多工况下墙-砂土界面剪切试验装置研发与试验规律研究

铁路工程中深基坑稳定性对于铁路安全有着重要影响,而其中的关键问题是挡墙结构与土体的相互作用。为进一步揭示不同工况下混凝土挡墙-砂土界面相互作用机制,设计研发多功能界面剪切试验装置并开展墙-砂土界面剪切试验,依据墙-砂土摩擦角变化特征提出“双预警域”基坑稳定性判断方法。结果表明:混凝土挡墙-砂土界面的剪应力-剪切位移曲线呈现显著的非线性变化特征,竖向应力相同时,挡墙粗糙度越大,峰值剪应力越大;主动土压力状态时,不同转动模式下的界面抗剪强度随转动参量增加而先增后减、再趋于平稳,被动土压力状态时则先增后趋于平稳;挡墙粗糙度为I级时,主动土压力状态时绕墙顶转动模式下的抗剪强度最大,而在被动土压力状态时绕墙底转动模式下的抗剪强度最大,且挡墙粗糙度越大,转动模式对抗剪强度的影响越小。基于多工况下墙土界面剪切试验所得界面摩擦角变化规律的“双预警域”基坑稳定性判断方法,可有效提高基坑稳定状态判断的准确性。

水稻编码SAND结构域基因的序列与功能初步分析

为研究水稻SAND结构域蛋白的序列和功能,利用Blast在水稻基因组中搜索编码SAND结构域的基因,然后构建增强表达载体并通过遗传转化研究基因功能。结果表明,水稻基因LOC_Os01g57240（命名为OsULT1）编码的氨基酸序列含有SAND结构域和ULTB-box共有序列,与其他植物ULT氨基酸序列相似性为49.3%~92.3%,具有较好的保守性;35S：：OsULT1转基因株系部分颖花发育异常,出现内稃发育滞缓或退化、浆片过度发育或数目变多、雄蕊数目3~7枚、雌蕊2枚的现象;颖花内产生多余的小花,表明OsULT1对水稻花分生组织正常分化具有重要的调控作用。

松辽盆地两江地区沉积体系分布规律

根据层序地层学理论 ,两江地区在泉三段到嫩江组地层沉积时期 ,形成了河流、三角洲、湖泊等多种沉积体系 ,不同时期的沉积体系特征和分布规律各具特色。在这一沉积时期 ,两江地区发育有扶余—杨大城子油层和葡萄花油层。扶余—杨大城子油层储层为来自南部物源的浅水三角洲河道砂体沉积 ,错叠连片大面积分布在该区的东部。葡萄花油层储层为来自北部和英台两个物源的河—湖三角洲透镜砂体和席状砂体沉积 ,在该区西部较发育。纵向上构成了上生下储、下生上储和自生自储 3种生储盖组合 。

基于Leap Motion和Unity3D的虚拟沙画手势识别及交互

虚拟仿真技术的快速发展及体感设备的不断更新为沙画动画这一全新的艺术创作形式带来新的灵感。针对沙画现场作画工序复杂的问题,结合Leap Motion设备和Unity3D开发环境完成手势识别并驱动虚拟手实现虚拟沙画效果。首先,依据Leap Motion捕捉到的手势坐标及方向信息提取手部关键点;然后提出角域划分的方法并引入新的特征向量,将其与提取信息串联作为手势分类依据;最后,根据自行定义的沙画手势语义驱动虚拟手完成虚拟沙画创作。实验证明,利用Leap Motion完成近距离手势识别效果较其他方法结果更加精准,实时性较高,手势跟踪稳定,虚拟沙画绘画过程沉浸感强。

中-东亚能源矿产成矿域区划和盆地类型

根据区域构造特征、盆地演化和成矿条件等的差异,将中-东亚巨型能源矿产成矿域划分为松辽—鄂尔多斯、阿拉善—河西走廊、新疆和中亚4个成矿区。综合分析和对比多种能源矿产的成藏(矿)条件和勘探现状认为,相对稳定的区域构造背景和适度(较弱)的构造变动,是大中型砂岩型铀矿床、油气田(区)和煤田形成、共存和保存的必要条件。适于油、气、煤、铀同盆共存成藏的盆地主要为大中型内克拉通盆地、中间地块盆地以及由其肢解、分离的中小型残留盆地。中生代晚期兴衰的中型断陷盆地,也具有多种能源矿产成藏(矿)及共存的条件。

小波包变换在油井出砂信号特征识别中的应用

为了更好地在监测信号中识别出砂信号,将小波包变换方法应用到油井的出砂监测室内试验中,通过db4小波包3层分解后,得到8个特征尺度分量。通过对这8个分量进行能量分析,找到了包含出砂振动信号特征的特征尺度,然后在信号重组后进行频域分析,得到出砂振动信号频率段为1 600～1 900 Hz。通过不同含砂质量分数下的出砂监测试验,验证了小波包变换方法在油井出砂监测试验中的有效性,通过信号处理初步确定了含砂质量分数与出砂信号的关系曲线。

辽西北地区防风固沙辐射效应空间差异研究

为提高风域生态系统上风向与下风向区生态服务功能的协调与修复能力,基于修正风蚀方程(RWEQ)与GIS技术,并结合辽西北风域生态系统的风向、风速与土壤尘粒组成,评估分析了辽西北地区二期治沙工程后防风固沙功能的辐射效应。结果表明:受到气候、植被盖度、土壤类型、人类活动等诸多因素的影响,辽西北生态系统防风固沙功能具有空间地域差异性,整体呈现南北较强、中部较弱的空间分布格局。研究区防风固沙量为3.754×10^(7) t,防风固沙能力为824.35 t/km^(2),产生辐射效应影响到的最远距离为1250 km,辐射区总面积37.26 km^(2),是研究区自身面积的8.18倍。减少下风向区域的风沙量为1.877×10^(7) t,其中延边朝鲜族自治州享受到的辐射效应最大,减少沙尘量为2.03×10^(6) t,占总效应的10.82%;伊春市享受的辐射效应最小,沙尘量减少1.1×10^(3) t,占总效应的0.005%。总而言之,辽西北地区防风固沙功能空间分布差异性明显,风域生态系统防风固沙功能具有很强的辐射效应。

土体含水率TDR测试技术的影响因素分析

为掌握时域反射法（TDR）技术测试标准砂含水率的适用性,采用TRIME-IT系列TDR水分传感器对室内小型砂箱模型进行了标定试验,分析了含水率和干密度对TDR传感器稳定性与准确性影响机制。试验表明：TDR传感器测定质量含水率为5%-15%、干密度在1.40-1.60 g/cm^3范围内变化的松散—密实砂样时,经检验在显著性水平α=0.05下稳定性良好;测定质量含水率为2.5%-17.5%的中密砂样与质量含水率为10%的松散—密实砂样时,TDR法测试准确性满足规范要求;密实度对TDR测试影响呈正相关性,据此提出了TDR法测定含水率的密实度修正系数。

砂卵石地层盾构施工诱发振动环境影响试验研究

针对北京西部地区砂卵石地层埋深浅、粒径大、分布广,盾构施工产生的振动易传至地表对环境产生影响等,对北京地铁某区间进行现场振动测试。通过埋设地层、地面及隧道内测点进行时间-空间同步监测,获取测试区间盾构每环掘进时的振动数据,分析振动频域特性及空间衰减规律,并对地表振动环境影响进行评价。研究表明,砂卵石地层盾构施工振动主要为刀盘刀具切割土体产生的振动,机械振动及运输车辆产生的振动对地表影响较小。刀盘附近振动主频分布于30 Hz以上,而横断面地表远离刀盘40 m处衰减至20 Hz以下。测点振幅大小与刀盘、测点间相对位置有关,地表振幅大小依次为刀盘前方测点、刀盘两侧测点、刀盘后方测点,刀盘处地表振级达80 d B,远离刀盘20~30 m时衰减至60 d B以下。

基于高频振动信号分析的稠油出砂量监测方法

针对海上稠油开发中的适度出砂监测问题,设计一种能够持续有效监测油井出砂的监测系统,并进行室内试验。利用专门设计的一次仪表对砂粒撞击产生的高频振动信号进行监测,在实验室条件下,进行不同出砂量条件下的黏度为130 mPa.s的原油出砂监测效果试验。采用编写的信号分析程序对监测的出砂信号进行时域、频域特征分析。结果表明,该系统能有效监测油流中含砂量的变化,随着含砂量的增加,出砂振动信号的方差值、均方根值、功率谱幅值等信号特征值均增大,且基本呈线性变化,试验结果验证了监测系统的可行性。

基于叠前OVT域偏移的河道砂体预测方法

大庆长垣萨尔图油田萨葡高油层属于陆相大型河流三角洲沉积,层多层薄,砂泥互层频繁。利用常规叠后地震储层预测方法只能预测部分相对较厚的河道砂体,精度低,井震结合储层描述技术不利于在长垣油田萨葡高油层中全面推广应用。利用萨尔图高密度地震资料的优势,进行叠前地震 OVT域的处理,保留了数据体中炮检距和方位角 2 个参数,以地震沉积学为手段,分析了不同方位地层切片反映储层砂体特征的振幅属性,结合研究区的地貌学特征预测薄互层河道砂体,井震结合储层描述,进一步提高了河道砂体的预测精度,与基于常规地震资料相比,精度提高 15%以上。该方法为指导长垣油田井间剩余油描述和挖潜提供了有效手段。

风沙流结构研究的敏感领域

本文应用逻辑推理和形象思维的方法，对近十几年来在风沙流结构研究的敏感领域进行了归纳和述评，重点阐述了近地面层０∽１０ｃｍ垂直高度层内不变输沙量（％）的变幅和交叉点，平均输沙量的运移高度，风、沙、下垫面的单元回归及多元回归等，并对这些敏感领域提出自己的见解。

用太赫兹时域光谱法检测沙粒中的微量原油

由于太赫兹波对极性物质有很高的灵敏度,因此可以利用太赫兹时域光谱技术检测沙粒中含有的微量原油。将微量的原油浓度与太赫兹衰减系数之间建立起线性模型。同时引入有效介质理论来证实太赫兹介电常数与原油含量低于200 ppm之间的线性关系。结果表明,太赫兹时域光谱技术可以成为检测沙粒中微量原油泄漏的有效方法。

油井液液固三相流出砂监测技术研究

通过对油井出砂特征的研究,设计了一套基于高频振动信号监测的稠油油井出砂监测系统。分析了非牛顿流体液液固三相流的流动特性,用Fluent软件模拟出弯管处流体的流动特性,采用ANSYS的LS-DYNA程序进行有限元分析,得到不同速度和不同粒径下的砂粒对管壁产生的应力。为得到出砂监测信号与出砂参数之间的关系,验证出砂监测系统的有效性,在不同参数条件下设计了多组试验,并对其进行对比分析。分析结果表明,在含砂质量分数、砂粒粒径、流体黏度和流体含水质量分数一定的情况下,随流体速度v增大,信号最大时域幅值Y呈二次方形式增长,其拟合函数为:Y=1.372 8v2-6.086 5v+7.094 8;出砂监测功率谱模型为:P=2 800Q+7.9×109D2+35.67v3+1 021η-180lnμ+13。

塔河桑塔木地区石炭系卡拉沙依组层序地层及砂体发育特征

结合测录井、地震资料,研究塔河桑塔木地区石炭系卡拉沙依组层序地层特征,探讨砂体发育特征与层序地层之间的关系,分析构造沉降、海平面变化及物源供给对层序地层及砂体发育特征的影响。结果表明:研究区卡拉沙依组发育于1个二级层序,可以进一步划分为6个三级层序(SQ6—SQ1),上泥岩段划分为1个三级层序(SQ6),砂泥岩段划分为5个三级层序(SQ5—SQ1),每个三级层序内部只发育海侵体系域和高位体系域;卡拉沙依组主要发育辫状河三角洲、浅海陆棚沉积相及水下分流河道、分流河道微相砂体,两种微相主要发育于SQ5—SQ1的高位体系域进积型三角洲平原与前缘亚相;纵向上,分流河道砂体呈条带状相互叠加,横向上,砂体相互拼接,有的呈叠加—孤立型,侧向上延伸不远;纵向上,水下分流河道砂体分布较宽,横向上,砂体延伸较广,整体较厚,连续性好,顺物源方向砂体厚度呈明显减薄趋势。构造沉降、全球相对海平面变化控制研究区三级层序的发育及其内部结构特征,进一步控制砂体发育;物源控制沉积物的充填,从而控制砂体垂向特征及演化规律。该结果为塔河地区石炭系研究及勘探提供指导。

基于太赫兹时域光谱技术的砂岩沉积作用模拟研究

为模拟地质构造环境,选用石英砂颗粒作为模拟岩石的主要成分,与聚乙烯颗粒按一定比例混合后压片,并进行太赫兹光谱测试。实验发现质量分数为35%聚乙烯65%石英砂样品对太赫兹波的吸收随压力增加而增强,这与压力增大导致样品的密度增加有关,而50%聚乙烯50%石英砂样品对太赫兹波的吸收随压力增加先增强而后减弱,吸收减小与不同成分排列状况改变有关。实验表明,太赫兹光谱信息可以表征通常地质演化过程中随着埋深增加负荷加大而压实作用加强的过程,以及在特定的地质环境中,压实作用加强趋势受阻的过程。

基于OFDR技术的分布式光纤-砂土界面耦合性试验与评价模型研究

光纤与砂土界面的耦合性研究对于促进光纤传感技术在岩土体监测中的应用具有重要意义。为了解光纤与土体间的作用机制,提出一种评价纤土界面耦合性的新型弹塑性模型,采用光频域反射技术开展考虑含水率、光纤种类、拉拔速率、上覆荷载等因素的室内精细化光纤拉拔试验。研究结果表明:该模型计算简便且可准确描述光纤与土体之间的耦合过程;获得光纤监测土体变形失效的临界应变参考值;模型中的耦合系数ζ可有效评价纤土耦合性能。模型参数灵敏度分析进一步明确光纤-土体相互作用机制,为分布式光纤在土体监测中的应用提供重要参考依据。

航空发动机砂尘吸入物静电监测仿真实验

提出了航空发动机砂尘吸入物静电监测的仿真实验方法,实验以软件ANSYS电磁场分析模块建立有限元模型为基础,模拟不同粒径、荷质比、运动速度及质量浓度情况下砂尘吸入物的静电感应信号,并分别从时域与频域对感应电荷与电压信号进行分析,研究砂尘吸入物的粒径及其他宏观参数与静电监测信号之间的关系,建立用以表征砂尘颗粒粒径大小的特征指标。基于IDMS(进气监测系统)感应电压信号功率谱密度分布建立了特征向量,并以其曼哈顿距离与欧氏距离作为特征指标表征砂尘颗粒粒径大小。经仿真实验验证:特征指标与砂尘粒径呈正相关,且不受砂尘吸入物运动速度及荷质比变化的影响,但受砂尘吸入物质量浓度影响。进一步研究将利用质量浓度对特征指标进行修正,并开展验证实验。