不同煤级煤样的孔隙综合表征方法研究

煤的孔隙特征对于研究煤的吸附解吸特性、扩散性、渗透性以及瓦斯突出事故的发生机理具有非常重要的意义。为研究不同煤级煤样的孔隙综合分形特征,利用ASAP2020比表面积及孔径分布测定仪,在低温液氮的环境下,对不同变质程度的煤样进行孔隙测定,并利用FHH分形维数计算模型对实验数据进行拟合,得到各煤样不同孔径段的分形维数;同时利用各孔径段的孔隙体积比作为权值,对各个煤样不同孔径段的分形维数进行加权求和,得到各煤样的综合分形维数。将煤样的综合分形维数与其总孔隙体积进行比较分析,可知不同煤级煤样的孔隙具有明显的分形特征,其总孔隙体积越大,综合分形维数越大,孔隙表面越粗糙,孔隙分布则相对复杂。     

基于SEM图像的细颗粒泥沙絮体3维分形研究及其应用

具有分形特征是细颗粒泥沙絮体的重要特性,为了解决目前主要是通过絮体SEM图像研究其2维分形特性的问题,利用SEM图像灰度值重建细颗粒泥沙絮体3维图像,通过MATLAB编程用盒计数法计算絮体3维分形维数;然后基于絮体3维分形维数,推导出细颗粒泥沙静水沉降时清浑交界面的沉降公式,并将其应用在滇池底泥清混交界面的沉降计算中,其计算误差在5%以内。结果表明,直接利用絮体SEM图像计算絮体3维分形维数是可行的,避免了图像处理中人为误差的引入,且通过其推导的沉降公式可用于计算清混交界面的沉速。     

分形维数作为废水絮凝处理效果的表征指标及其影响因素

通过编写MATLAB的二维扩散限制凝聚（DLA）模型程序,对絮体进行模拟仿真,模拟结果表明：絮体呈现内部致密、外部疏松及多孔的结构,用盒子法计算模拟絮体获得的分形维数在1.450～1.725之间。以硫酸铝为絮凝剂处理模拟高岭土废水,利用显微拍摄技术观察絮体结构,并用盒子法计算获得的絮体分形维数在1.36～1.50之间。同时实验考察pH值、絮凝剂用量、混凝温度对絮凝效果的影响,通过单因素实验与正交实验,获得了最佳工艺条件：pH值为6.5,絮凝剂用量为25 mg/L,混凝温度为25℃,在此条件下,高岭土废水经处理后浊度为4.26,絮体的分形维数为1.497。结果表明：絮体的分形维数越大,处理后废水浊度越小。分形维数可作为废水絮凝处理效果的表征指标之一。     

基于低温氮吸附实验的页岩储层孔隙分形特征

为研究页岩储层孔隙结构特征,以重庆南川三泉剖面泉浅1井、綦江观音桥剖面、涪陵B井和石柱打风坳剖面等龙马溪组页岩储层样品为例,通过低温氮吸附实验数据建立FHH分形模型,讨论分形维数与孔隙结构参数、TOC质量分数的相互关系.结果表明:样品孔隙以微孔为主,孔径分布集中在40nm以下,具有明显的分形特征,分形维数介于2.760~2.850之间,相关因数大多超过0.99,反映复杂的孔隙结构与较强的非均质性;部分样品显示明显的双重分形特征,以甲烷分子自由程为界可将纳米孔分为渗透孔隙和吸附孔隙,吸附孔隙阶段分形维数变化范围在2.881~2.917之间,渗透孔隙阶段分形维数变化范围在2.791~2.823之间;孔隙体积和平均孔径与分形维数具有负相关性,BET比表面积与分形维数呈明显的正相关关系,即平均孔径越小、孔隙体积越小、BET比表面积越大,分形维数越接近于3;TOC质量分数也与分形维数呈明显的正相关关系,是分形维数的重要影响因素.通过分形维数可以定量评价储层孔隙的复杂程度和非均质程度,为储层评价和页岩气在纳米孔隙中的赋存和运移机理研究提供思路.     

压汞测孔评价磷渣-水泥浆体材料孔隙分形特征的试验

用混沌分形理论结合压汞测孔技术,直接测试评价了磷渣-水泥浆体材料孔隙的显微结构特征,计算出了对应的分形维数,并对普通水泥浆体与掺磷渣的水泥浆体孔隙的分形特征进行了比较;同时探讨了孔体积分维数与孔隙率、孔表面积、孔分布及磷渣掺量的关系.研究表明,磷渣-水泥浆体的孔结构具有明显的分形特征,孔体积分形维数在2.4~2.8之间;掺磷渣的水泥浆体不仅具有粗孔细化的效果,而且孔隙的分形特征也有了明显的改善;在磷渣掺量大于30%时,其分维数、孔隙率与小于20 nm的微孔数有明显的突变性.     

复杂储层岩石微观非均质性分形几何描述

储层岩石的微观非均质性是影响油气藏开发特征与最终采收率的关键因素之一.使用恒速压汞测试数据,以毛管压力一进汞饱和度数学模型分别计算了低渗砂岩和低渗火山岩岩心这两种复杂储层岩石的分形维数.计算结果表明所研究的低渗火山岩岩心在一定的孔隙尺度范围内具有良好的分形几何特征,分形维数介于2和3之间;随着分形维数的增大,中高渗砂岩岩心微观非均质性增强,低渗砂岩岩心和火山岩岩心微观非均质性变弱;喉道分布图很好地证明了分形维数可以定量地描述储层岩石孔隙结构的微观非均质性;数学拟合表明分形维数与低渗岩心渗透率具有很好的相关性,分形维数越大,岩心渗透率越小.     

中低煤阶煤层气储层孔隙结构分段分形特征

为明确韩城、保德区块煤岩孔隙结构分形特征,基于火柴棍模型,推导了新的分形特征表征方法,并利用扫描电镜实验和压汞实验数据对新方法进行验证,在此基础上研究了中、低煤岩孔隙结构分形特征。结果表明,火柴棍模型更能精确表征中、低煤阶煤岩的双重孔隙结构特征。在双对数坐标中,进汞饱和度与毛管压力成双线性关系,即以半径1 μm为界,中低阶煤岩孔隙结构具有分段分形特征,孔隙和裂缝具有不同的分形区间和分形维数。韩城、保德区块裂缝分形维数和孔隙分形维数分别在2.80~2.98和2.17~2.33,且裂缝分形维数随孔隙分形维数增加而增加,两类分形维数均随平均孔隙半径、孔隙度和渗透率的增加依次降低。表明煤岩分形维数可以作为储层评价的关键指标,分形维数越小,储层物性越好。煤岩分形维数能够表征其孔隙结构的非均质性,分形维数越大,孔隙结构非均质性越强。韩城、保德区块割理、裂缝的分形维数远远大于孔隙分形维数。     

双重分形多孔介质孔隙率的研究

根据双重分形多孔介质孔隙分布分形维数D与孔隙迂曲分形维数DT的定义和计算公式,推导了多孔介质孔隙率的计算公式.通过孔隙率计算公式的函数图像分析了双重分形维数D和DT的变化对孔隙率的影响,分析结果表明孔隙率随多孔介质双重分形维数D和DT的增加而增大;多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率增加的就越慢;当D＋DT〈3时,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率就越大,但当D＋DT〉3时则相反,多孔介质最大孔隙直径越大孔隙率反而越小,D＋DT=3是特殊点,令D＋DT→3时的孔隙率极限值为它的孔隙率.     

基于DLCA模型的絮凝过程模拟与应用

在二维有限扩散集团凝聚（DLCA）模型基础上,利用Matlab软件建立DLCA模型,模拟絮凝体的生长过程。模拟结果表明：簇团数目与单个粒子数目随着循环步数增加而减小,盒子法计算模拟絮体获得的分形维数在1.341～1.551之间。屏蔽效应的存在使絮体呈现内部致密、外部疏松且高度多孔结构,模拟过程体现了分形的特征。实验采用聚合氯化铝絮凝剂处理模拟洗煤废水,盒子法计算真实絮体获得的分形维数在1.378～1.520之间,且随废水浓度增加而减少,与模拟结果相似性较高。     

基于分形理论的有机高分子絮凝

在改性天然高分子絮凝剂（CSAX）处理同时含Cu^2＋和高岭土的悬浊液的废水絮凝实验中,显微镜照片研究显示絮凝体的表面和内部具有高度不规则性,絮凝体的形成过程具有分形特征.通过实验研究絮凝体的特性和分形维数之间的关系,分析了絮凝体的分形特征,在原水浊度为100 NTU,pH值为5.0,Cu^2＋的浓度为25 mg/L,CSAX的投加量为30 mg/L的条件下,CSAX的絮凝效果最好,形成絮凝体的分形维数为2.0.证明可以通过监测絮凝体的分形维数来控制絮凝过程.     

毛细水作用对粉土路基稳定性的影响

为了探索毛细水对粉土路基稳定性的影响,通过实验研究了粉土毛细水作用高度与含水量、含水量与回弹模量的关系,进而拟合了毛细水作用高度与压实粉土回弹模量的关系式。实验研究了含水量与压实粉土抗剪强度的关系,研究表明毛细水对粉土路基的刚度和抗剪强度的衰减影响显著。应用Abaqus 6.10有限元分析软件模拟计算不同水位下毛细水对粉土路基稳定性的影响,采用强度折减法计算不同水位粉土路基在标准轴载作用下的安全系数,得到毛细水作用高度与粉土路基稳定性的规律,为粉土路基的设计与施工提供了依据。     

陡坡河道中淤积高度对水位变化影响试验研究

在陡坡河道内,因输沙率变化可能会引起局部淤积,继而河道水位会随淤积高度相应变化。本文在4种比降水槽中,建立了可以模拟淤积体高度的概化模型,探求淤积高度对水位的影响。研究结果表明不同来流量条件下,在淤积高度增高与降低的过程中,水位会发生突增或突降,并且发生突增与突降时对应的淤积高度存在差异。淤积高度增加过程中,淤积体上游水位最大增幅可达6倍;淤积体降低过程中,水位恢复呈滞后性。通过线性回归得到了发生水位突变的临界淤积高度与来流水力学指标存在相关关系。以临界淤积高度为标准提出了的安全区、可能成灾区、成灾区的判断方法。本文的研究成果能够为水沙灾害防治中堤防设计、河道整治提供参考。     

絮凝体的分形特征和致密型絮凝体形成

传统混凝条件下形成的随机型絮凝体具有分形特征．其分形维数Df与其密度函数ρ3∝dp^-Kp的指数Kp之间具有Df=3-K，的关系．通过建立分步成长絮凝体模型．讨论了在絮凝过程中逐次导入颗粒间的空隙率对絮凝体密度和构造的影响．模型参数分析的结果进一步证明了分步成长的絮凝体是一个典型的分形，其分形维数取决于空隙率ε和颗粒结合个数m．降低ε或提高m均有利于提高Df，使絮凝体由松散型向致密型过渡．脱水收缩和逐一附着模式是达到这一目的的两种操作模式．前者可以通过延长机械搅拌时间来实现，而后者通过造粒流化床实现．实验结果表明两种方式均能提高形成的球状颗粒的密度．但是前者所形成的团粒依然具有颗粒密度随粒径增大而降低的特点，其分形维数为2．40～2．47；而逐一附着模式所形成的团粒密度基本上与粒径无关．其分形维数接近于3．通过讨论造粒流化床操作条件．并将试验得到的致密型絮凝体密度和常规絮凝体密度进行比较．说明该方法实现逐一附着型絮凝体操作是促使絮凝体致密化的有效途径．     

双向动荷载饱和粉土孔隙水压力研究

地震引起的土体液化是导致地基失稳和上部结构受损的直接原因之一.利用美国GCTS空心圆柱扭剪仪,以天津地区海相可液化粉土为研究用土进行振动试验研究,对不同相位差的应力与孔隙水压力进行了分析,结果表明：双向动荷载不同相位差条件下动孔压增速不同,其中相位差为180°时孔压增长最快,相位差为0°和270°时孔压增长规律非常接近;土样在不同相位差双向动荷载作用下,相位差为180°时最先达到状态转换面,粉土振动最激烈、最先液化;围压、相位差对剪胀影响很小.     

新型稀土混凝剂在处理黄河水中的应用

介绍了一种新型稀土絮凝剂.通过该絮凝剂在黄河水处理中的应用研究,并且与聚合氯化铝絮凝剂（PAC）、聚合硫酸铁（PFC）进行了比较,结果表明：PRC混凝剂具有絮体生成速率快、絮体大而密实、污泥体积小、沉降速度大、浊度去除率高等显著优点,是一种高效水处理剂.     

Analysis on Observing Results of Vacuum Degree in Soft Ground by Vacuum-Surcharge Preloading

This paper analyzes the observing results of vacuum degree in the the Jialichen bridge-head experimental site .The cause of vacuum degree developing below groundwater table is pointed out. The influence of vacuum degree above the ground water table on pore water pressure is discussed. The results show that vacuum degree decreases along the depth because resistance. The resistance in the PVDS is lowest, in the silt is highest. Vacuum degree below groundwater table is produced mainly by dewatering or by escaping of sealed air from the end of flexible pipe. Vacuum degree above the ground water table in the sand drains makes great effect on pore water pressure. In the silt the pore water pressure does not change with the variation of vacuum degree under membrane in a short time.     

絮凝体的物理特性

从絮凝体的密度,空隙率、絮凝体的粒径分布,絮凝体的强度以及絮凝体的分形维数五个方面综述了絮凝体的物理特性及结构特性,分析了影响絮凝体物理特性的因素。     

结团凝聚工艺的研究(二)——结团絮凝体形成过程的动力分析

本文从分析絮凝体密度和其构造形态的关系出发,提出了理想化结团絮凝体的构造模式。通过对实际结团凝聚装置中作用在结团絮凝体上的各种外力的分析可认为高体积浓度悬浮层中絮凝体之间的摩擦力和挤压力是促使构成絮凝体的初始粒子规则排列,形成高密度结团絮凝体的主要动力。各外力与结团絮凝体的内聚力达到平衡的条件决定了结团絮凝体的构造形态和它的密度。试验结果基本上证实了这些特点。     

海原县淤地坝发展建设现状及存在的问题和对策

开展淤地坝建设,能有效地控制水土流失、减少入黄泥沙,而且对提高当地水资源利用效率、促进农村产业结构调整、确保退耕还林还草成果以及加快全面建设小康社会步伐,也具有十分重要的促进作用．首先介绍了海原县淤地坝建设的发展历程及现状,在此基础上分析了淤地坝建设所产生的生态效益、经济效益和社会效益,得出淤地坝建设对海原县的生态建设、农业生产、人民生活都具有重要作用;其次总结了目前条件下淤地坝建设管理中存在的6个方面的问题,包括遗留、规划、投资、管理等方面;最后提出今后淤地坝建设发展的5项对策和建议．