基于功能的高坝建设方案的风险决策研究

为了更加安全和经济地进行抗震设计,不仅要防止结构发生倒塌破坏,而且要有效地控制结构的其他破坏状态。在此背景下,基于性能的抗震设计被广泛讨论研究,并且被认为是未来抗震设计的主要发展方向之一,在高坝建设工程领域探讨了发电经济功能的高坝建设方案的风险决策问题,提出了一种在不同震级作用下高坝震害损失的计算方法。通过水位这一变量揭示了高坝动力分析与经济损失量之间的内在联系,并以一算例说明了计算方法的正确性和可行性。     

采煤对地下含水层的影响研究--以河南焦作矿区为例

大规模煤炭开采导致了地下水环境演化轨迹严重偏离天然状态的演化方向,引发了诸如地下水位下降、降落漏斗形成和扩展、水质恶化等一系列的地下水环境问题,并反作用于矿区的经济发展和居民的生产生活,使矿区陷于生态环境恶化、经济发展迟缓的境地。究其根本原因,就在于大规模煤炭开采造成了矿区含水层结构变异,进而导致了区域含水介质发生非均质性变化,最终影响了地下水循环演化态势。因此,开展含水层变异研究,揭示采煤对区域地下水环境演化的影响,显得尤其重要。以焦作矿区为例,通过野外调查、资料收集等工作,研究了采煤前后含水层环境的变化,阐明了采煤活动对地下含水层的影响。     

济南市区泉域地下水时空分布规律及污染物运移特性研究

泉水作为济南市的城市名片,具有重要的经济和社会价值,把握泉域内突发污染质泄漏对其产生的影响至关重要。本文概化建立了济南市的水文地质概念模型,利用地下水非稳定流数值模型对济南市区泉群附近范围的地下水进行了分析研究,得到了济南市区泉域内地下水的时空分布规律及污染物运移特性。在此基础上,分析某新建项目污染质泄漏对地下水环境产生的影响,通过设置不同的横纵向弥散度对污染物运移特性进行探究。结果表明,在泉群附近区域内,污染物纵向运移过程中对流起主要作用,纵向弥散度的取值影响较小; 而污染物横向运移过程中弥散起主要作用,横向弥散度的取值影响较大。本研究成果对泉群附近的地下水环境保护及地下水污染防控具有重要借鉴意义。     

盐岩地下油气储库运营期风险的故障树分析

盐岩以其良好的蠕变特性、低渗透性和损伤自我恢复性而被广泛用于地下油气能源储备,虽然目前国内外对盐岩力学特性的研究成果较多,但关于盐岩地下油气储库风险分析的研究报道却尚不多见。为了探讨盐岩地下油气储库运营期的风险机制,以江苏金坛盐岩地下油气储库为示范工程,对储库运营期的风险因子进行了辨识。应用故障树分析方法对储库运营期事故进行研究,建立了储库运营期腔体失效、地表沉陷、油气渗漏的故障树模型。通过对运营期故障树最小割集和结构重要度的分析,将储库运营期的风险因子按其影响程度进行了排序,并对故障树分析方法进行了评价,所得结论为进一步开展储库风险评估与控制提供了指导意见。     

盐岩储气库运营期时变可靠度计算及风险分析

盐岩是一种典型的流变性材料,其蠕变特性对建于其中的储库稳定性具有重要影响,储库可靠性具有明显时变特性。虽然在盐岩的蠕变力学特性及其变形特性方面,前人已做了大量的研究工作,但国内外在基于随机力学理论的盐岩储备库时变可靠度风险分析方面的研究尚不多见。以国内某盐岩地下储气库为例,建立了相应的可靠度计算功能函数,开展储气库运营期时变可靠度计算及储库风险分析研究。以储库的蠕变体积收缩率为风险控制指标,采用响应面法结合Monte-Carlo抽样,对储气库进行设计运营期内不同内压条件下蠕变随机力学计算,得出了储库可靠指标随时间的变化规律及风险发生水平,拟合出满足工程可靠度要求的体积收敛率限值与储气内压的关系式,并探讨了储气库可靠性对主要随机因素的敏感性,结论可为盐岩地下储气库的安全运行和后期维护提供理论依据     

盐岩地下储气库注采气套管运行安全的物理模型试验研究

注采气套管结构是保证盐岩地下储气库注采气正常运行的重要枢纽,在盐岩地下储气库运行过程中,套管混凝土环极易因储库蠕变体积收缩而产生受拉破坏。因此,为了解套管混凝土环的受力和变形特性,采用三维地质力学模型试验技术,对江苏金坛盐岩地下储气库开展了不同采气速率、不同采气内压、储库失压等风险因素影响下的套管运行过程的物理模型试验,通过三维地质力学模型试验较好反映出储气库套管混凝土环的受力和变形特性。研究表明：（1）套管混凝土环的轴向拉应变随采气速率的增加而增大,为保证套管的运行安全,建议储气库的最大采气速率不超过0.65 MPa/d;（2）套管混凝土环的轴向拉应变和套管所受蠕变挤压应力随套管鞋离腔顶距离的减小而增大,为保证储气库运行安全,套管底部距离储库腔顶的距离应大于10 m：（3）套管所受蠕变挤压应力随采气内压的减小而显著增大,储气库的最低运行气压应大于3 MPa,并应最大限度地防止储气库出现失压事故。     

基于正交试验设计的层状盐岩地下储库群多因素优化研究

目前国内正在大规模兴建盐岩地下储库群,其规划设计阶段可优化因素较多,且各因素影响程度不同,选取椭球形腔体几何分布形式、矿柱宽度和夹层位置3个主要因素进行了综合优化研究,旨在分析3个因素的敏感性影响程度,并确立储库群最优形式。对3个因素分别设立3个水平,运用正交试验设计原理,确立了9组试验方案,进行了相关数值模拟试验。评价层状盐岩地下储库群时选用经改进的位移、应力试验指标,基于试验结果运用正交试验法中的极差分析和方差分析对3个因素进行详细分析。结果表明,3个因素中夹层位置影响最显著,矿柱宽度居次,椭球形腔体几何分布形式影响最弱;最优储库群形式为邻腔夹角60°的分布形式、2.0D矿柱宽度、夹层分布在腔体上部1/4H（H为腔体高度）位置。     

考虑损伤情况下结构风险损失模型的研究

在传统风险损失模型的基础上研究了由于损伤造成结构功能未充分发挥导致的风险损失,建立了包括损伤项在内的风险损失模型,是对传统风险损失模型的有益完善和补充.通过引进结构使用功能系数θ的概念来量化结构功能的发挥程度,以此建立损伤项风险的数学模型来对损伤风险损失进行计算.以一输水隧洞为例阐述了损伤风险损失的计算过程.     

济南趵突泉泉域岩溶水化学特征时空差异性研究

水文地球化学一直是水文地质领域的研究重点,而地下水化学组分的时空变化特征受多种因素的影响。为了掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征时空差异性,本文分别于枯、丰水期在泉域内采集并分析了岩溶地下水样品,并采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图解法及离子比例系数法等分析手段,对研究区岩溶地下水水化学特征及时空差异性进行了研究。结果显示,研究区地下水优势阳离子为Ca,优势阴离子为HCO3,丰水期除HCO3外,其他离子的变异系数较枯水期普遍升高,且大于05,表现出丰水期空间差异性增大的特点。地下水水化学类型具有以HCO3·SO4- Ca为主,多种类型并存的特点。Ca、Mg、HCO3含量在枯、丰水期比值要小于1,且比其他离子要相对稳定,呈现出全局性特点。而Na、K含量在枯、丰水期比值波动较大,大部分比值大于1,Cl、SO4、NO3含量在枯、丰水期比值具有波动剧烈的特点,呈现出区域性特征,同时表明人类活动大大改变了研究区地下水水化学场的分布特征。     

海陆过渡带氯离子迁移规律分析研究

伴随全球气候变暖导致的海平面上升及沿海地区对地下水资源的超量开采,将会诱发海咸水入侵内陆地下水,导致海陆过渡带的迁移,影响区域社会经济及水资源安全。该文以山东半岛蓝色经济区为研究背景,选取区域内龙口、招远滨海区域作为研究区,首先对研究区内的地下水流场规律进行刻画,然后以模拟因子,对目前地下水超采情景下的海陆过渡带迁移规律进行量化分析研究,研究结果表明:龙口、招远滨海区域海陆过渡带的宽度约为1.5～4.5km,且内陆地下水位越高,海陆过渡带向内陆迁移的速度越慢、范围越小。该成果对研究山东半岛蓝色经济区海陆过渡带的迁移具有重要指导意义。