The solution of the double-sphere model and experimental research of the longterm shear strength of frozen sand based on spherical template indenter test北大核心CSCD   总被引：1，自引：1，他引：0  

恽晴飞  谢春磊  张泽  刘有乾  付峻松  刘启 《冰川冻土》2022,44(2):485-494

The distribution of frozen soil in our country is very broad, and the area of permafrost alone accounts for 22. 4% of the total land area. As a special kind of soil, frozen soil has many properties that thawing soil does not have due to the influence of ice cement in the soil. Among the many properties of frozen soil, the deformation and strength of frozen soil are the basic problems affecting engineering construction in frozen soil areas. The spherical template indenter test is widely used in the test of the mechanical properties of frozen soil because of its simple test process and relatively accurate test results. Compared with the conventional triaxial test or direct shear test, the test process of the spherical template indenter test is simple and easy to implement, the test period is short, and the sample preparation requirements are low. The advantage of effective cohesion is more significant. Therefore, based on the spherical template indenter test of the frozen soil, this paper estimates the strength and mechanical index of the soil through the indentation depth of the spherical template indenter test, and establishes the relationship between the force of the sample and the indentation depth of the indenter test. The specific test method is as follows:take the water-saturated frozen sandy soil made of different particle size groups(the moisture content of the sample is affected by the particle size in the saturated state)as the research object, study the variation law of the depth of the frozen soil sample pressed into the soil by the spherical indenter with time under the conditions of different fixed loads. By comparing and referring to the frozen sands of each particle size group, the long-term equivalent cohesion of the frozen sands of different particle size groups is summarized. The change law of force(long-term shear strength)with time, and the research method of elastic mechanics to solve space problems, summed up the mutual conversion between the depth St of spherical template indenters pressed into frozen sand samples under different fixed load test conditions relation. The research results show that the long-term shear strength of frozen sand based on the spherical mold test is positively correlated with its particle size. At the same time, since the ice content of frozen soil samples is proportional to its particle size, the long-term shear strength of frozen sand is also proportional to the test. The ice content of the sample increases year-on-year;the long-term shear strength of the frozen sand is related to the maximum contact pressure on the contact surface between the frozen soil and the indenter during the test, which can be expressed as Ct = γq0. The size of the relationship coefficient γ is inversely proportional to the diameter of the spherical indenter. In this paper, the spherical indenter is selected as 22 mm, and γ=3. 82×10-3. By establishing the relationship between the maximum contact pressure q0 and the long-term shear strength Ct When the maximum contact pressure q0 is the same under different fixed loads, the long-term shear strength Ct is also the same. According to this, the depth curve and the freezing depth of the frozen sand pressed into the soil by the spherical indenter over time under different fixed loads can be converted. Long-term shear strength curve of frozen sandy soil with time. It has been verified by experiments that the conversion curve of the depth of the indenter pressed into the soil with time under a fixed load of 7. 0 kg is highly consistent with the measured curve of the depth of the indenter pressed into the soil with time under a fixed load of 5. 1 kg and 7. 0 kg. © 2022 Nanjing Forestry University. All rights reserved.  相似文献   

浅成侵入岩储层分布模式——以新西兰Lyttelton火山中新世浅成岩脉为例     

郭天婵  唐华风  王寒飞 《地质学报》2021,95(12):3885-3898

侵入岩油气藏广泛分布于世界各盆地中,具有良好的油气勘探潜力.但对原生孔隙发育的岩脉储层模式的研究尚未引起足够的关注.本文以新西兰基督城Lyttelton火山西北部的中新世浅成岩脉为研究对象,根据野外露头调查、孔渗测试、图像分析和经验公式的渗透率计算,对其孔隙构成、储层分布模式和储层控制因素进行分析.结果 表明:该区浅成侵入岩为孔隙-裂缝型储层,储集空间以气孔为主,冷凝收缩缝次之;气孔可见定向拉长的大直径椭圆形和离散的小直径圆形两类,对孔隙度的贡献以前者为主;柱状节理可见规则和不规则两类,后者的裂缝面密度较高;具有中孔-中渗的特征,局部高孔-高渗;柱体横截面形态和规则性是影响地层渗透性的关键因素.整体上,浅成岩脉从下到上孔隙度由小变大,柱状节理由规则变为不规则;气孔可由柱状节理沟通,其连通性受柱状节理缝间距、缝宽,以及定向拉长气孔与柱状节理之间的夹角控制;Lyttelton火山的浅成岩脉显示,冷凝固结阶段气孔的初始连通率可高达35％.综上,浅成岩脉可具有良好的储集性能,气孔初始连通性较高,可作为有利的勘探目标.  相似文献   

浮式钻井平台隔水管应急解脱分析          下载免费PDF全文

孙明远  张明贺  刘双莹  黄芳飞  杨宇翔 《探矿工程》2021,48(10):82-87

在深水油气勘探开发中,作业环境复杂多变,为了躲避台风等恶劣天气对海上钻井的危害,防喷器与隔水管的应急解脱成为避免海上钻井事故的关键环节。为探究隔水管应急解脱的反冲规律,分析了隔水管应急解脱的原因及反冲过程,利用OrcaFlex方法建立了应急解脱工况下隔水管系统轴向力学分析模型,利用该计算模型,以南海某1520 m深水井为例研究了张紧力、波浪运动、钻井液密度、平台漂移等因素对隔水管反冲的影响。结果表明,解脱时顶部张紧力越大,解脱后隔水管的反冲位移和伸缩节的冲程变化也越大;随着波浪高度的升高隔水管的反冲响应有加强趋势;波浪方向对隔水管的反冲响应没有影响;管内不同钻井液密度对隔水管反冲影响明显;随着平台漂移距离的增加,隔水管的反冲响应更加剧烈。研究结果对保障反冲时隔水管的安全有一定指导意义。  相似文献   

南阿尔金晚泥盆世构造体制转换:来自索尔库里二长花岗岩年代学和地球化学的制约     

袁亚平  刘向东  张振凯  曾忠诚  何元方 《现代地质》2021,35(4):940-954

对阿尔金索尔库里地区二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及全岩主量、微量和稀土元素测试,结果表明二长花岗岩结晶年龄为(377.5±1.6) Ma和(377.4±2.1) Ma;具有高硅(SiO₂=72.55%~76.41%)和高碱(K₂O+Na₂O=7.32%~8.59%)、正常的铝含量(A/CNK=0.92~1.08)、高TFeO/MgO比值(2.57~6.47)的特征,为高钾钙碱性系列;富集轻稀土元素,具有明显Eu负异常;微量元素富集Rb、Th、Y、Zr和Hf等元素,亏损Ba、Sr、P和Ti等元素。上述特征表明索尔库里二长花岗岩为A型花岗岩,是幔源物质底侵作用引发的长英质地壳(变杂砂岩)部分熔融形成的母岩浆经过分离结晶而形成的,且具有A1型花岗岩特征。结合区域地质资料及同期岩浆岩活动历史,认为索尔库里地区二长花岗岩形成于板内伸展构造环境,为晚泥盆世南阿尔金构造带由后造山环境向板内构造体制转换的产物。  相似文献   

便携式锂钾分析仪在钾盐资源现场勘查中的应用     

刘晓  袁继海  孙东阳  樊兴涛  詹秀春 《地球学报》2021,42(4):573-578

钾盐矿作为农业三大肥料中钾肥的主要原料,是国家粮食安全的重要保障,也是我国紧缺的七大宗矿产资源之一.当前可供开发利用的主要是可溶性钾盐资源,现场勘探和开采急需相关仪器和快速分析技术的支持.项目组采用自主研发的便携式锂钾分析仪,在对钻探钾盐样品采用超声波技术进行消解的基础上,选择K的分析谱线波长为766.49 nm,建立了测定钾盐样品中水溶性K的快速分析方法,并在钻探现场得到示范应用.在最佳工作条件下测得K的检出限为9.0μg/L,方法的精密度(RSD)<2％.对钾盐样品进行加标回收实验,加标回收率均在94.5％～106.7％范围内.钾盐现场分析结果与实验室ICP-AES测量结果的一致性良好,现场快速分析方法的准确度高,可满足地质调查和资源勘查的要求,为实时指导钾盐资源现场勘查与开采提供了科学信息与技术支撑.  相似文献   

中心应力法"应力泡"作图与分析方法     

关成尧  赵国春  刘晓燕  郑承志  白相东  姜纪沂  袁四化 《城市地质》2021,16(1):75-83

针对城市地质学中"天际线"地质规划工作需要,讨论城市建筑或大型工程建筑"应力泡"(或称建筑应力场)的几何学研究方法.在地层均质弹性假设条件下,针对圆形载荷构建"中心应力法"绘制简易的"应力泡"及图形速查法相关图版,实现对地下空间"应力场"的规划,从几何学上实现"应力泡"和地下空间"沉积地质模型"对接.讨论了"建筑载荷应力场"的内涵及应用意义,应力场存在两种"场"的表达方法,一个是应力迹线,一个是等应力线."应力泡"的理论内涵和功用涉及到地下空间沉积体的物性禀赋、全生命期建筑和地下应力场之间相互作用、(外加)"应力泡"和原位应力场的复杂的动态场变、地震动载荷与"应力泡"的相互作用、斜坡区地应力破坏、"应力泡"和流体场耦合动态变化等问题."应力泡"分析既可以用于已经建设城市的建筑应力场(包络线)空间结构,也可以预测规划城市或工程的理论建筑应力场.  相似文献   

基于重力流相的深水水道分类方案研究^*          下载免费PDF全文

刘飞  赵晓明  冯潇飞  葛家旺  杨莉  杨宝泉  杨希濮 《古地理学报》2021,23(5):951-966

深水水道是深水环境下的油气储集的重要场所。当前,深水水道的沉积构型及级次划分已有诸多报道,但对于单一水道分类研究较少。现有主流分类方案主要依据水道侵蚀能力,然而受地震分辨率及露头完整度影响,在实际应用中存在较大局限性。基于全球26个野外露头和西非尼日尔三角洲Akpo油田X油藏的钻井岩心资料,对不同重力流相类型进行流态学解释,将水道内部岩相简化为高密度浊流相(HTL)、低密度浊流相(LTL)以及碎屑流相(CL);在此基础上,根据不同重力流相在水道内部占比,划分出9种单一水道类型: 高密度浊流单一充填水道(HTL>70%)、低密度浊流单一充填水道(LTL>75%)、碎屑流单一充填水道(CL>60%)、块状砂质混合充填水道(HTL=40%~70%、LTL=40%~20%、CL<30%)、含砾砂质混合充填水道(HTL=40%~70%、LTL<30%、CL=15%~50%)、层状砂质混合充填水道(HTL=5%~60%、LTL=40%~75%、CL<20%)、夹碎屑砂质混合充填水道(HTL<40%、LTL=40%~75%、CL=20%~40%)、等相混合充填水道(HTL=20%~40%、LTL=20%~40%、CL=20%~40%)、含砂砾质混合充填水道(HTL<50%、LTL<60%、CL=40%~60%)。根据野外露头及划分方案在深水油田实际应用,综合分析认为不同类型水道在垂向分布具有一定规律,即碎屑流相充填的水道往往发育在水道体系底部,高密度浊流相充填的水道类型靠近水道中下部,而低密度浊流相充填的水道主要位于水道体系中上部。方案根据不同重力流相充填的百分比,对不同水道类型进行了明确定义,具有更好的适用性与可操控性,同时对于深水水道储集层预测及储集层质量评价具有重要的实际意义。  相似文献   

超临界CO₂参与下煤储层原位微生物甲烷化物理模拟研究     

苏现波  汪露飞  赵伟仲  夏大平  周艺璇  王乾 《煤田地质与勘探》2022,50(3):119-126

超临界CO₂能够破坏煤分子结构,提高生物甲烷的产量。为研究微生物在超临界CO₂参与的煤储层原位条件下的产气潜力,以新疆地区某煤层气区块目标煤层的初始储层压力、温度和气体组分作为原位储层条件,通过自主设计的煤储层原位厌氧发酵装置,模拟煤储层原位储层条件下的厌氧发酵过程,并对生物气产量、煤的官能团结构和微生物群落结构进行了分析。研究结果表明,在超临界CO₂参与的煤储层原位条件下,生物甲烷产量达到了32.9 mL/g,CO₂的生物转化率为17.4%。FTIR光谱表明,原位条件下微生物对苯酚、醇、醚、酯中含氧基团的降解能力要强于常规条件下的厌氧发酵。超临界CO₂参与下的储层原位厌氧发酵系统中,多种产甲烷代谢途径的产甲烷菌(氢营养型、乙酸营养型和甲基营养型)逐渐向单一的氢营养型产甲烷菌演化。高压环境下,细菌群落中芽孢杆菌Solibacillus silvestris成为水解产酸发酵阶段的优势菌。该研究为煤层气生物工程的现场实施和碳减排提供了实验基础。   相似文献   

城市经济脆弱性模拟评估系统的构建及其应用   总被引：3，自引：1，他引：2  

袁海红  牛方曲  高晓路 《地理学报》2015,70(2):271-282

经济脆弱性评价是风险评估的重要步骤和制定有效防灾减灾规划的前提条件,是应急管理和灾后恢复的重要依据。本文提出了一个微观尺度的城市经济脆弱性评估模型,从各类企业的空间布局及其行业经济特征入手,综合考虑企业属性、产业易损性、产业重要性、经济密度等因素,并在此基础上构建了城市经济脆弱性模拟评估系统,以北京市海淀区为案例区对上述模型方法进行了检验。结果表明,城市经济脆弱性评估方法及系统的构建有利于决策者准确把握城市经济脆弱性的分布状况,甄别风险地区和确定风险级别,为城市灾害风险管理提供了可靠依据。系统的运行取得了良好的效果,在辅助决策方面有很好的应用前景,也为城市灾害管理的信息化提供了有益的探索。  相似文献   

国际大都市产业功能区空间利用特征     

肖晓俊  傅江帆  贺灿飞 《世界地理研究》2011,(4):48-56

产业功能区是国际大都市生产功能的核心载体。本文基于城市内部产业布局文献,以金融商务区、高新技术园区和现代制造业园区三类产业功能区为研究对象,重点从土地利用和功能配置两个空间视角,梳理了国际主要大都市产业空间利用的特征,提纳出对我国产业功能区发展的启示,从用地综合化和功能配置多样化等提出了我国大都市培育产业功能区的对策建议。  相似文献