基于OBE理念的海洋工程地质虚实结合实训教学探索

海洋工程地质是土木工程、地质工程等本科专业基础课,探索课程的实训与实践教学体系是新工科建设和“一流学科”建设的重要内涵之一。基于成果导向教育(OBE)理念,按照“学生为本、目标导向”的教学思路,开展“反向设计、正向实施”和“虚实结合”等教学模式改革与创新。以工程单位对该专业毕业生的需求为目标导向,重新设计海洋工程地质的课程目标与内容设置、教学形式与方法,以及多元化能力考核与评价等环节,校企合作、协同发展,提高教学质量、激发学生创新创业能力,共建海洋工程地质实践基地的新模式。

2023年度工程地质领域自然科学基金项目受理与资助分析

对2023年度工程地质领域(涵盖地质学学科下属的工程地质和环境地球科学学科下属的工程地质环境与灾害)的基金申请情况、资助情况、研究队伍等进行详细分析。工程地质领域的基金项目申请数量稳步上升,并以青年基金申请量涨幅最大。近10年的统计数据表明,同行评议专家对申请书的评议尺度稳定。面上项目申请者的年龄结构趋于年轻化,青年科学基金申请者的年龄结构比较合理。工程地质领域在多个不同的项目类型中都获得了资助,表现出较强的竞争力。

塔里木盆地顺北油气田少井高产地质工程一体化做法与关键技术

塔里木盆地顺北油气田埋藏深度为7300~9000m,脆性地层破碎形成的缝洞型储层沿高陡走滑断裂带发育,断裂破碎带内部非均质性极强,且流体性质差异大。面对这类超深复杂的断控缝洞型油气藏,高效成井面临世界级挑战,单井费用高,效益开发难度大,没有现成的经验、技术可借鉴。顺北油气田以项目管理为抓手,建立了独有的“五有五提升”地质工程一体化管理模式,创新形成了“少井高产”七要素关键技术。近几年,少井高产地质工程一体化实现了质的飞跃,落实了4号、8号断裂带2个亿吨级资源阵地,新增石油探明储量为1.53×10^(8)t、天然气探明储量为1620×10^(8)m^(3),4号断裂带共部署井位20口,两年建成了130×10^(4)t油当量产能阵地。与2016年开发动用的1号断裂带相比,高产井成功率提升了35%、单井产能提升了316%、单井发现探明储量提升了55%,实现了高效勘探,效益开发,其经验对其他同类型油藏开发具有较好的借鉴意义。

沁水盆地南部煤层气地质工程一体化关键技术

沁水盆地南部煤层气资源丰富,但地质、工程条件复杂,樊庄成熟工艺技术推广邻区适应性较差,煤层气规模效益开发面临严峻挑战。为了解决沁水盆地南部煤层气“井位部署难度大、钻井周期长、裸眼井井眼易垮塌、单井产量低”等问题,开展了地质工程一体化技术攻关,形成了“三性”煤储层评价、可控水平井钻完井、分段压裂及疏导式排采等多项关键技术,并开展现场试验与推广。研究结果表明:通过地质与工程有机结合,实现了地质模型为工程技术优化提供技术支撑,工程实践不断校正地质模型,施工精度提高;水平井煤层钻遇率95%,单井钻井复杂平均减少40%,产能到位率达90%,单井平均日产量超过8000 m^(3)。

深层致密气地质工程一体化实践——以川西须家河组为例

川西新场—合兴场须家河组天然气资源丰富,中国石化探区保有探明地质储量超1700×10^(8)m^(3),储层具有气藏埋藏深(4500~5500m)、地层压力高(压力系数为1.4~1.7)、地层破裂压力高(110~165MPa)、特低孔隙度(平均孔隙度为3.7%)、特低渗透率(平均渗透率为0.07mD)的“一深两高两低”特点,为天然气成藏地质理论认识及高效开发带来了多重挑战,制约了气藏的勘探开发进程。以地质工程一体化融合实践为攻关思路,深化致密砂岩气输导体成藏认识,明确成藏机理及富集高产规律,以地质甜点发育模式深入解剖为切入点,阐明气藏甜点形成机制,建立甜点地质模式,抓住裂缝和储层地震精细刻画和定量预测技术、优化钻井及储层改造等关键技术,开展地质—地球物理—钻完井关键技术的地质工程一体化协同攻关与技术—经济一体化目标实践,技术序列的成功应用支撑气田规模上产,已累计新建产能超10×10^(8)m^(3),保障合兴场气田新增探明地质储量超1300×10^(8)m^(3),进一步证实了地质工程一体化是低品位气藏有效开发的必经之路,推动了川西须家河组气藏的效益开发进程,为致密难动用储量,特别是深层致密气的勘探开发提供借鉴。

“一核三赋能”自然资源行业复合型技能人才培养路径探索——以湖南工程职业技术学院环境地质工程专业群建设为例

在国家深化现代职业教育体系建设改革,产教融合持续推进的背景下,湖南工程职业技术学院环境地质工程专业教研室对自然资源行业复合型技能人才培养路径展开了研究,提出了以科研创新为核心力量,聚焦湖南自然资源产业绿色发展需求,构建了“一核三赋能”人才培养路径模型,实践证明具有较好的推广应用效果。

基于校企协作的地质工程专业学位研究生培养质量问题及建议

专业学位研究生培养已取得了较大发展,基于校企协作的专业学位研究生培养模式已经成为各高校较为成熟的一种教育方式。但随着该培养模式的实施,在对学生实践能力培养的过程中亦逐渐显露出一些问题。文章基于对某西部高校地质工程专业学位研究生校企协作培养模式实施的现状分析,指出校企协作培养模式实施中存在实践培养目标不清、双导师权责不清及实践考核标准低等问题,针对上述问题分析了其产生的原因,并给出了相关对策及建议。

天津市汉南路桥梁场地工程地质条件及土层地震反应分析

汉南路改线及配套服务区项目为天津市建设世界一流大港集疏运北部通道基础设施工程,工程沿线有北疆电厂专用线铁路桥和南堡铁路大桥。汉南路桥梁工程作为重要生命线工程,需在工程建设开始前进行场地地震安全性评价。本文综合前人在区域范围内地震活动性和地震构造研究成果,基于场地地震工程钻孔勘探与测试数据,建立了场地土层一维波动模型,完成了场地地表地震反应计算,取得主要成果:1)两个桥梁工程场地50年超越概率10%对应的地表水平加速度峰值分别为0.209g和0.213g;2)工程全线均位于地震动峰值加速度分区中的0.2g区。汉南路桥梁场地土层地震反应分析工作为后续工程建筑规划、震害预测和抗震设计提供了重要依据,对场地地震地质灾害评价具有重要意义。

水平井地质工程一体化研发与应用

面对辽河油田日益剧增的水平井勘探开发任务,按照“地质工程一体化”理念,为实现水平井开发过程中的精细化设计、精准性跟踪、远程化支持,开发建设的水平井地质工程一体化决策支持系统,将水平井的地质研究、地质建模、水平井设计、随钻跟踪、压裂、酸化分析全面融合,实现水平井钻探从室内设计到现场实施各类数据实时共享,一体化研究,动态监测水平井实施过程,根据现场钻探信息及时调整钻井轨迹,保障储层钻遇率,提高辽河水平井实施工作效率,降低勘探开发风险。

职业本科环境地质工程专业教学标准开发与实施

2019年是职业教育本科元年,为充分了解地质类相关专业教学质量国家标准实施现状,通过内容分析法和调查法对教学标准实施进行比较分析,构建职业本科环境地质工程专业教学标准开发模型,使得标准能够在职业本科大学环境地质工程专业教学中更好地发挥作用,有效促进专业教学改革和发展,从而培养高层次技术技能人才。

新工科理念下工程地质学课程教学模式探索和实践

在新工科背景下,将课程教学目标由低到高依次设计为知识能力目标、应用能力目标、职业能力目标、创新能力目标、工程实践能力目标、跨学科能力目标、工程伦理能力目标,探索“以学生为中心”的土木工程专业地下建筑工程方向工程地质学课程教学模式。为了达成课程教学目标,从课程内容设计、教学活动组织、考核方式改进等方面进行了探索和实践,采用逐步提升的方式,将对学生能力的培养贯穿整个教学过程,并从期末考试成绩和课程教学效果的角度对能力培养达成度进行评价。结果表明,学生的综合素质和地质素质有一定的提升,该教学模式值得继续推行和更深入地研究。

面向南京城市地下空间资源综合开发利用的工程地质调查实践和研究

近年来,地下空间的开发利用得到越来越多的关注,其中,工程地质调查起到了基础性和决定性的作用。文章面向南京城市地下空间资源综合开发利用,分析了工程地质调查的工作难点,针对这些难点从技术探索和工作实践角度提出了解决对策,详细阐述了工程地质层划分技术规范、工程地质钻孔动态管理框架以及工程建设采挖砂石土料协同利用研究。通过这些工作的开展,实现了南京市城市地下空间资源工程地质调查的“三有”,即地层划分有依据、钻孔收集有统筹、土料利用有路径,有效提高了城市地下空间资源开发利用的管理水平,对建设资源节约型社会具有重要意义。

土体工程地质层划分及其在城市地下空间开发中的应用

城市地下空间包括岩土体本身的密实部分以及天然或人工形成的无岩土体的空间部分,既是重要的自然资源,又是其它地下自然资源的载体。随着城市的不断发展,地下空间构建立体城市已成为必然选择。城市地下空间开发多在土体中进行,地下工程建设的成本、难度与土体质量息息相关。针对常州市土体工程地质层划分标准不统一的现状,基于城市地质调查项目获取的海量地质钻孔和土体物理力学指标测试结果,综合考虑沉积时代、物质成分、工程特性指标等因素,采用剖面绘制法对常州市100m以浅土体工程地质层进行划分,建立基本地层结构和层序编码,通过工程地质层物理力学参数离散性和三维模型平滑度验证划分结果合理可行。将土体工程地质层划分结果应用到桩基持力层选择、地下空间竖向分层规划、地下空间开发适宜性评价、多种地下资源协同利用等方面,可为城市地下空间规划、建设、管理提供基础数据和相关借鉴。

川西泸定昔格达地层黏土岩工程地质特性研究

昔格达地层作为一类特殊的半成岩,具有“见风成粉,遇水成泥”的特性,是工程地质问题与地质灾害的良好孕生载体。以川西泸定海子坪昔格达地层黏土岩为研究对象,通过X射线衍射、电镜扫描、现场与室内岩土测试,分析了其物质组成、微观结构及力学特性,重点研究水作用下其物理力学性质的变化规律,并与其他地区昔格达地层工程地质特性进行比较分析。研究表明:①海子坪昔格达地层黏土岩主要成分为粉细砂、黏土等细粒物质,由薄层黄色和灰色的黏土岩互层产出,具有近水平层理构造。②黄色和灰色黏土岩的物质组成相同,但占比不同,黄色黏土岩的黏粒含量比灰色黏土岩高约12%,方解石含量少约10%,黄色黏土岩的结构更为致密,黏粒间胶结作用更强。③海子坪昔格达地层黏土岩现场实测渗透系数为3.62×10^(−4)~7.34×10^(−4)cm/s,介于其他地区昔格达地层的黏土岩类–砂岩类之间,这与其天然节理发育、受扰动极易开裂的特性密切相关。④黄、灰色黏土岩的黏聚力均随含水率增加而降低,且含水率越高,降幅越大,内摩擦角与含水率的关系则表现有所不同。⑤不同地区昔格达地层的力学特性对含水率变化的敏感性具有明显差异,其中泸定海子坪昔格达地层黏土岩的水敏性最为显著。

托洛旋扭构造带隧道工程地质特征分析

研究目的:西南某铁路隧道穿越托洛旋扭构造带,为查明其砥柱及旋回层的铁路隧道工程地质条件,本文通过野外地质调查、钻探、物探、室内试验等综合勘察手段,对其基本特征、成因机制及应力特征进行探讨,在此基础上划分三个区域结合隧道施工实际情况验证分析并探讨该旋扭构造带内隧道工程地质特征。研究结论:(1)托洛旋扭构造带为向西南方向收敛的顺时针旋扭,主要由环形砥柱和两个旋回层组成;(2)根据“无限平板集中力偶”理论,推测该旋扭构造带旋卷应力场影响范围约为65.3 km;(3)该旋扭构造带发育于红层软岩中,砥柱岩体完整性略好,物理力学性质总体优于旋回层,但岩体结构类型无明显的分布差异规律;(4)旋回层隧道施工更易遭遇涌突水、软岩大变形、高地温、放射性及采空区等工程地质问题;(5)表生不良地质发育主要受旋扭构造环形断层及撒开断层控制;(6)本研究成果可为穿越类似构造发育地区的铁路、公路地质选线以及隧道工程勘察设计提供参考和借鉴。

基于AGS的铁路工程地质数据存储标准框架研究

地质勘察行业由于涉及面广、勘察手段多样、数据类型复杂,在国内尚未形成较为完善的地质数据存储标准体系。英国岩土工程与环境岩土工程专家协会发布的AGS格式已被广泛应用于岩土工程,适合勘察和监测数据的电子化传输和存储。较为全面地介绍了AGS格式标准发展概况和技术要点,包括:AGS发展概况、国内外应用情况、AGS目标以及AGS数据字典。针对铁路工程地质数据特点,首次进行了数据存储框架扩展研究,在项目信息下增加综合地质成果、专项地质成果,并在铁路工点基本信息下增加地质调绘、补充地质调查、施工地质和三维地质信息模型等内容,形成较为完善的铁路工程地质数据存储框架;优化了数据表关键字段的选取,建议对具体试验项目赋予ID字段,形成以ID字段为基本索引的统一数据表格式;完善了铁路工程地质数据标准体系,为其高效共享和应用提供标准支撑。

涪陵气田立体开发地质工程一体化实践

针对涪陵页岩气田一次井网开发后剩余气储量动用不充分的问题,立体开发地质工程一体化技术是提高气藏采收率,实现对剩余储量精准动用的核心手段。通过建立页岩气地质工程一体化高效开发新模式,创新形成页岩气建模数模一体化技术进行剩余气精细研究,明确页岩剩余气分布情况;通过地质工程双甜点耦合,明确穿行黄金靶窗,建立“资源+应力+天然裂缝”三位一体分层效益组合体划分标准体系;基于剩余气差异化分布形态,建立“地质—钻井—压裂—地面协同优化”钻井与压裂优化设计流程;通过实时监测进行钻井轨迹与压裂施工的动态调整,建立一体化数据共享平台及实时决策系统。立体开发地质工程一体化技术指导焦石坝区块预期采收率从12.6%提高到23.3%,立体开发区采收率达39.2%。该技术的应用使页岩气钻采投资、10×10^(8)m^(3)产能建设投资及开发成本逐年缩减,有效指导了涪陵页岩气田提高采收率与高效开发。

常州市滆湖组土体工程地质层划分及其应用

滆湖组土体是吴标云、李从先(1987)对长江三角洲第四纪地质研究时所命名,命名地点在常州武进寨桥D114孔,因位于滆湖东侧而称之,长江三角洲地区广泛分布,时代为晚更新世(冯金顺,2001)。常州市除低山丘陵和长江漫滩外,广袤的平原区滆湖组土体皆有分布,是常州市工业与民用建筑的主要基础持力层,也是与浅层地下空间开发关系最为紧密的地层。因此,对滆湖组土体进行工程地质层划分.

陆路交通工程数字化工程地质调绘系统关键技术研究与应用

在工程地质调绘中引入室内外协同作业法,并根据“室内虚拟地调—室外调绘核查—室内资料整理”三步走的标准业务流程,基于GIS平台开发适用于前述方法的网页端、桌面端、移动端与服务器端应用系统,研究多数据融合、区域地质图剖切、数字化产状量测、数字化采集模板配置与多端数据协同技术,革新地质调绘作业模式并提升成果质量。归纳了数字化调绘流程标准、数字化调绘技术要求标准与调绘成果标准,并在宜涪铁路得到了良好的工程验证。总结发现,室内外协同作业模式能适当减少室外工作量,提升工程地质调绘的效率与质量;室内虚拟地质调绘能合理利用丰富的数据,扩展地质调绘的宏观视角与成果的连续性;独立配置的地质调绘模板,保证了室内外地质调绘体验的一致性与数据的传承性,降低了软件系统的维护难度。