基于超声波的围岩松动圈实时监测系统设计

实时地掌握围岩松动圈的范围对矿藏的安全生产具有重要的意义。利用超声波探测的灵活性和准确性,本文提出了一种基于超声波的围岩松动圈监测系统设计方法。此方案利用超声波在岩体中的传播速度与岩体的受力状态和裂隙程度的关系来实时地监测围岩松动圈的情况,具有方便、灵活、易于操作等特点。     

围岩一支护动态系统稳定性判据——变形速率比值判别法

本文以围岩稳定性判据现有研究成果为基础,总结若干新奥法软弱围岩隧道工程监控量测的经验教训,针对现行判据在现场往往难以掌握应用的问题,提出“围岩与支护动态系统稳定性判据(变形速率比值判别法)”,给出工程实例,并以开放的复杂巨系统方法论为指导,试图从原理和方法上加以阐明。     

Toward A Mechanistic Understanding of Re-Infiltration in Naturally Fractured Reservoirs with Surfactant-Aided Gravity Drainage Process

Surfactant-aided gravity drainage is an improved oil recovery technique for water-invaded zone in fractured carbonate reservoirs, which are mostly oil-wet or mixed-wet rocks. The re-infiltration mechanism in water-invaded zone has a considerable effect on oil vertical movement in gravity drainage processes. In this work, a mechanistic understanding of re-infiltration in surfactant-aided gravity drainage, in comparison to oil–water gravity drainage is presented using an experimentally and numerically validated model. A column model is constructed from three matrix blocks. These blocks are separated from each other by horizontal fractures. A storage tank is considered on top of the model to store depleted oil from matrix blocks. The stacked-blocks model for re-infiltration is validated and verified to simulate water and chemical flooding using a mesh independency study and experimental flooding data in a composite core experiment. Using this model, several analyses are performed to investigate effects of rock and fluid properties, rock saturation functions, wettability alteration, surfactant adsorption, and capillary continuity on re-infiltration.     

稀有金属伟晶岩过度冷却与侵位之关系——基于野外地质观察及年代学的思考

稀有金属伟晶岩的结晶过程是认识其成矿作用的重要方面。前人利用冷却模型所推测出的侵入变质围岩的伟晶岩冷却时间为几天至几千年,但对侵位于花岗岩中伟晶岩的结晶过程缺乏相关研究。基于此,对新疆大喀拉苏及镜儿泉地区稀有金属伟晶岩的野外地质观察及年代学研究显示,两处伟晶岩的侵位模式不同,侵位时花岗岩围岩的温度有别。大喀拉苏1号伟晶岩(年龄为(248.4±2.1)～(228.4±0.3)Ma)主要侵位于较冷花岗岩围岩(年龄为(261.4±2.1)Ma)的席理面,边缘可能出现过度冷却。最新铌钽铁矿U-Pb年代学显示,镜儿泉1号锂辉石伟晶岩形成时代为(250.8±1.0)Ma,熔体侵位于温度较高的花岗岩(年龄为(252.9±1.9)Ma)内部断层,其冷却结晶受花岗岩温度及区域地热梯度制约,冷却时间可能超过3 Ma。综上所述,过度冷却模型的适用性、铌钽铁矿U-Pb同位素体系的封闭温度都需要进一步研究,以解释同位素年龄与冷却模型所得结晶时间的显著差异。     

基于SPW的流星余迹极低信噪比通信系统建模与仿真*

SPW具有丰富的通信库和DSP库,且具有灵活的自定义模块能力,是一种复杂通信系统建模和仿真工具.流星余迹通信是一种特殊的通信方式,在通信领域中具有特殊的重要地位.介绍了流星余迹极低信噪比通信系统原理的基础,给出了基于SPW的流星余迹极低信噪比通信系统仿真模型及仿真结果.     

胍基阳离子捕收剂反浮选磷矿的性能与机理分析

为了研究磷矿反浮脱硅过程中,胍基阳离子磷矿捕收剂的作用机理,以N-椰油基-1,3-丙撑二胺、单氰胺、乙酸为原料制得一种阳离子表面活性剂,并用于傅里叶红外光谱仪表征,测试了该药剂与3种矿物作用前后的接触角、Zeta电位、红外光谱,进行了石英、白云石、胶磷矿的纯矿物浮选试验等。结果表明:该合成药剂属胍基阳离子表面活性剂,在广泛pH值范围内,对石英的捕收能力较强,对白云石次之,对胶磷矿较弱;在弱碱性下,对白云石捕收性能有所提高;相较白云石、胶磷矿,该药剂更易与石英产生吸附作用,使矿物表面呈现疏水性;接触角、Zeta电位、红外光谱测试结果说明与3种矿物的吸附主要是物理吸附。试验结果说明该胍基阳离子表面活性剂可以作为磷矿反浮脱硅捕收剂。     

基于RHT模型双孔同时爆破均质岩体损伤的数值模拟

为探究双孔爆破时炮孔间距和额外自由面对爆破过程中爆破损伤的影响,基于RHT（Riedel-Hiermaier-Thoma）损伤本构建立了多组三维数值模型,利用模型损伤云图研究不同爆破条件下的岩石爆破过程,通过自定义变量—有效损伤率的变化探究炮孔周围岩石损伤的时空演化过程。结果表明：随着炮孔间距的增加,岩石有效损伤率逐渐递减,相同截面处的有效损伤率在炮孔间距最小的方案中最大,相邻炮孔间的爆破能量叠加作用随炮孔间距的增大而减弱,合适的炮孔间距可以获得更加理想的爆破效果;岩石有效损伤率随着自由面到炮孔中心处距离的增大而逐渐减小,爆破能量倾向于向自由面方向传播,额外自由面对爆破能量分布的影响随自由面与炮孔间距的增大而减弱。数值模拟结果对研究双孔爆破能量的传递法则具有一定的借鉴意义。     

高地温条件下深埋隧洞围岩温度—应力分析及施工对策

以位于西昆仑山区的齐热哈塔尔水电站引水发电隧洞高地温洞段为例,初步分析了工程区隧洞高地温洞段大地热流背景及其形成机理,针对隧洞围岩的高地温分布特征,建立典型高地温洞段地质模型,利用有限元软件模拟隧洞施工贯通通水后的围岩岩体温度场,并由此来推断热应力对于围岩稳定性的影响。结果表明,围岩温度90℃以上、空气温度50℃以上的高地温洞段,内外温差大于10℃(里低外高),若采用无衬砌和一次支护方案对高地温洞段围岩进行支护,该洞段内大部分区域的最大主拉应力将超过C25混凝土的抗拉强度,易产生整体拉裂破坏;若采用钢筋混凝土衬砌结构方案,则可以通过增加衬砌结构的配筋量来降低其最大主应力值,此时隧洞围岩及衬砌结构均未出现整体拉裂破坏。研究成果能够为保证该高地温隧洞的安全运行提供可靠的设计依据。     

基于等幅周期荷载下软岩Bingham本构模型的研究

为建立一种描述等幅周期荷载下软岩应变特性的本构模型,将Bingham模型中的常值黏壶元件替换成与循环次数相关的变系数黏壶元件,常值弹性元件替换为随周期荷载循环次数的增大而衰减的非定值弹性元件,即可得到反映周期荷载下软岩各种应变规律的Bingham本构模型。当循环荷载应力上限值σmax大于岩石的临界强度σs时,模型为可反映软岩3个应变阶段的改进4参数Bingam模型;反之则为反映软岩前两个应变阶段的非常值2参数Hook模型。将周期荷载分解为一个定值荷载和一个平均应力值为零的周期荷载,基于流变力学理论给出了定值荷载作用下基于该模型的本构方程式,再根据黏弹性力学理论,给出了平均应力值为零的周期荷载下基于该模型的本构方程式,最后将已获得的本构方程式叠加即得到周期荷载下软岩本构方程式。结果表明:所建立的本构方程式可较好描述周期荷载下不同软岩各类应变特征,对各类软岩的应变曲线拟合的相关系数均在0.868以上,且同一种岩石模型中弹性元件系数初始值随周期荷载的动应力幅值的增大而减小,岩石加速应变速率参数随动应力幅值的增大而增大。     

长大隧洞工程建设中地下水处理的实践及思考

以引汉济渭工程秦岭输水隧洞(越岭段81.779 km)为例,围绕该隧洞建设过程中的地下水问题,介绍其总体富水情况以及地下水预测方法。通过对秦岭各支洞抽排水措施的综合研究,给出了抽排水方案的设计步骤,结合不同涌水的处理提出了突涌水的处理思路,并介绍了目前国内先进的突涌水预测手段及应用效果。根据秦岭隧洞抽排设备的配置思路以及洞外环保处理情况,指出了目前地下水处理过程中存在的问题并提出相应的解决方法。通过引汉济渭工程建设过程中地下水处理情况的介绍、探讨和分析,对长大隧洞处理类似地下水问题提供一定的借鉴。