页岩渗流模型及孔压与温度影响机理研究

为研究孔压与温度对页岩渗流影响机理,在岩石三轴渗流仪上对页岩进行了He和CO2渗流试验。试验结果表明,He渗流下渗透率与孔压呈正相关关系;CO2渗流下渗透率随孔压增加先下降再上升;孔压通过有效应力、基质吸附膨胀及滑脱作用影响渗透率,提出了考虑3者综合作用的渗流理论模型,并进行了验证。不同温度渗流试验结果表明,页岩渗透率随温度升高先下降再上升,且围压越低,温度影响越明显;气体滑脱效应随温度升高逐渐增大;温度通过影响基质热膨胀、滑脱效应、分子热运动及吸附膨胀改变页岩渗透率,建立了考虑温度作用的渗流模型并通过试验数据进行验证,得到较好的拟合结果。     

不同培养条件对大肠杆菌工程菌产β-胡萝卜素的影响

将克隆了噬夏孢欧文氏菌类胡萝卜素合成相关基因crtE、crtB、crtI的重组质粒pET-15bcrtEIB和crtY的重组质粒pACYC-184crtY共转化E.coliBL21(DE3)构建工程菌.研究了碳源、氮源、金属离子、培养温度、光照、pH值、诱导时间等参数对工程菌生长及色素累积的影响,确定了合适的培养条件:培养基为改良LB培养基(蛋白胨10g/L、酵母提取物10g/L、可溶性淀粉5g/L、MgCl20.04g/L、FeCl3 0.01g/L、NaCI 10g/L,pH5.8),光照,起始培养温度为37℃,培养至OD600为0.6时加入IPTG至终浓度为0.5mmol/L,诱导温度降至28℃:诱导时间为12h.发酵完成后工程菌的生物量为7.32g dw/L,β-胡萝卜素的最高含量可达5.11mg/g dw.     

基于泄流响应的高拱坝模态参数辨识与动态监测

模态参数的准确辨识是对在线结构进行损伤诊断和状态监测的难点和核心之一。以二滩高拱坝原型测试为背景,结合随机子空间算法与改进的稳定图对泄流激励下的拱坝模态参数进行辨识,并实现对高坝振动状态的长期在线监测,为结构的安全评估提供依据。针对时域法所面临的模型定阶困难和噪声干扰以及由它们所引起的虚假模态辨识与剔除问题,利用改进的稳定图方法对模态参数进行更为精确辨识,并与ERA算法的识别结果进行对比。研究表明,该方法具有良好的品质与较高的计算精度,具有良好的工程应用前景。     

页岩岩芯CH4吸附/解吸特性试验研究

页岩对CH₄的解吸、吸附作用直接影响页岩气渗流规律,进而影响页岩气井的开采效率。为真实反映储层页岩的吸附/解吸特性,选用相对颗粒更能保持岩层原始地质结构的Ф50 mm×100 mm页岩岩心试样,并在恒定轴压和围压条件下,通过恒温水浴改变试验温度,开展了不同温度、不同储层压力作用下页岩吸附/解吸试验。试验结果表明:①由于页岩原始结构的微裂隙的各向异性,岩心吸附曲线表现出“阶梯状”和“负吸附”特征;②颗粒试样比岩心样品的吸附量更高,并且吸附量随围压变化更均匀,而岩心吸附过程压力与吸附量相关性差,并在极限压力点出现突增现象;③页岩岩心吸附CH₄以微孔和微裂隙填充为主,其次是大孔的单分子层吸附;④吸附势理论模型在描述岩心的吸附和解吸过程比Langmuir模型更合理。     

基于PPCZ模型的KGD水力压裂数值模拟

Pore pressure cohesive zone模型以Barenblatt裂尖黏聚力模型为基础,考虑了裂尖断裂过程区对裂缝扩展的影响,对模拟水力裂缝扩展问题具有一定优势。采用该数值模型对KGD水力压裂问题进行研究,验证了模型模拟KGD水力裂缝的能力,分析了裂尖断裂过程区及流体黏度μ对裂缝扩展的影响,揭示了排量Q_0、黏度μ和注入时间t三者之间的联系。研究表明:(1)断裂过程区对压裂结果有较大影响,其内在原因是:随着裂缝刚度K_(nn)的变化,缝内流体不同程度地渗透到裂尖断裂过程区,改变了裂尖断裂的难易程度和缝内流体压力的响应行为;(2)流体黏度增加导致缝内净压力和缝宽的增加、缝长的减小;(3)对于两种主控型水力裂缝,排量Q0、黏度μ和注入时间t之间存在着内在联系:μQ_0不变、Q_0t不变情况下,最终可得相同的缝压、缝宽和缝长值;(4)相比于弹性状态,弹塑性状态下的岩体需要更高的缝内净压力,才能使得岩体开裂扩展。数值模型具有模拟不同类型水力压裂的能力。     

基于单应性矩阵的机器人视觉伺服系统研究

针对在视觉伺服过程中采用图像雅克比矩阵方法时遇到的对目标深度信息的求取等问题,并为了进一步扩大机器人的运动空间,设计了一种基于单应性矩阵的视觉控制器应用于视觉伺服控制系统。通过摄像机针孔模型求解出该单应性矩阵后,对其进行了奇异值分解,得到了机器人控制器的输入,从而实现了对机器人的控制;该控制策略运用Matlab/Simulink仿真软件,并结合在机器人学领域中被广泛采用的机器人工具箱,构建了基于图像的视觉伺服系统仿真模型,并选取一长方体表面上的4个角点作为目标物体进行了仿真抓取实验。研究结果表明,该视觉控制器使整个控制系统具有较强的稳态特性和较高的控制精度,图像特征点从当前位置运动到了期望位置,误差最终收敛于零,具有较好的控制效果。     

地铁暗挖通道施工对既有桥桩的变形特性分析及施工处理措施

以沈阳地铁4号线观泉路站为背景,对暗挖隧道施工中的一级风险源——隧道侧穿高架桥的施工过程进行了仿真数值模拟。按照国家相关规范标准,桥桩间的差异沉降不得大于5 mm,这对暗挖侧穿段的施工提出了较高要求。数值模拟计算结果表明,暗挖隧道侧穿桥墩,桥面沉降呈现双沉降槽形式,沉降槽位于桥墩内侧1/6跨度处,沉降反弯点位于桥墩1/6跨度处。通过对侧穿段的土体进行注浆加固,可以有效控制暗挖隧道施工引起的桥桩沉降及不均匀沉降,从而保证既有高架桥的运营。     

大型预应力混凝土箱形渡槽结构三维有限元分析

结合南水北调中线工程中大型预应力混凝土箱形渡槽的结构设计,采用三维有限元技术对其受力性能进行了分析探讨。依此,证明所采用的渡槽结构型式及尺寸,预应力筋的布置方案是合理的。渡槽结构应力、变形满足规范要求。     

送电线路铁塔复合式斜桩基础试验研究

根据现场原位试验研究 ,表明 :复合式斜桩基础受力性能好 ,采用的人工掏挖成型施工方法简便实用。为在送电线路铁塔基础中应用此类基础提供了一定的科学依据。     

重庆市某卫生填埋场陈垃圾土的工程特性研究

陈垃圾土是一类非常特殊的土,结合重庆一封场六年多的填埋场,对陈垃圾土的物理指标,工程力学性质进行实验研究。总结了陈垃圾土的主要组成成分,得出了陈垃圾土的含水率,密度和孔隙比的具体范围,并与新鲜垃圾作了比较。探讨了垃圾各组分对土体各物理指标的影响。深入研究了陈垃圾土的三轴应力应变曲线特征,并把曲线划分了四个阶段,分析了各个阶段的特点,阐述了其产生的原因。指出陈垃圾土是具有一定的结构,但结构性很弱的土体,3σ是强度形成的主要原因。同时探讨了陈垃圾土有机物纤维,土体颗粒对陈垃圾的C,φ值影响。