川西北高寒典型沙区植被恢复动态遥感监测研究

近几十年来,土地退化、沙化问题威胁着川西北地区草原生态环境和群众生产生活。为获取并定量分析沙区治理的植被恢复动态及趋势,探讨典型沙区的生态修复变化机制,本文以红原县瓦切镇典型沙区1984、2000和2021年3期长时序Landsat遥感影像为数据源,在ENVI 5.3和ArcGIS 10.2软件的支持下,通过植被覆盖指数(NDVI)与光谱混合分析(NDVI-SWA)相结合的方法提取植被覆盖度(FVC),运用土地动态度空间分析模型和转移矩阵分析川西北高寒典型沙区植被恢复变化特征。结果表明:(1)研究区植被覆盖度等级结构以高度植被覆盖度为主(占50%以上),且不同植被盖度类型存在明显空间差异;(2)1984年研究区植被覆盖情况最差,2021年植被覆盖情况最好,中度及以下植被覆盖度面积仅占4.71%。1984-2021年,变化幅度最大的是中度以下植被覆盖度情况,占比呈现出先增加后降低的趋势,相对而言,中高度、高度植被覆盖度处于较为稳定的变化状态。(3)各级FVC转移矩阵分析中,具体转化方向较为一致,主要是向高植被覆盖方向转化,表现为:中高等级向高等级转化;低等级向中低、中等级转化。

非饱和直剪仪改造及砂土-结构剪切试验

土与结构相互作用问题涉及实际工程的多个方面,研究土-结构接触面力学特性是解决该问题的基础。通过对常规非饱和直剪仪进行改造,并利用改造的非饱和直剪仪进行非饱和砂土-结构接触面剪切试验,研究了基质吸力、结构面类型和净法向应力对接触面抗剪强度的影响。结果表明:基质吸力对非饱和砂土-结构接触面的界面黏聚力影响较大,对界面摩擦角影响较小;随着基质吸力的增加,非饱和砂土-混凝土接触面的抗剪强度先增大后减小,存在峰值效应;基质吸力对非饱和砂土-钢接触面的抗剪强度影响较小,基质吸力不变的条件下,随着净法向应力的增加,砂土-钢接触面的抗剪强度呈非线性增长;净法向应力对非饱和砂土-结构接触面对应基质吸力的界面摩擦角(δb)的影响较小。最后,建立了基于峰值效应的非饱和砂土-混凝土接触面抗剪强度公式。

高温合金熔模精密铸造陶瓷型芯研究进展

陶瓷型芯广泛应用于飞机发动机涡轮叶片的熔模精密铸造中,以实现涡轮叶片复杂的空心结构。本文介绍了高温合金熔模精密铸造用陶瓷型芯的应用现状,概述了陶瓷型芯的制备工艺和常用基体材料的研究进展,分别对石英玻璃、电熔刚玉、锆英石、氧化钇等基体材料制备陶瓷型芯的优缺点和研究进展进行了概述。

钢渣砂砂浆(SSM)膨胀破坏的力学行为

通过力学性能和80℃水热加速养护条件下砂浆棒自由线性膨胀率实验,结合SEM等微观测试技术,分析探讨了不同基体强度对钢渣砂砂浆(SSM,下同)膨胀行为的影响及水热养护不同龄期的力学性能与自由线性膨胀率的关系,从力学角度阐述了SSM膨胀破坏的机理。结果表明:基体强度的提高能有效减小SSM的膨胀率,推迟断裂龄期,降低最终开裂破坏程度,但不能最终抑制钢渣砂砂浆的开裂。80℃水热加速养护条件下,SSM强度的发展趋势与砂浆棒自由线性膨胀率有较好的相关性。当某点水泥石的拉伸应变达到极限时,裂缝以钢渣砂膨胀粒子为中心向四周呈放射状扩散,最终导致SSM强度降低和宏观开裂。

砂土基MICP土工材料剪切强度试验及可靠性分析

选用巴氏芽孢杆菌,以不同粒径砂土为岩土基质,应用微生物诱导矿化技术生成MICP-土工材料试样,自然养护7d后,应用直剪仪进行了抗剪强度测试试验。结果表明,MICP-细砂土内摩擦角范围最大,MICP-粗粒砂土内摩擦角范围最小,这与微生物诱导生成的矿化物填充空隙的过程中形成胶结作用有重要的关系,粗粒砂土空隙大,MICP材料强度的增长主要依靠诱导生成的碳酸钙咬合力;中粗砂粒土表面粗糙度的提高有效增强了矿化土工材料的强度;细砂土主要是填充空隙,材料更加密实,导致抗剪强度最大。再运用多项式混沌扩展(PCE)方法建立代理模型,求得其前四阶统计矩,对内摩擦角输出响应的不确定性进行了量化。

乌尔逊地区凝灰质砂岩储集层孔隙度计算方法研究

针对乌尔逊地区凝灰质砂岩储集层,应用岩心分析资料结合常规测井资料,根据不同的方法,确定了本区的密度、声波及中子最优骨架参数;根据确定的骨架参数,分别讨论了确定储集层总孔隙度的常规测井方法及应用多组分模型计算储集层总孔隙度的方法。将两者对比,确定了本区求取总孔隙度的最佳方法,并应用于实例分析,取得较好的效果。

准噶尔盆地南缘苍房沟群物源分析

根据砾岩成分、碎屑组成、主量元素及重矿物组合特征，探讨准噶尔盆地南缘苍房沟群物源特征及物源区。砾岩成分分析表明：伊林哈比尔尕山的石炭系地层是准噶尔南缘西段苍房沟群的主要物源区，而博格达山是准噶尔南缘东段前缘坳陷的物源区。砂岩骨架成分分析表明：北天山作为准噶尔南缘前陆坳陷主要物源区曾存在，但持续时间很短；博格达山北缘的石炭系柳树沟组岩层为准噶尔南缘东段前缘坳陷的主要物源。主量元素测定表明：下苍房沟群岩石样品以火山岩为主要物源区特征，其物源很有可能来自南部伊林哈比尔尕山中石炭系的火山岩；而上苍房沟群以混杂物源区为特征，表明早三叠世隆升的博格达山已成为其物源区。盆地南缘西段以低级变质岩和中酸性岩浆岩的重矿物组合为特征，表明北天山隆起是其主要物源区；东段以中酸性岩浆岩和中高级变质岩重矿物组合为特征，综合考虑其物源区应为南部的博格达山。

英南2井气藏致密砂岩盖层的形成

钻井取心和录井资料显示,塔里木盆地英南2井侏罗系气藏中的主力气层之上均为砂岩,缺少泥岩盖层.通过对铸体薄片的观察,结合电性、物性、压汞、扫描电镜和黏土矿物X衍射分析资料,发现英南2井主力气层之上有两段致密砂岩层能够作为气藏的有效盖层.致密砂岩层内富含高度分散的泥杂基(含量达6.6%～13.8%),呈网状和包膜状分布于砂粒表面和粒间,其强烈的水锁效应能使气体渗透率降低80%以上,在含水条件下,气体渗透率可由0.47～0.69mD降至小于0.1mD或趋于不渗透状态,这是这类致密砂岩成为有效盖层的主要原因.

新型抽砂防砂工艺技术研究与应用

从抽砂、防砂的理论研究出发,利用研制的专利产品——冲砂转换装置,初步探索出了抽砂、防砂工艺技术。在冲砂后起钻时依靠单向皮碗的抽汲作用,将聚集在近井地带的地层砂抽出,改善地层砂砾运移造成的地层堵塞,使井筒附近流体渗流通道增大,起到一定的防砂作用,为后续的防砂提供了良好的防砂环境,使防砂一次成功率和施工进度大大提高。

砂的原生各向异性强度的研究

基于已有各向异性砂的实验资料,借鉴复合材料力学中矩阵转换的数学方法,将实际各向异性砂样的柔度矩阵(或刚度矩阵)转化为各向同性参考砂的柔度矩阵(或刚度矩阵),并提出相当应力状态的概念,由此把对各向异性岩土材料的分析转换为对等效各向同性材料的分析,使各向同性强度理论能够方便地应用于各向异性材料。通过分析,发现理论所得结果与已有的实验结果吻合,表明文中的计算理论是可行的。

地震波形反演技术在砂泥岩薄互层结构表征中的应用

基于传播矩阵理论开发砂泥岩薄互层地震合成记录算法,与褶积算法、基于界面模型的Zoeppritz方法以及波动方程等方法相比,该方法更适用于具有复杂结构的薄互层模型,能够在充分考虑地震反射波动力学因素的同时不受网格间距的限制.基于正演算法开发了基于波形对比的砂泥岩薄互层地震反演技术,由地震反射波形特征的变化反演薄地层单元中砂体含量与空间位置等参数,进而确定薄互层段砂泥岩组合结构以及砂体的空间展布.理论模型验证了反演方法的有效性.通过测井分析建立薄互层地震地质模型,并将该技术应用于研究区实际地震数据,反演的砂体空间分布与测井资料进行对比分析,验证了反演方法的实用性.

深厚层软土地基袋装砂井处治的数值模拟

基于平面变形、空间渗流(PDSS)理论,从路基工后沉降角度出发,用岩土工程静力分析有限元程序PDSS2000,进行袋装砂井处治深厚层软基的数值模拟分析,研究全过程的软基沉降、侧移、孔压分布规律。结果表明,袋装砂井能有效加速软基的排水固结。对于福厦线一般地段,当路基高度为6m时,采用间距为1 0m的袋装砂井处治软基能满足路基工后沉降要求。

低渗透砂岩储层分步溶离酸化改造及实施效果--以临南洼陷夏463井为例

低渗透砂岩储层经工艺改造后,各井储层产能差异明显,关键在于没有根据储层本身特性制定有效的改造方案。利用岩石薄片、铸体薄片、X-衍射分析和矿物溶蚀实验等技术,对低渗透砂岩储层进行测试分析,准确把握储层岩石矿物特征,制定针对性强的分步溶离改造方案,形成了低渗透砂岩储层分步溶离酸化改造技术。以临南洼陷夏463井低渗透砂岩储层为例,阐述了酸化施工前低渗透储层所须进行的微观分析流程,在分析储层微观特征和溶离实验结果的基础上,制定了低渗透储层酸化施工方案,并且进行了现场跟踪。夏463井2918.1～2923.0m井段致密砂岩储层于2010年11月初酸化改造后,产油量为6.97m3/d,连续开采1a多,产油量仍达2～4t/d。现场施工证实,将岩石学基础研究与现场工艺成功对接,不但对提高低渗透砂岩储层的稳产能力具有重要的意义,而且对于控制后期含水率上升也具有极好的指导意义。

飞机表面涂层干剥落工艺研究

为解决某新型飞机表面旧油漆难以清除的问题,采用正交试验法对该型飞机旧油漆涂层干剥落的工艺参数进行优化。根据对脱漆率等指标的测试,确定了最佳工艺参数气体压力0.5MPa,气体流量3m3/min,喷射距离20mm,移动速度40mm/s。采用上述参数对该飞机表面油漆进行清除,脱漆率为99.8%,脱漆速度可达10m2/h,达到了满意的脱漆效果。

含砂盐水对钻头钴基胎体材料冲蚀腐蚀磨损的试验研究

在海洋石油钻井中,经常采用海水钻井液作为循环冲洗介质,但海水钻井液具有较强的腐蚀性。为了研究海水钻井液对钻头钴基胎体材料的冲蚀腐蚀磨损作用,利用自制的冲蚀腐蚀磨损试验装置,采用含砂盐水,综合摩擦学和电化学腐蚀理论对钻头钴基胎体材料的冲蚀腐蚀磨损进行了研究。结果表明,钴基胎体材料总的损失量在一定温度条件下随着水中盐度从0.5%到3.5%增加而增大,或者在一定盐度条件下随着温度从25℃至50℃增高而增加。在高盐度下,当含砂量从550 mg/L降到150mg/L时,可测得总的质量损失量99%是由于电化学腐蚀及其相关腐蚀引起的。通过数据分析,还发现温度增高时,腐蚀速率增大,当温度以及固体颗粒含量同时增加时,腐蚀速率急剧增大。

基质吸力与黏粒含量对砂土抗剪强度的影响

当前对于非饱和土的研究,主要集中在纯砂土和纯黏土的土水特征和抗剪强度,而实际工程中,基质吸力对含黏粒砂土的抗剪强度具有显著的影响。根据实际工程中含黏粒砂土的级配,采用高岭土和细砂配制不同黏粒含量的砂土,利用5 bar压力板仪得出含黏粒砂土的土-水特征曲线,利用非饱和土四联直接仪得出不同基质吸力条件下含黏粒砂土的抗剪强度指标。研究结果表明:随着黏粒含量的增加,含黏粒砂土的残余含水率增加;随着基质吸力的增加,含黏粒砂土的抗剪强度大部分呈现增大的趋势;但当黏粒含量为15%时,随着基质吸力的增加,含黏粒砂土的抗剪强度先增大后减小,出现了"黏粒效应"。最后,从含黏粒砂土的微观颗粒结构出发,揭示了含黏粒砂土的抗剪强度主要受土体含水量的大小、颗粒之间弯月形水面的数量的多少和面积大小三方面的影响。

重矿渣-砂基复合透水路面砖的研究及制造

重矿渣-砂基复合透水路面砖是水泥基与环氧树脂体系的复合产物,在传统水泥透水砖的基础上,采用改性环氧树脂胶作为胶粘剂,天然彩砂为骨料制备面层。通过正交实验得出了影响其性能的因素的主次顺序,得出最优配合比为:胶砂比1∶30,成型压力25kN,骨料粒径40～80目,改性环氧树脂胶黏度为80mPa·s。所制得的透水砖劈裂抗拉强度f_(ts)为4.2MPa,透水系数为1.9×10^(-2) cm/s,磨坑长度10mm,抗冻融性合格。既实现了工业废渣的资源化利用,又在一定程度上解决了传统透水路面砖易堵塞难恢复,服役时间短的弊端。同时给出了工业化生产砂基复合透水路面砖的工艺参数。

耐剪切低伤害线性胶压裂液性能研究与现场应用

线性胶压裂液是页岩气开采最关键的技术之一。以SRFP-1增稠剂、SRFC-1交联剂、SRCS-1黏土稳定剂和SRCU-1助排剂工业品为研究对象制备SRFP线性胶压裂液;评价了该压裂液体系的变剪切性能及对岩心基质伤害性能;将该压裂液在塔里木盆地某重点页岩气探井进行了现场应用。结果表明：SRFP线性胶压裂液在70~90℃条件下具有良好的抗剪切性能,对岩心基质伤害率小于20%,现场施工平均砂比为11.9%,返排液黏度小于5 m Pa·s。

氧化石墨烯-沙漠砂水泥基材料力学性能研究

为了弥补沙漠砂水泥基材料的力学缺陷,提高沙漠砂水泥基材料的工程适应性,进而合理利用中西部地区丰富的沙漠资源。本研究提出了氧化石墨烯(GO)改善沙漠砂水泥基材料力学性能的方案。试验发现,沙漠砂的过量掺入严重影响水泥基材料的力学性能,GO的掺入可以改善此不足,当GO掺入量为0.03%时,配制出了28 d抗压强度达到空白标准砂试件的125.41%,抗折强度达标准砂试块94.9%的全沙漠砂水泥基材料。通过扫描电镜的表面形貌观察可知,GO的掺入使水化产物形成致密规则且相互交联的团装晶体,并可以阻止纳米裂缝的持续发展。

混合型缓冲材料水分迁移及干缩开裂规律研究

膨润土砂混合物在高放射性废弃物地下填埋处置工程中有着广泛的应用,其在养护过程中对结构完整性、裂隙数量和变形尺寸都有着很高要求。为了研究掺砂率和厚度对混合型膨润土在干缩过程中的含水率变化及开裂规律的影响,本研究制备了不同掺砂率、厚度的试样进行室内恒温干燥试验,并对整个过程含水量进行连续监测。试验结果表明,增大试样厚度及适当提高掺砂率均有助于抑制膨润土收缩变形和开裂行为,试验得到试样最小裂隙率时的掺砂率范围为20%~30%;干燥过程中试样蒸发率受到进气值和土颗粒间气液接触面积变化的影响;试样干燥过程随厚度的增大而延长,而残余含水率随掺砂率的增大而降低;引入干燥系数k并对其研究发现,水分迁移速率与试样厚度呈负相关,与试样掺砂率呈正相关。