霍尔锚在水中的落锚运动特性试验分析

锚在水中的阻力系数、平衡深度和平衡速度等沉降特性对于锚固力计算、船舶稳定性分析和着锚地管缆埋深设计等具有重要意义。本文围绕霍尔锚在水中自由下落时的拖曳阻力系数,通过理论分析和物理模型试验,提出了经验计算公式,结果显示阻力系数与锚质量和下落深度呈指数函数关系。不同航道对应的代表性船型的锚,其最小平衡下落深度大于航道水深,在航道内的触底速度必将小于平衡下落速度。

基于荷载扰动深度的矿山采动场地稳定性分析

荷载扰动下的安全临界深度作为判别矿山采动场地稳定性的关键指标,对矿山地质安全与变形控制具有重要指导意义。采用极限平衡法分析壁式开采采空区破裂岩体自然平衡应力拱结构特征,利用角点法计算矩形均布荷载作用下地基中附加应力影响深度,推导了地下开采工作面与上方荷载扰动下的临界深度计算公式。以山东省济宁市某矿山采动场地稳定性评价为工程实例的研究结果表明:顾及上覆荷载附加应力的采空区活化的临界深度为159.5m,与采用开采条件判别法和地表移动变形判别法得到的场地稳定性评价结果一致。研究成果可为相似地质采矿条件下采空区破裂岩体结构特征分析与矿山安全地质危险性评价提供理论指导。

新疆哈密东戈壁斑岩型钼矿床成矿深度研究

新疆哈密东戈壁斑岩型钼矿为特大型钼矿床,钼金属资源量50.8万t。在勘探过程中采集了一批与成矿有关的流体包裹体测温、测压样品,获得了与成矿作用有关的较为丰富的温度、压力数据,为成矿深度研究提供了基础资料。本文利用平衡温度/压力进行成矿深度计算的方法,使成矿深度的计算更加量化、数据更具体,并与地层厚度累加法计算结果进行对比,指出东戈壁钼矿成矿深度6.7 km,为超深成热液矿床。

基于极限平衡法的小窑采空区地基稳定性评价方法研究

在煤矿采空区地表进行城镇建设开发利用已成为国内矿业城市解决建设用地指标不足的有效途径。为了给城镇建设规划提供依据和保证拟建建筑的安全,首先必须对采空区场地进行地基稳定性评价,然后根据评价结果有针对性地采取建筑、结构、地基基础及采空区处理等治理措施。其中,小窑采空区往往因其开采面积小、顶板垮落不充分而成为悬顶区,悬顶区在地表建筑荷载作用下,有可能发生突发性的采空塌陷地质灾害,从而危及地表建筑及人员安全。极限平衡法是小窑采空区地基稳定性评价常用的方法之一,该方法通过建立采空区顶板压力、建筑基底压力、上覆岩层自重及岩体摩阻力四者之间的平衡方程而得到临界埋藏深度。但对于小窑采空区临界埋藏深度计算公式中基底压力p和埋深H参数概念的理解尚存在分歧,从而造成在评价工作中计算结果和评价结论的不唯一。针对该公式存在的问题进行了剖析,建立了与不同概念理解相对应的两种修正计算模型。研究对比分析后,建议采用以适用性更强的第二种修正计算模型为准,并明确了参数p和参数H的基本概念,即参数p的意义为建筑物基底平均压力,参数H的意义为自建筑物基底起算的采空区埋藏深度。在此基础上,又分别针对裸露型基岩场地和覆盖型基岩场地的情况,对第二种修正计算模型的采空区临界埋藏深度计算公式进行了改进和扩展,从而为更好地指导小窑采空区地基稳定性评价工作提供了参考。

压缩空气储能电站地下硐库安全埋深计算的极限平衡方法

目前,压缩空气储能电站广泛采用人工开挖的地下岩石内衬硐库(LRC)作为储气容器,采用柔性密封的设计理念使得LRC与上覆岩体共同作为承载结构。高内气压作用下,硐库的安全埋深将直接关系到硐库及上覆地层的整体稳定性。基于此,文章建立了考虑摩擦和粘聚作用的锥体破坏模型,定义了起裂角α、岩体破裂角β这两个决定锥体模型极限平衡状态的参数,利用极限平衡方法、被动岩土压力分别推导了关于埋深H、安全系数F_(s)和岩体破裂角β的两个控制方程,采用初值迭代法计算安全埋深/安全系数并开发了计算软件,讨论了关于LRC的安全系数控制标准。通过工程算例对比了刚体圆锥模型、竖直滑面模型与所提方法的计算结果,验证了文章模型的可靠性。针对模型的参数敏感性,分别研究了地应力侧压系数k、岩体重度γ、岩体内摩擦角φ及粘聚力c_(e)对岩体破裂角β、安全埋深H的影响。结果表明:(1)k<1.0时将显著影响H和β,k<2.0时影响程度放缓,2.0<k<3.0基本无明显影响;(2)c_(e)对H和β的影响是重要且复杂的,β随c_(e)增大而增大,H先增后减。

Determining the Critical Depth of Excavation and Investigating the Effect of Fault on the Resistance of Tehran Alluvial

In this paper, the effect of the burden of neighboring buildings on the stability of holes in a part of coarse-grained alluvial deposits of northern Tehran has been investigated. For this purpose two numerical and partial equilibrium methods have been used with FLAC and SLIDE software. As, the holes in the study area to the depth of 20 m in the without load state of the neighboring building and the building load of the 5-floor building in a distance of 3 meters from the depth edge were analyzed, and the results were compared and finally using the SLIDE software the guardian structure for deep recessed excavations was suggested which with this proposed guardian structure a high reliability coefficient of 1.5 can be achieved.

柴达木盆地大风山凸起地层压力预测及成因分析

地层超压预测对油气成藏的研究具有重要意义。通过测井曲线组合、声波速度-垂向有效应力交会图、声波速度-密度交会图和超压综合分析等方法,对柴达木盆地大风山凸起各层位的超压成因进行了分析,并对压力预测方法进行了改进。研究结果表明:(1)柴达木盆地大风山凸起下油砂山组地层超压成因为不均衡压实和构造挤压作用;上干柴沟组和下干柴沟组上段超压成因为不均衡压实、构造挤压和超压传递。(2)用单一方法如平衡深度法或伊顿法均无法有效预测研究区的地层压力,基于不同超压成因机制的差异,对下油砂山组地层压力采用平衡深度法计算,对上干柴沟组和下干柴沟组上段则使用伊顿法计算,结果更准确。研究区压力计算结果与实测地层压力的误差小于7.00%,平均误差为4.30%。(3)超压的预测可为油藏描述、储量估算、安全钻井作业提供数据支持。超压是油气运移的动力,可以指示油气运移的方向,估算油气运移距离,对油气成藏的研究具有重要指导意义。

新型海上风电基础地基冲刷深度试验研究及床面剪切力分析

海洋环境作用下海上风电基础周围海床会产生显著冲刷,冲刷深度过大会严重影响风电结构体系的安全。复合筒型基础是一种新型的浅基础,其对冲刷的敏感性更大。以新型的海上风电复合筒型基础为研究对象,开展了波流作用下基础周围地基冲刷特征的物理模型试验,探究了基础周围海床的冲刷变化规律及最大冲刷深度,基于波流-复合筒型基础-地基相互作用的数值模型分析了海床表面剪切力的分布特征,考察了最大冲刷深度与最大床面剪切力的关联性。研究结果表明:波流作用下复合筒型基础最大冲刷位置位于基础后方、毗邻基础的位置,最大冲刷深度随波高、周期、流速的减小而减小,基础周围海床最大冲刷深度与其最大床面剪切应力的分布有一定的相关关系。

不同灌排模式下盐渍化土壤盐分及离子迁移规律及均衡分析

为探明盐渍化灌区不同灌排模式下土壤盐分及离子迁移及聚集规律,于2021年5—10月在巴彦淖尔市五原县盐碱化耕地改良示范区分别对“滴灌+明沟排水”与“黄灌+暗管排水”模式下农田进行土壤水盐监测与灌排水量监测,分析不同灌排模式下农田土壤盐分迁移分布规律,利用均衡分析探讨土壤盐分和盐分离子积盐及脱盐特征,为灌区的节水规划及盐渍化防治提供科学依据。结果表明:不同灌排模式下农田土壤均处于脱盐状态,黄灌与暗管排水模式下土壤脱盐效果相对较好,脱盐率为37.73%;滴灌与明沟排水条件下农田中出现HCO_(3)-累积,积累量为0.3 t,黄灌与暗管排水模式下农田中出现Ca^(2+)与Mg^(2+)的累积,积累量分别为2.9624,0.5774 t。滴灌与明沟排水模式下整个生育期内,0—40 cm土层处于脱盐状态,40—80 cm土层出现盐分积累现象,黄灌与暗管排水模式下整个生育期0—100 cm土层处于脱盐状态。不同灌排模式下地下水埋深变化趋势相同,黄灌与暗管排水模式下地下水埋深较低,滴灌与明沟排水模式下土壤积盐与地下水质整体呈负相关关系,仅土壤中HCO 3-与地下水各离子呈正相关关系,土壤中HCO_(3)-与地下水中Mg^(2+)、HCO_(3)-相关性较强,相关系数分别为0.833,0.759。黄灌与暗管排水模式下土壤积盐与地下水质整体相关关系不明显。

噪声相关的商品生产与内部交易的市场均衡

针对一类商品生产及其内部交易市场,其中经纪人作为内部人同时参与商品产量和商品交易决策,噪声交易量与商品价值相关,而做市商进行半强有效性定价,给出了由商品产量、内部交易量和定价组成的线性均衡的闭式解。仿真结果表明,内部人的交易强度关于相关系数呈单峰上凸形状且在某个取负值的相关系数时达到最大值,而当风险价值与噪声交易量正线性相关时,内部人不再参与交易;市场深度关于相关系数的呈对称单峰上凸形状,且当风险价值与噪声交易量独立时达到最大值;经纪人总期望收益随相关系数的增大而减小。

冻融循环作用下危岩体滑移破坏数值优化分析

冻融循环作用是寒区危岩体崩塌失稳的主要诱因,对寒区危岩体滑移破坏的孕灾因素进行数值优化分析尤为重要。首先,基于极限平衡理论,考虑危岩体贯通段结构面冻胀力、未贯通段岩石黏聚力劣化及冻结深度演化,建立冻融循环作用下滑移式危岩体稳定性分析模型;其次,基于岩石冻胀理论,考虑冻结过程中水分迁移推导得到贯通段冻胀力计算方法;再次,将岩石细观孔隙抽象为无数圆形孔洞,根据圆孔扩张理论和莫尔–库伦屈服准则分析孔隙冻胀破坏过程,构建冻融循环作用下未贯通段岩石黏聚力细观劣化模型;最后,通过改进Stephan经验公式得到未贯通段岩石冻结深度随冻融循环次数演化的计算方法。结合工程算例分析各敏感参数对危岩体稳定性的影响发现:滑移式危岩体稳定性随冻融循环次数的增加呈先快后缓的下降趋势;危岩体稳定性系数与冻结温度呈正相关,相同冻结温度下,危岩体稳定性系数的下降随冻融循环次数增加出现明显的边际递减效应;危岩体稳定性系数与岩屑流失比呈负相关,且岩屑流失比会同时改变稳定性劣化趋势和劣化程度,控制岩屑流失比有利于寒区危岩体的长期稳定性。

基于风浪平衡域理论的浅水情形拖曳系数研究

拖曳系数是计算海面风应力的重要参量,合理可靠的拖曳系数对于提高海洋与大气模式的预报能力极为重要。本文使用沿岸海域浅水情形下长时间大范围的浮标观测数据,基于风浪平衡域理论反推拖曳系数,围绕水深对拖曳系数的影响进行探究。数据结果表明,海浪的谱峰周期与拖曳系数之间有着紧密关联,水深不是影响拖曳系数的直接因素,海浪的谱宽度应是拖曳系数的直接影响因素。本文的研究结果对于合理地解释参数化拖曳系数具有重要的引导意义。

射流冲刷平衡深度研究

本文通过水槽实验和理论分析,研究了在水流速度低、泥沙易淤积的区域引入平面冲击射流对消除泥沙淤积的影响。实验观测了射流局部达到冲刷平衡时,最大冲刷深度随射流喷口高度、喷口宽度、喷口流速、横流流速及泥沙特性变化的规律。由泥沙起动理论和平面射流运动规律,建立了射流冲刷平衡深度计算式。用不同性质的泥沙和采用不同射流喷口宽度、不同喷口高度的射流冲刷实验资料对建立的计算公式进行了验证,计算结果与实验资料吻合良好。

高坝挑流冲刷深度计算

本文在整理分析大量挑流冲刷原型观测资料的基础上,给出了适用于不同岩性条件下计算冲坑平衡深度的经验关系式(5)。为了估算冲坑发展过程及平衡年限,作者建立了冲坑发展过程物理模式,并据此导出了描述冲坑发展过程的无因次数学方程式(11)。验证计算结果表明,上述公式能较好地反映工程实际情况。

倚岸型潮流脊体系中的深槽冲刷——以江苏如东海岸为例

江苏如东海岸的潮流脊体系位于南黄海辐射状沙脊群南部,由沙脊及脊间深槽组成,为"倚岸型"潮流脊体系。本文采用水平一维模型模拟深槽从初始形态冲刷至均衡态的演变过程,用不同的潮差及初始剖面坡度等参数运行该模型,以了解深槽冲刷深度的主要控制因素及其对深槽均衡态的影响。数值实验结果表明:(1)给定初始剖面的坡度、潮差等参数,经历一定时间的冲刷之后剖面达到均衡态,其后剖面形态保持稳定,不随时间改变;(2)若仅给定初始剖面的坡度,则潮差越大,达到均衡态时深槽的冲刷深度越大,而且潮差的变化对冲刷深度有显著影响;(3)若仅给定潮差,则初始剖面的坡度越大,均衡态时深槽的冲刷深度越小且初始剖面坡度的改变对冲刷深度有显著影响。

亚洲中部地区岩石圈均衡补偿深度和弹性板模型反演结果分析

简要叙述了岩石圈均衡补偿深度和弹性板复合补偿的理论与方法;求出了亚洲中部地区岩石圈均衡的最佳补偿深度为75km,通过线性反演得到该区岩石圈弹性板复合补偿模型的基本参数。指出粘滞系数较低的上地幔75km附近存在的低粘滞度的软流层,可能是达到该区大范围岩石圈均衡的大体部位,并对亚洲中部地区大陆弹性板机制等问题进行了讨论。

柴达木盆地西部第三系地层压力预测

针对柴达木盆地地层孔隙流体压力资料缺乏而在研究工作中又要大量使用这类资料的实际情况 ,在声波测井资料的基础上 ,对柴西地区第三系进行了地层压力预测 ,将地层分为正常压实带和欠压实带 ,利用平衡深度原理采用不同的数学模型计算 ,回归预测了部分井地层孔隙流体压力 ,分区归纳了该地区地层压力预测模型。与已知的实测数据对比结果表明 ,预测效果良好。

三峡水利枢纽溢流坝挑流基岩冲刷研究

本文介绍了作者采用能量计算法,放大岩块模拟试验法,以及量测冲坑底部脉动压强来估测冲坑稳定等三种方法,通过综合论证,求得了三峡大坝下游岩基冲刷极限深度值。结果表明:前两种方法所得各典型水位下的冲深值能相互验证,第三种方法能佐证第二种方法,因而说明所得的极限冲深值有较高的可信度。此外,本文在岩基冲刷问题研究方法上也具有较高的学术价值。

波流作用下大直径淹没圆柱局部冲刷试验研究

水下大直径淹没圆柱在波流共同作用下的冲刷特性与非淹没情况有较大差别。在波流水槽中开展局部冲刷试验,将大直径淹没圆柱模型安装在中值粒径0.22 mm的平底沙床内,改变波浪波高和周期、水流流速和方向、圆柱淹没率,测量圆柱周围流速变化,记录柱周冲深发展历时,运用激光地形仪测量冲刷坑的地形形态,分析了淹没率S r和相对高度h c/D对准平衡冲深的影响。结果表明,相同入射波流条件下,随相对柱高h c/D降低,冲刷发展速率、冲坑半径和深度都随之减小。当相对柱高h c/D>1时,冲深随柱高增长速率较快直至达到临界值。准平衡冲刷坑呈“倒勺状”,沿圆柱左右两边呈对称分布,柱前呈半环状;圆柱正后方淤积成“马鞍状”沙丘。

长江分汊河口水力几何形态

为了揭示潮汐河口中居显著地位分汊河口的演变机理,减轻长江口深水航道淤积.基于积分形式二维连续方程、二维阻力公式、无因次宽深比关系与时变水流挟沙能力公式,建立分汊河口水力几何形态理论关系,且表明汊道与单一河道平均水深之比为分流比的2/7次方.据此计算获得了长江口拦门沙顶部最大平衡水深为6.91m,与长期实测的自然水深相一致,显示了水力几何形态关系的合理性.引入主槽流量比例概念,进一步修正水力几何形态关系,使之适合于丁坝作用河段.据此计算得到在一、二和三期治理工程后北槽的最大平衡水深分别为8.40、8.91和9.92m,为制定长江口治理方略提供了理论依据.