深部煤层地下气化选址研究——以东胜气田J148地区为例

从地质构造、水文地质、煤层气化适用性等角度,系统研究了东胜气田J148地区中生界侏罗系中下统延安组延9煤层地下气化的可行性,并探讨了利用深部煤层气化燃空区孔隙层、含水层及该区致密气层进行碳封存的前景。研究结果表明,该区延9煤层埋深1 264~1 285 m、倾角小于1°,煤层稳定性好。气化目标选区内地层断层、节理裂隙不发育,偶有裂隙但断面新鲜、闭合,煤层气化后空腔有较好的密闭性,对煤炭地下气化影响小,有利于气化炉的建设和扩展,可满足规模化煤炭地下气化项目实施。延9煤层顶底板存在连续的隔水层,能阻截地下水对煤层直接充水,有利于地下气化炉布置;顶板隔水层厚度小于导水裂隙带高度,存在垮落导通顶板含水层间接充水的风险,但顶板含水层属弱富水含水层,涌水量小,风险可控;底板隔水层厚度大于隔水层的安全厚度,能有效阻截煤层底板含水层对煤层直接充水的风险。总体而言,延9煤层厚度适中、夹矸少,属低灰、低硫、高热值不黏煤,煤焦反应活性高,具有良好开发前景。针对深部煤层规模化气化开采产生大量的CO_(2)排放,初步探讨了利用煤层燃空区、顶底板含水层和下部致密天然气层进行CO_(2)安全封存可行性。分析认为,在延9煤层气化燃空区孔隙层和顶底板含水层中,可封存煤层气化产生的CO_(2)的60.8%~88.2%;若结合东胜气田上古生界致密天然气开发,用煤气化产生CO_(2)进行天然气驱替与封存,有望实现深部煤层气化开采过程近零碳排放。

大体积混凝土板微振动控制能力的测试与分析

精密大科学设施具有十分严格的微振动控制要求。为研究某大型精密设施内大体积混凝土底板对微振动的控制效果并为类似项目建设提供参考,在该设施建设现场进行了冲击激励、跑车激励和环境激励下的测试。通过对实测速度时程数据的处理,得出测点1~100 Hz内1 s的位移有效值。分析结果表明,在环境激励下,该设施中试验大厅底板表面的微振动水平能够达到控制要求;在冲击激励下,试验大厅底板表面微振动信号主要分布在5~30 Hz的频带内;场地内的车辆开动会对场地的微振动水平产生明显的影响;环境激励下,整个建设场地的微振动水平基本一致。研究结果对该精密大科学装置及类似工程的防微振设计具有重要的理论及参考价值。

预留核心土法隧道爆破围岩损伤与振动特性研究

目的 研究预留核心土法爆破开挖影响下的山岭隧道围岩损伤与振动特性,为爆破参数优化以及隧道加固设计提供理论参考。方法 依托新疆阿克特蒲2号左洞隧道工程,借助ANSYS/LSDYNA软件建立隧道爆破开挖数值模型,基于现场实际开挖轮廓和振速监测数据验证数值模型的合理性,进而分析围岩累积损伤特性、振速分布和振速衰减规律。结果 爆破结束后,隧道轮廓平整,预留核心土上部损伤严重;隧道拱顶y方向、拱肩z方向及拱脚x方向的振速最大;距离掌子面越近,采用萨道夫斯基经验公式预测的振速结果误差越大。结论 为保证结构稳定性,在下次爆破施工前可以通过减少掏槽孔、辅助孔的装药量或者调整其孔网参数来减小爆炸荷载,沿最大振速方向进行重点加固;采用萨道夫斯基经验公式预测距离掌子面10 m内的振速时,避免仅用z方向距离近似为爆心距大小,应同时考虑三个方向的距离。

大牛地气田老井水锁伤害及解除技术研究

大牛地气田开发后期部分老井存在井底积液及近井地带水锁伤害,造成单井产量大幅降低,严重影响气田高效开发。通过建立老井储层水锁评价模型,明确了老井在不同条件下水锁伤害程度;同时以低表面张力、中性润湿为目标,优选出高效XH207C型解水剂,其与泡排剂、阻垢剂、缓蚀剂等现用药剂配伍性良好,且使盒1、山2层岩心平均渗透率恢复率达130.5%,具有优异解水锁性能。现场应用表明,3口老井解水锁试验后日均增产4 377 m^(3)、累计增产363 226 m^(3),增产有效期为70~103 d,具有良好的增产效果。因此,该水锁解除技术在大牛地气田开发生产中具有一定应用前景。

一株草地贪夜蛾核型多角体病毒新分离物的室内毒力测定与基因组分析

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是我国重要的入侵农业害虫。草地贪夜蛾核型多角体病毒是专一性感染草地贪夜蛾的病原。本研究于江西省南昌市玉米田分离得到一株多粒包埋型草地贪夜蛾核型多角体病毒分离物,命名为草地贪夜蛾核型多角体病毒江西分离物(SfMNPV_JX),其对本地草地贪夜蛾幼虫毒力高,LC 50达到1.634×105 PIB/mL。全基因组测序表明,SfMNPV_JX基因组全长134241 bp,共包含140个ORF,系统发育分析显示,SfMNPV_JX属于α-杆状病毒GroupⅡ,是SfMNPV的一个分离物,与草地贪夜蛾核型多角体病毒哥伦比亚分离物(SfMNPV_Colombian)最为近似,序列相似性为97.85%。上述研究结果为研发绿色高效的草地贪夜蛾生物杀虫剂提供重要依据。

中日盾构隧道-工作井接头抗震设计及研究进展综述

首先通过比较中日两国规范及标准中的盾构隧道-工作井接头要求,阐述中日抗震设计理论现状。分析认为:中国的设计规范对井接头的抗震规定较为模糊甚至较少提及,日本规范存在2种盾构隧道-工作井柔性接头的抗震计算方法。相比之下,日本拥有更成熟并且实用的抗震分析理论和计算方法。中日在设计规范标准中均给与设计单位巨大的自由度,但结果允许值的取值范围缺乏评价标准。其次,通过调研井接头抗震分析的研究进展,指出井接头部位的震害特点和关键影响因素;并从影响井接头综合响应机制的关键要素,如刚度比、结构间的相互作用、地基承载力、刚性接头和柔性接头的对比等,对井接头研究现状和不足进行综述。再次,对井接头的抗震评价方法和抗震措施进行梳理,认为:1)土和结构刚度比对工作井接头产生显著影响,需要注意控制工作井周围的土层刚度在合理范围内,提出结构和结构的刚度比是未来重要研究方向的建议。2)结构之间的相互影响主要关注在不同的地震荷载下,2个结构相互之间的影响机制。提出对于结构的相互影响还应关注盾构隧道和工作井接触研究的思考。3)除了结构刚度突变外,地基刚度突变也是重要的影响因素。日本已经提出简易评价公式并经过验证,中国目前在这方面的研究较少。提出软土地区应该着重进行此类研究的建议。4)在柔性抗震方面,日本进行了深入研究。考虑到中国即将要求盾构隧道-工作井接头采用刚柔结构的新规范,日本的研究成果可以为中国进一步发展盾构隧道-工作井接头的抗震设计提供参考。最后,预测本研究领域可能的未来发展方向。

MICP技术在地下水封油库渗控注浆中的应用潜力

地下水封油库在建设及运营过程中洞室涌水量大小是影响洞库水封安全和运营成本的重要因素。目前地下水封油库工程建设中采用传统的注浆方式难以将围岩渗透性降低到设计要求,因此洞室涌水量得不到很好的控制。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术具有注浆黏度低、环境适应性强、生成矿化物质稳定等显著优点,引起了学术界与工程界广泛的兴趣和研究。本文首先分析了地下水封油库涌水量控制中存在的相关问题,然后阐述了MICP技术对裂隙渗流控制的机理、影响因素以及对裂隙渗透性的影响效果,最后探讨了MICP技术在地下水封油库中应用的关键问题。通过分析表明,MICP作为地下水封油库渗流控制的一种辅助注浆方式,可以较为准确地控制围岩渗透性变化,达到对洞室涌水量有效控制的目的。

强噪声背景下地铁牵引电机轴承故障识别方法研究

为了实现地铁车辆牵引电机轴承故障识别,论文针对电机轴承故障冲击被强背景噪声淹没特征提取困难的问题,利用多点最优调整的最小熵解卷积增强故障冲击成分,采用粒子群优化算法自适应地确定滤波器阶数和故障周期,获取高信噪比的故障特征信号,最后对故障特征信号进行包络谱分析实现故障识别。现场采集数据验证了该方法的有效性。

高压集输气井井筒积液量与流压计算方法

针对采用高压集输工艺气水同出的天然气井,为准确计算其井筒积液量及井底流压,以指导泡排工艺的实施,建立了一种井筒积液量与流压计算方法。通过简化油管与环空内气水两相分布,并以套压折算流压等于油压折算流压为基本原则,推导出包含油管等效液面处压力p_(1)、环空等效液面处压力p_(2)、环空与油管等效液柱高度比值k等3个关键参数的计算方程,并结合动态监测数据,给出了3个关键参数的求解方法,从而通过迭代方式计算得出井筒积液量与井底流压。经45口气井实测数据验证,流压计算平均误差4.4%,积液量计算平均误差14.8%。同时,该方法主要利用生产数据和少量流压测试数据进行并行迭代计算,具有成本低、计算速度快的优点。

碳钢在CO_(2)与Cl^(-)介质交互作用下腐蚀行为研究

主要研究了20号碳钢管线材料在包含CO_(2)和不同Cl^(-)浓度的溶液体系中的腐蚀行为。通过采用电化学、化学浸泡法以及一系列表征技术,从多角度分析了Cl^(-)与CO_(2)共同作用对管线材料腐蚀行为的影响。试验结果表明:在Cl^(-)溶液体系中,碳钢的腐蚀速率呈现出相对较低的数值,且随着Cl^(-)浓度的增加,其腐蚀速率呈现先增大后趋于平缓的趋势;当Cl^(-)与CO_(2)两种介质共同作用时,将导致碳钢腐蚀速率显著增加。从电化学试验角度来看,阻抗与极化测试结果均与浸泡测试得到的腐蚀速率的结果相一致,阻抗和极化测试结果表明Cl^(-)与CO_(2)两者共同作用可以使得碳钢容抗弧半径显著减小,并伴随着腐蚀电流密度的显著增加。

大型钢管插入式基础裂缝产生机理及影响参数研究

目的研究大型钢管插入式基础在上拔工况下的裂缝产生机理及影响规律,寻求最佳设计参数。方法基于扩展有限元与内聚力界面接触,建立三维非线性有限元模型,首先通过对比无锚板、单锚板与双锚板构件裂缝扩展过程云图,分析裂缝产生机理,再通过优化设计配筋方案和位置系数,探讨大型钢管插入式基础的裂缝密度和裂尖应力强度因子的变化规律。结果锚固板的增加会导致基础混凝土开裂,位置系数的取值会影响基础裂缝密度;当配筋率为1.76%时,在钢管外侧设置环状排列纵筋能明显减小锚固板处由于应力集中产生的混凝土开裂;当位置系数为0.33时钢管外侧混凝土的裂尖应力强度因子较小,使得基础构件在满足经济性的同时不会由于钢管外侧混凝土过薄而过早产生开裂。结论改变基础配筋方式、选取合理的配筋方案以及位置系数能够有效地减少钢管插入式基础裂缝的生成。

考虑界面摩阻的加筋垫层状态空间分析方法

目的 快速求解加筋垫层的力学响应,为加筋垫层的设计提供一种新的解析分析方法。方法 基于Euler-Bernoulli梁理论,将加筋垫层视作Winkler地基上的欧拉直梁,考虑加筋垫层顶部与底部接触界面的摩阻作用,建立在任意竖向荷载作用下加筋垫层静力响应问题的状态空间方程;通过与已有文献、有限元的计算结果对比,验证解析方法的有效性。结果 界面摩阻作用能减小加筋垫层的变形,且其对集中荷载作用点的变形影响较大;增大垫层的厚度与弹性模量可以减小结构的变形,但随着数值的增大,减小的效果逐渐减弱;垫层的厚度与弹性模量仅对集中荷载作用点的变形影响较大,而地基反力系数对所有位置的竖向位移及集中荷载作用处的截面转角影响均较大。结论 界面摩阻对集中荷载作用处的变形影响较大,在计算分析时不能忽略;在实际工程中,可通过选择合适的弹性模量和厚度、提高地基反力来减小结构变形。

小卫星分离姿态干扰及抑制分析

本研究针对小卫星分离过程中的姿态干扰问题建立了动力学模型,采用MATLAB/Simulink对动力学模型进行求解,并与ADAMS环境下的分析结果进行比较。为评估导向机构在卫星分离过程中对姿态干扰的抑制作用,进一步比较了导向机构前后的卫星分离角速度,并评估不同参数的导向机构对卫星分离姿态干扰的改善作用。本研究所采用的分析方法适用于各类卫星分离过程,可为卫星分离系统的安装布局设计、弹簧参数设计、导向机构参数设计等提供技术参考。

基于状态空间法的桩承加筋路堤分析方法

为快速求解桩承加筋路堤力学响应问题进而评价其路用性能,引入状态空间法,基于弹性地基梁理论将加筋垫层视作弹性地基上的欧拉直梁,建立考虑接触界面水平摩阻和非均匀刚度地基的解析模型,将位移和内力同时作为状态向量建立状态方程,求得任意竖向荷载下桩承加筋路堤解析模型的内力和变形。通过与已有文献、有限元的计算结果对比,验证了解析结果。参数分析表明,垫层厚度的变化对结构变形的影响大于垫层模量;路堤填土高度的增大使得土拱效应和拉膜效应充分发挥,但导致桩土差异沉降变大;适当增加垫层厚度,提高垫层模量可以有效地降低路堤沉降,改善桩土应力比。

考虑层间滑移的水泥混凝土路面结构力学响应分析

为快速分析水泥混凝土路面结构响应特性,将路面结构简化为Winkler地基上的双层欧拉直梁,基于Euler-Bernoulli梁理论和状态空间方法,提出了一种考虑层间界面剪切滑移效应的水泥混凝土路面结构力学响应的解析计算方法.通过与有限元数值计算的结果对比,验证了该解析计算方法的正确性,并揭示了不同路面结构长度与层间剪切刚度影响下水泥混凝土路面结构变形响应的变化规律,以及荷载大小对界面处剪切力集度的影响规律.结果表明:计算时选用不同的路面结构长度对变形响应具有显著影响,建议长度不宜小于10 m;层间界面的剪切滑移效应会显著地影响水泥混凝土路面结构的竖直位移与弯曲变形,且该影响会随着荷载的增加而愈加显著,层间界面的接触效应不容忽略;增大层间剪切刚度能够有效地减小荷载对水泥混凝土路面结构变形响应的影响.

基于状态空间法的阶梯型变截面水平受荷桩分析方法

为研究阶梯型变截面桩的水平承载特性,基于Timoshenko梁理论,建立了综合考虑桩基尺寸效应、剪切变形和桩基材料非线性效应的四弹簧模型及其状态方程,获得了非线性桩土相互作用下任意长细比的桩截面内力与变形解析解。通过与已有文献中现场试验结果对比分析,验证该方法的适用性和有效性,并讨论了变径位置、桩径比和弹性模量比对桩基受荷特性的影响。研究结果表明:(1)桩基水平承载力对三者的敏感性为:桩径比>变径位置>弹性模量比;(2)综合考虑桩承载能力和经济性,建议变径位置、桩径比和弹性模量比取0.6。

基于瞬态面波法的道路地下病害无损探测技术应用

针对杭州市某道路产生塌陷和裂缝的问题,利用瞬态面波法开展道路地下病害无损探测。根据地基波速试验探测结果分析不同地层情况,确定道路地下病害范围,为处理道路安全隐患提供了及时准确的数据资料。探测结果表明,道路下方7 m范围内存在土体疏松病害,给出的建议为部分区域进行注浆加固,部分区域清除表面碎石;瞬态面波法图像直观、经济快速,能够确定出具有工程灾害隐患的病害,为道路的检修和维护提供充分的科学依据。

城市轨道交通全自动运行车辆司机室区域技术方案分析

针对目前城市轨道交通行业内关注较多的FAO(全自动运行)车辆司机室区域的设置方式问题,选取司机室疏散门、侧门、隔断等3个关键部件作为讨论对象,结合FAO需求和FAO车辆的运行特点,详细分析了上述部件在不同设置方式上的优缺点,引用国内FAO轨道交通线路的应用方案加以说明,最后给出了适用不同运营目标的推荐方案。

青藏铁路多年冻土区旱桥桩基沉降病害及其治理启示

青藏铁路1401旱桥位于唐古拉山多年冻土区。青藏铁路正式运营后,1401旱桥桩基连续多年出现沉降现象,严重危害了铁路的安全运营。对2009—2018年间沉降数据的分析表明,经过2009年、2011—2012年以及2017年三期的整治,该旱桥桩基已经趋于稳定。进一步分析发现,1401旱桥桩基沉降的主要原因包括浅层多年冻土夏季升温、青藏铁路沿线气候变暖、深层承压水外泄导致的冻土升温和下限升高。青藏铁路1401旱桥桩基的整治措施表明,冻土区桩基沉降的治理工作是一个复杂长期的过程,必须综合考虑各项整治措施对多年冻土地基的热扰动,建议开展青藏铁路旱桥的监测,增强早期发现、治理桩基病害的能力,提高青藏铁路旱桥路段的运营水平。

苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)弹性体的改性进展

简要介绍了热塑性弹性体SIS的各种改性方法,并对每种改性方法的优缺点及应用进行了总结。SIS的改性主要包括引入极性单体与后聚合改性,前者是在SIS制备时引入具有特殊功能的单体,达到改性的目的;后者主要从物理与化学两方面进行介绍,物理方面主要采用机械掺混的方式,根据改性需求掺混搅拌具有相应需求功能的材料,完成改性;化学改性的方法主要有光化学反应、羟基化、环氧化、磺化和自由基接枝改性等。本文系统综述了热塑性弹性体SIS的改性研究进展及最新应用情况,并对SIS的未来进行总结展望。