传统动力学模型对试验数据的拟合参数,并提出了适用于低阶煤浮选的新动力学模型.结果表明：在相同药剂量下,FO3能获得高于柴油20%左右的可燃体回收率;FO3作用的浮选过程浮选速率常数大,反应速率快;经典一级动力学模型和一级矩阵分布模型对FO3作用的浮选过程拟合较好,柴油作用的浮选过程更接近一级矩阵分布模型和二级动力学模型;新模型对低阶煤浮选过程有很好的适用性,和方差SSE均接近于0,R～2均趋近于1.基于高光谱遥感的玉米叶绿素含量估测模型
摘要：运用粒子群优化算法和支持向量机构建叶片尺度玉米叶绿素含量高光谱估测模型,估测玉米叶片叶绿素含量.通过辐射传输模型（PROSPECT）模拟的玉米光谱和所对应的叶绿素含量建立训练数据集;采用粒子群优化算法和支持向量机（PSO-SVM）学习训练数据集,建立研究区实测叶片叶绿素含量估测模型;利用近地高光谱遥感获取的玉米光谱建立验证数据集,将玉米叶片叶绿素含量估测模型运用到验证数据集,估测研究区玉米叶绿素含量.叶绿素含量反演结果的方根误差MSE=76.178 6,叶绿素含量实测值与叶绿素含量估测值的相关系数R^2=0.871 2.结果表明：粒子群优化算法和支持向量机构建的反演模型能准确预测玉米叶绿素含量,能够解决小样本玉米采样点情况下叶绿素含量反演问题,可以作为玉米叶绿素含量快速、无损估测的一种新方法.基于图像处理技术的浅地层层界划分方法
摘要：针对现有浅地层剖面图像中层界人工划分方法效率低、准确度不高的缺陷,提出了基于图像处理技术的层界自动划分方法及层界提取流程.首先对浅地层剖面原始观测数据解码,并对每Ping的振幅数据转换,形成原始浅地层剖面图像;然后对原始图像进行Ping插补、异常Ping修复、消噪和多次波压制等处理,消除异常观测值的影响,提高图像质量;在此基础上,根据回波振幅与层界的响应机制以及回波强度时序的变化特点,提出了基于灰度突变的阈值法层界粗提取及实施原则,实现了概略层界位置的确定;最后,顾及浅地层底质变化的渐进性和连续性,提出了基于拓扑理论的层界追踪和精提取方法,实现了离散层界的滤除及连续层界的提取.该方法实现了层界的自动提取及与钻孔取芯相同的划分精度.