检索结果-南通市图书馆

基于OFDR的采动覆岩铰接结构回转角度及“三带”变形表征研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 63-73页

作者：刘奇刘相林曹广勇赵金海蒋长宝山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601 重庆大学资源与安全学院重庆400044

为了研究陕北某矿采动覆岩结构的光纤应变表征方法,基于12217工作面工程地质条件,分析了OFDR(光频域反射技术)的应变监测原理,在采动覆岩运动状态分区和分布式光纤应变监测原理基础上,建立了水平光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度... 详细信息

为了研究陕北某矿采动覆岩结构的光纤应变表征方法,基于12217工作面工程地质条件,分析了OFDR(光频域反射技术)的应变监测原理,在采动覆岩运动状态分区和分布式光纤应变监测原理基础上,建立了水平光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度的力学分析模型,推导出应变峰值宽度与岩层破断后所形成采动覆岩铰接结构回转角度的函数关系,定义了铰接结构回转临界角度的概念,提出了基于光纤应变特性和采动覆岩铰接结构回转角度的覆岩“三带”划分判据,并采用光纤应变表征方法对采动覆岩应变特征进行分析。结果表明:采动覆岩“三带”的不同变形程度与铰接结构回转角度的大小呈正比例关系,因此通过铰接结构回转角度划分“三带”范围是可行的;通过水平光纤应变峰值特性计算铰接结构回转角度,与二维物理相似模型试验的近景摄影测量角度相比,两者平均误差小于1°,验证了提出的光纤应变表征采动覆岩铰接结构回转角度的力学模型有效性。二维物理相似模型得到的垮落带高度和裂隙带高度与该工作面现场结果一致,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况。研究结果为分布式光纤监测技术表征采动覆岩变形特征的应用提供了新的研究思路。

关键词：采动覆岩光频域反射回转角度光纤应变采动“三带”

巨厚煤层物质组成特征与成因机制——以柴北缘鱼卡地区中侏罗统为例

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 176-190页

作者：刘炳强王敏王东东曹玉鹏闫志明潍坊学院山东潍坊261061 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

厚煤层蕴含着丰富的地质信息,在全球碳循环中扮演着重要的角色。国内外深时地层中厚煤层广泛分布,近年来其成因机制逐渐成为煤地质学的研究热点。为明晰等时层序地层格架中的巨厚煤层的物质组成特征与形成机理,选取柴北缘鱼卡地区中侏... 详细信息

厚煤层蕴含着丰富的地质信息,在全球碳循环中扮演着重要的角色。国内外深时地层中厚煤层广泛分布,近年来其成因机制逐渐成为煤地质学的研究热点。为明晰等时层序地层格架中的巨厚煤层的物质组成特征与形成机理,选取柴北缘鱼卡地区中侏罗统层序S1湖侵体系域发育的巨厚煤层M7为研究对象,等间隔连续采样并进行室内显微组分与矿物鉴定,依据煤层关键界面的识别原理、显微组分与矿物的古环境指示意义进行综合分析。结果显示:显微组分中镜质组体积分数最高(48.5%),惰质组体积分数同样较高(37.22%),类脂组所占比例很低,仅为3.32%。矿物组分体积分数较为稳定,平均值为10.96%。依据煤层与碎屑沉积的交替出现、显微组分与矿物体积分数在垂向上的变化趋势,识别出了多种关键界面,包括陆化面(TeS)、陆地暴露面(ExS)、沼泽化面(PaS)、湖侵淹没面(GUTS)与可容空间转换面(ARS)。沿沉积倾向在向陆与向湖方向分别选择钻孔,与鱼卡煤矿对比分析沼泽环境垂向演化过程。鱼卡煤矿巨厚煤层M7识别出4个沉积旋回,向陆以及向湖方向的YQ6–22与YQ6–12中由陆源碎屑、湖相沉积所分隔的M7–1—M7–3则均识别出3个沉积旋回。发现了巨厚煤层中蕴含的高分辨率层序,经过分析划分为4个四级层序,结合煤层中关键界面所对应的层序界面,揭示了巨厚煤层的成因机制。建立了层序地层格架中的多期泥炭沼泽垂向叠置模式,可进一步应用于国内外更多深时地层中巨厚煤层的研究。

关键词：巨厚煤层层序地层关键界面成因机制柴北缘

采动覆岩裂隙演化的光纤监测耦合性及分带表征

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煤炭学报 2024年第3期49卷 1345-1357页

作者：刘奇牛家宝李青海赵金海訾建潇山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培有基地山东青岛266590 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601 肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司山东济宁272400

分布式光纤感测作为科学认识采动覆岩动态演变规律的重要工具,其监测数据的准确性主要取决于光纤-岩体的耦合关系。选择神东某矿作为研究对象,将分布式光纤感测技术应用于相似模拟实验,结合光纤-岩体耦合关系,探究采动覆岩垂直分带时空... 详细信息

分布式光纤感测作为科学认识采动覆岩动态演变规律的重要工具,其监测数据的准确性主要取决于光纤-岩体的耦合关系。选择神东某矿作为研究对象,将分布式光纤感测技术应用于相似模拟实验,结合光纤-岩体耦合关系,探究采动覆岩垂直分带时空演化特征与光纤应变数据峰值点位置的内在联系。针对以往研究中光纤应变数据容易受光纤-岩体耦合关系影响,从而导致测试结果出现误差的问题,提出用岩体裂隙率表征光纤-岩体耦合关系的新方法。通过光纤-岩体耦合关系试验,得到光纤-岩体应变传递系数与岩体裂隙率之间呈线性函数关系,并采用二值化方法处理模型图像获取各区域裂隙变化量,分区域地计算出采动覆岩直埋光纤的应变传递系数,为进一步探究光纤应变数据峰值与采动覆岩垂直分带特征之间的关系提供了支撑。研究表明:光纤应变峰值点位置能用于关键层下方离层以及覆岩分带表征,利用构建的关键层下方离层及覆岩分带表征模型,结合峰值检测算法,得到关键层的位置分别为44、68、107 cm,以及垮落带、导水裂隙带发育高度分别为35、68 cm,算法识别结果与理论计算数值吻合,符合神东某矿的实际情况。

关键词：采动覆岩导水裂隙关键层光纤传感耦合性

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中国近岸区域微塑料污染的研究进展

中国环境科学 2024年第3期44卷 1657-1670页

作者：宋天文陈曲段杉杉金家锋常伟夏文香青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266520 青岛滨海学院医学院山东青岛266555 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

为全面评估我国近岸微塑料的污染现状,本文综述了我国近岸大气、陆地和海洋不同区域微塑料的采集分离、分析方法、污染分布特征及生态危害等的研究进展,并展望了我国近岸微塑料未来研究方向.研究表明,近岸大气、沉积物和海水均有微塑料... 详细信息

为全面评估我国近岸微塑料的污染现状,本文综述了我国近岸大气、陆地和海洋不同区域微塑料的采集分离、分析方法、污染分布特征及生态危害等的研究进展,并展望了我国近岸微塑料未来研究方向.研究表明,近岸大气、沉积物和海水均有微塑料的存在,相较于全球其他近岸海域,我国近岸微塑料丰度范围整体上处于中低水平.此外,微塑料及其复合污染物对我国近海生态造成一定危害.我国近岸微塑料在时空分布、源汇格局及生态风险机制方面尚不明确,建议未来在微塑料研究方法标准化的基础上,对微塑料污染进行大范围的长期监测,关注微塑料在大气-陆地-海洋之间的迁移输运,并对微塑料复合暴露的毒理机制及其对人类潜在健康风险等方面进行探索和研究,为我国海洋微塑料污染评估和治理提供参考.

关键词：微塑料近岸区域采集分离分析方法污染现状

基于VTI介质海洋CSEM和MT数据联合反演的黄海海相残留盆地深部结构研究

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1853-1865页

作者：罗鸣裴建新段双敏吴志强中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266100

黄海海相残留盆地因其地层结构和深部地质构造的复杂性,一直是我国海洋地球科学的一项研究重点,虽然针对该研究区已开展了一系列的地球物理调查,但由于高速碳酸盐岩层对地震波存在着一定的屏蔽作用,致使该海域深部地震资料品质受到较大... 详细信息

黄海海相残留盆地因其地层结构和深部地质构造的复杂性,一直是我国海洋地球科学的一项研究重点,虽然针对该研究区已开展了一系列的地球物理调查,但由于高速碳酸盐岩层对地震波存在着一定的屏蔽作用,致使该海域深部地震资料品质受到较大影响.海洋电磁法不受高速屏蔽层影响,有利于获得高速屏蔽层内部及其下方的深部结构信息.海洋可控源电磁法(Controlled source electromagnetic method,CSEM)和海洋大地电磁测深(Magnetotelleric,MT)能够提供海底电性结构的互补信息,较于单一的电磁方法,二者联合可获得更为准确的海底电性分布.本文提出了基于乘积目标函数的层状垂直各向异性(Vertical anisotropic,VTI)介质海洋可控源电磁和大地电磁资料联合反演方法,该方法在迭代过程中根据数据的拟合情况自适应调整CSEM和MT数据的权重和正则化因子的权重,反演参数包括海底介质的横向电阻率、垂向电阻率和地层厚度.以南黄海地质地球物理资料为例,建立浅水环境地电模型,并结合浅水环境的高噪声背景特点进行合成数据模型测试及分析.将本文所提出算法应用于理论模型合成数据和南黄海实测资料反演,结果表明,较于单独的海洋CSEM和MT反演,联合反演方法能够较准确地重构海底地层的电性分布,提高对海底地层各向异性电阻率的分辨能力.

关键词：电阻率各向异性联合反演 CSEM MT 南黄海

考虑最少线路切换数量的电压稳定性增强优化方法

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电力自动化设备 2024年第5期44卷 217-224页

作者：刘建涛王蕾邓晓帆焦提操山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 国网山东省电力公司嘉祥县供电公司山东济宁272400

为提升电力系统的电压稳定性,提出一种基于输电线路切换的电压稳定性增强控制模型,该模型以最少的切换输电线路数量为目标来满足电力系统负荷裕度的提升需求。为灵活构建线路切换数学模型,提出基于支路追加法将线路切换融入原问题模型... 详细信息

为提升电力系统的电压稳定性,提出一种基于输电线路切换的电压稳定性增强控制模型,该模型以最少的切换输电线路数量为目标来满足电力系统负荷裕度的提升需求。为灵活构建线路切换数学模型,提出基于支路追加法将线路切换融入原问题模型中。为降低模型求解难度,提出一种阶段式求解策略:基于负荷裕度对线路参数的灵敏度快速预筛选出可以提高系统负荷裕度的候选切换集,降低0-1整数变量的搜索范围;基于外逼近和松弛策略将原问题分解为2个子问题进行迭代求解,进一步提高模型的求解速度和精度。IEEE118节点和IEEE662节点系统仿真结果验证了所提模型与方法的有效性。

关键词：输电线路切换电压稳定性最少切换数量支路追加法阶段式求解策略

用于隧道减震的叠层剪切吸能结构剪切性能试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 822-835页

作者：曹安廷张学朋蒋宇静苏航李宁博何磊薛娇王荣超山东科技大学省部共建矿山岩层智能控制与绿色开采国家重点实验室(培育基地) 山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 水利部水利水电规划设计总院北京100023 中铁二局集团有限公司四川成都610036 山东大学土建与水利学院山东济南250061 山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590

提出一种新型叠层剪切吸能(LSED)结构改变衬砌连接方式,能够保证隧道在轴向上具有良好的变形能力和在环向上具有较好的抵抗变形的刚性能力。基于LSED结构的竖向承载和剪切变形能力开展LSED结构的室内剪切试验和数值试验研究,利用变异系... 详细信息

提出一种新型叠层剪切吸能(LSED)结构改变衬砌连接方式,能够保证隧道在轴向上具有良好的变形能力和在环向上具有较好的抵抗变形的刚性能力。基于LSED结构的竖向承载和剪切变形能力开展LSED结构的室内剪切试验和数值试验研究,利用变异系数法评价橡胶剪切模量、橡胶层单层厚度、橡胶层层数和结构有效直径等因素对LSED结构水平剪切性能影响的权重。最后,利用有限元软件ABAQUS建立LSED结构-隧道衬砌-围岩三维精细化工程模型,并采用动力时程分析方法对其地震响应进行分析。研究结果表明:在压剪状态下,结构整体位移由下到上逐渐增大,橡胶层的受拉区主要集中在外侧边缘,拉应力及其分布面积由两端向中间逐渐减小,上表面的最大名义主应变最大值由上到下逐渐减小;钢板层较大应力区域主要分布在靠近上下封板部位。设计因素中橡胶剪切模量和结构内部钢板直径对LSED结构的水平等效刚度的影响更为显著;LSED结构的设置能有效降低衬砌的地震响应,且减震率达到45%以上。

关键词：隧道叠层剪切吸能控制剪切性能相关性分析减震效果

泥石浆型复杂破碎岩体非线性渗流数学模型与实验研究

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 46-59页

作者：刘伟韬赵吉园霍志超杨春辉韩梦珂吴海凤李蓓蓓山东科技大学省部共建矿山岩层智能控制与绿色开采国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 山东鼎安检测技术有限公司山东济南250032

断层、陷落柱是影响承压水上煤层开采的主要隐患之一,由于其具有碎石块和泥质充填物(泥石浆)构成的复杂结构,其渗透性的确定通常以定性分析为主,缺少量化模型。为了研究泥石浆型复杂破碎岩体渗透性的量化计算方法,开展了渗流实验研究破... 详细信息

断层、陷落柱是影响承压水上煤层开采的主要隐患之一,由于其具有碎石块和泥质充填物(泥石浆)构成的复杂结构,其渗透性的确定通常以定性分析为主,缺少量化模型。为了研究泥石浆型复杂破碎岩体渗透性的量化计算方法,开展了渗流实验研究破碎岩体非线性渗流规律,并基于多孔介质分形理论、非线性渗流理论,建立了考虑黏土成分及泥化充填作用的破碎岩体非线性渗流数学模型,最后与实验结果对比验证数学模型的准确性。结果表明:①陷落柱破碎带样品的粒度分布具有一定的分形规律,含有黏土颗粒的破碎带岩体遇水泥化后,分形维数增大,黏土充填封堵了大颗粒岩石碎块内部的大孔隙,降低了破碎岩体的渗透性;②随着破碎带岩体渗透率的降低,非线性开始发生时的临界压力梯度也增大,表明非线性临界压力梯度可以用来量化破碎岩体的阻隔水能力;③非线性开始发生时的临界压力梯度的实验结果与数学模型计算结果吻合,验证了模型的准确性。建立的破碎岩体非线性渗流数学模型首次尝试考虑了黏土成分及泥化充填作用对渗透性的影响,为泥石浆型复杂破碎岩体渗透性的定量计算及水体下、承压水上等特殊开采条件下地质构造的阻隔水性能研究提供了一种新的研究思路。

关键词：破碎岩体特殊开采非线性渗流多孔介质渗流实验

基于PFEM法的黄土地基振杆密实过程大变形分析

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 99-109页

作者：高常辉刘松玉杜广印郁培阳吴燕开山东科技大学土木工程与建筑学院青岛266590 东南大学交通学院南京211189 长江水利委员会长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010

采用粒子有限元方法(PFEM)及结构性土的本构模型,对振杆密实法加固砂质黄土地基的大变形过程进行了数值模拟研究,分析了振杆贯入过程中周围土体的位移场、应力场、速度场以及塑性体应变等分布规律,揭示了砂质黄土地基深层振动密实机理.... 详细信息

采用粒子有限元方法(PFEM)及结构性土的本构模型,对振杆密实法加固砂质黄土地基的大变形过程进行了数值模拟研究,分析了振杆贯入过程中周围土体的位移场、应力场、速度场以及塑性体应变等分布规律,揭示了砂质黄土地基深层振动密实机理.结果表明:现场实测和数值模拟获得的地面垂直振动速度峰值变化趋势较为一致,验证了粒子有限元方法的可靠性;垂直激振的振杆能够同时引起土体垂直方向和水平方向上位移场、应力场和速度场的变化;在距振源水平距离5R(R为振杆半径)范围内,土颗粒以半梭形向外扩展并趋于密实,同时水平应力大幅增加并产生预压效果;以塑性体应变作为加固范围的评价标准,结果表明土体径向加固范围随振杆贯入深度增加而略有增大,最大径向加固范围约为3.2R,且振杆底端以下1R~2R范围亦有密实效果.

关键词：粒子有限元振杆密实法大变形数值模拟砂质黄土结构性土