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GPS数据揭示的喜马拉雅东构造结地区现今应变特征及其动力学机制

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地质学报 2024年第4期98卷 1114-1128页

作者：韦少港徐锡伟武艳强梁诗明罗佳宏常熟理工学院材料工程学院江苏常熟215500 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 中国地震局第一监测中心天津300180 中国地震局地质研究所北京100029

喜马拉雅东构造结位于印度与欧亚板块碰撞的前缘,是地壳缩短和构造旋转变形十分强烈的部位。本文收集东构造结及其周边区域大范围、长时段的最新GPS速度场资料,采用“二维张力样条”方法计算获得区域构造应变场,研究其现今地壳运动与构... 详细信息

喜马拉雅东构造结位于印度与欧亚板块碰撞的前缘,是地壳缩短和构造旋转变形十分强烈的部位。本文收集东构造结及其周边区域大范围、长时段的最新GPS速度场资料,采用“二维张力样条”方法计算获得区域构造应变场,研究其现今地壳运动与构造变形特征。结果显示,高应变率区集中在喜马拉雅主逆冲断裂、实皆-阿帕龙断裂、鲜水河-小江断裂、东构造结的环形地区和印度东北部及缅甸西部的巴坎-若开山脉地区,而在跨嘉黎断裂和红河断裂区域并无显著的应变。区域最大剪切应变率主要沿着实皆-阿帕龙断裂、鲜水河-小江断裂等构造带分布,区域最大面压缩率发生在阿萨姆东北部一带(N28°~29°、E95.5°~96.5°),最高量值为151.8×10^(-9)a^(-1);反映喜马拉雅东构造结的最强变形核心部位已经由南迦巴瓦峰地区向其东南方向发生了转移,移至位于阿萨姆东北部地区的喜马拉雅主边界逆冲断裂与阿帕龙断裂的交汇处。综合分析认为,喜马拉雅东构造结地区在印度板块强烈的楔入挤压作用下,大陆变形以地壳增厚为主,深部以黏塑性为特征的下地壳和上地幔物质的流动驱动着上覆脆性上地壳地块。

关键词：喜马拉雅东构造结 GPS 现今地壳形变构造应变场动力学机制

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基于近场动力学的岩石不同应力路径损伤演化

科学技术与工程 2024年第7期24卷 2829-2840页

作者：冯强谭清峰刘炜炜汪磊林晓峰张强李大海山东科技大学土木工程与建筑学院青岛266590 中国矿业大学力学与土木工程学院徐州221116 中国石油天然气管道局有限公司国际分公司廊坊065000

加卸载效应普遍存在于各类岩土工程中,为研究岩体在不同应力路径下加卸载的力学响应和损伤演化规律,通过在传统键型近场动力学本构模型中引入键的损伤变量函数,以反映岩石材料应力应变曲线中先应变硬化再应变软化的非线性阶段,采用改进... 详细信息

加卸载效应普遍存在于各类岩土工程中,为研究岩体在不同应力路径下加卸载的力学响应和损伤演化规律,通过在传统键型近场动力学本构模型中引入键的损伤变量函数,以反映岩石材料应力应变曲线中先应变硬化再应变软化的非线性阶段,采用改进键型近场动力学模型数值模拟与室内细砂岩加卸载试验对照的方法研究了细砂岩在不同加卸载路径下的力学、损伤演化规律。结果表明:改进的键型近场动力学本构模型能够较好地模拟岩石材料先应变硬化再应变软化力学性质和在不同应力路径下的力学响应及损伤发展趋势;在常规三轴路径下,岩石的抗压强度与围压呈较严格的正相关变化;定义的损伤值可直观的对比出不同加卸载路径与常规三轴压缩下岩石的损伤发展情况,相对常规三轴压缩,卸荷路径加快了岩石材料的破坏,且升轴压破坏程度>恒轴压破坏程度>卸轴压破坏程度。

关键词：岩石力学近场动力学卸荷效应应力路径损伤扩展

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油库火灾爆炸事故致因与网络演化研究

安全与环境学报 2024年

作者：龚晓凤宋长洋付明福张杰国家管网集团西部管道公司中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院

当前油气储运行业面临隐患排查未成体系、风险管控缺乏量化手段等突出问题，在此背景下，基于复杂网络相关理论与方法，以油气储运行业中较为典型的油库火灾爆炸历史事故案例为研究对象，对其事故致因与网络演化过程进行研究。在建立事... 详细信息

当前油气储运行业面临隐患排查未成体系、风险管控缺乏量化手段等突出问题，在此背景下，基于复杂网络相关理论与方法，以油气储运行业中较为典型的油库火灾爆炸历史事故案例为研究对象，对其事故致因与网络演化过程进行研究。在建立事故致因网络的基础上，以油库火灾爆炸历史事故中导致事故发生的风险因素及最终后果作为该网络模型的节点，从中分析并提取事故链，同时将事故发生次数作为节点之间连边的权重，以此建立事故有向加权致因网络模型。最后，选取部分重要的拓扑特性指标结合熵值法对该网络进行量化分析，找出事故演化的关键风险点。同时通过平均最短路径长度与网络直径的分析，发现该网络具有较小的平均最短路径长度，各个风险因素关联紧密，具有小世界特性。通过研究油库火灾爆炸事故网络重要节点与风险传播速度，可以更好地理解油库火灾爆炸事故发生的机理和规律，为风险管理提供参考。

关键词：安全工程油库火灾爆炸复杂网络事故演化网络拓扑

新疆油田超临界CO_(2)管道安全停输工艺边界范围确定

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油气储运 2024年第5期43卷 579-589页

作者：李欣泽孙晨张雪琴邹炜杰袁亮熊小琴邢晓凯徐宁中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院·新疆多介质管道安全输送重点实验室国家管网集团科学技术研究总院分公司中国石油新疆油田分公司开发公司

[目的]超临界CO_(2)管道不同于原油、天然气管道,其在停输的瞬态过程中存在相特性变化问题。为保障超临界CO_(2)管道停输后的安全,确定其停输前的安全运行工艺(输送压力、输送温度)边界具有重要意义。[方法]为准确描述管道停输后的瞬态... 详细信息

[目的]超临界CO_(2)管道不同于原油、天然气管道,其在停输的瞬态过程中存在相特性变化问题。为保障超临界CO_(2)管道停输后的安全,确定其停输前的安全运行工艺(输送压力、输送温度)边界具有重要意义。[方法]为准确描述管道停输后的瞬态过程,以新疆油田超临界CO_(2)管道示范工程为例,采用OLGA软件建立了水力热力计算模型。同时基于管流连续性方程、运动方程、能量方程、PR状态方程及热力学关系式,采用Matlab编程计算的方式对商业软件模型的准确性进行了验证。根据获得的管道停输过程中管内温度、压力、密度及相态协同变化波动规律,提出在压力和温度协同作用下,以CO_(2)密度发生阶跃变化来确定管道安全停输时间的原则,从而将安全停输时间问题转化为避免输送体系中超临界CO_(2)转变为气相的问题。[结果]基于该示范工程的压力和温度运行参数范围,分别确定了夏季和冬季工况下高压低温、高压高温、低压低温、低压高温共8种典型工艺运行边界。同时对比分析了不同季节、不同边界条件下的停输过程管内参数波动变化特征、温压协同变化关系、相态转变路径及规律等。[结论]高压低温边界最安全,低压高温边界最危险;冬季相比夏季,管道安全停输时间大幅缩短。为指导工程实际,分别给出了夏季和冬季示范工程安全停输工艺边界范围及函数表达式。研究结果可为超临界CO_(2)管道安全运行提供理论支持和技术保障。

关键词：超临界CO_(2) 管道输送停输过程瞬变特性相变安全运行工艺边界

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黔北遵义地区地热水化学特征及成因

中国岩溶 2024年第1期43卷 72-83页

作者：罗伟杨仕江彭静袁余洋李生红曾祥建张信遵义师范学院工学院贵州遵义563006 贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队贵州遵义563000

黔北遵义地区地热资源丰富,但研究程度低,成因机制不明,制约了区内地热资源的合理开发利用。文章以遵义地区天然温泉和地热井为研究对象,采集了6组地热水样进行水化学组分、氢氧同位素分析,探讨了该地区地热水的成因。结果表明:研究区... 详细信息

黔北遵义地区地热资源丰富,但研究程度低,成因机制不明,制约了区内地热资源的合理开发利用。文章以遵义地区天然温泉和地热井为研究对象,采集了6组地热水样进行水化学组分、氢氧同位素分析,探讨了该地区地热水的成因。结果表明:研究区地热水水化学类型为SO_(4)-Ca·Mg、Cl·SO_(4)-Na·Ca、HCO_(3)-Ca·Mg、HCO_(3)-Na·Ca及HCO_(3)-Ca·Na·Mg型,有益元素主要有Sr、Li、H_(2)SiO_(3)、F。地热水中的Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_(3)^(-)主要来源于白云石、方解石的溶解;盐津桥和坛厂地热水中的Ca^(2+),除来自于白云石、方解石的溶解外,可能有富石膏白云岩或膏盐层中石膏溶解产生的Ca^(2+)加入;地热水中SO_(2)^(4-)离子主要来源于石膏的溶解。四川含盐盆地古卤水的注入导致盐津桥地热水富Na^(+)、K^(+)、Cl^(-)。地热水的补给来源为大气降水,补给区位于研究区中部的大娄山一带,补给高程为1310.0~1391.2 m,补给区年平均气温为4.4~8.3℃。利用二氧化硅温标估算的热储温度为53~95℃,地热水循环深度为1372~2633 m。硅-焓模型估算的地热水冷水混入比例为76%~92%。区内地下水在大娄山区接受大气降水入渗补给,经深循环并受深部热流加热后,沿导水断裂上升至地表,形成天然低温温泉,或在背斜核部断裂带附近经人工钻探形成地热井。

关键词：地热水水化学氢氧同位素遵义地区贵州北部

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壳聚糖改性材料对重金属铜吸附性能评价

化学工程与装备 2024年第8期 1-6+48页

作者：蒲科羽景于娣薛松松欧天雄张丽辉汪元昊徐波西南石油大学化学化工学院中原石油勘探局有限公司水务分公司

为提高含铜废水处理效果，采用天冬氨酸（Asp）接枝壳聚糖（CS）再与β-环糊精（β-CD）交联制得改性壳聚糖复合材料（A-CS/CD）。系统考察了溶液pH值、复合材料初始投加量、Cu2+溶液初始浓度值、复合材料和Cu2+溶液接触时间等因素对Cu2... 详细信息

为提高含铜废水处理效果，采用天冬氨酸（Asp）接枝壳聚糖（CS）再与β-环糊精（β-CD）交联制得改性壳聚糖复合材料（A-CS/CD）。系统考察了溶液pH值、复合材料初始投加量、Cu2+溶液初始浓度值、复合材料和Cu2+溶液接触时间等因素对Cu2+吸附能力的影响。结果表明，吸附能力随pH（1～5）增大或Cu2+初始浓度的增大而增强。随着初始投加量的增加，A-CS/CD对Cu2+的去除率不断变大但吸附量持续减小，A-CS/CD浓度为1.5g/L时吸附作用达到饱和。A-CS/CD对10mg/L Cu2+溶液的吸附量在15min时趋于平衡。吸附过程与伪二级动力学、Langmuir等温模型吻合。A-CS/CD吸附Cu2+溶液的理想条件为pH值5、Cu2+浓度100mg/L、A-CS/CD投加量200mg时，去除率可达93.03%,最大吸附量可达到156.2mg/g(25℃、100mL Cu2+溶液)。A-CS/CD经5次循环再生后对Cu2+的吸附量仍有初始吸附量的89%。

关键词：改性壳聚糖天冬氨酸 β-环糊精 Cu2+ 吸附

基于多重分形理论、视应力及b值的区域发震概率计算——以郯庐断裂带安丘-莒县段为例

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：孙强李国一王鹏张正帅李翠芹李冬梅淄博市应急救援指挥保障服务中心淄博市防震减灾中心淄博遥测地震台网山东省地震局山东石油化工学院

通过将区域地壳应力的强弱与其发震概率进行联系，提出以视应力为基础数据来计算区域发震概率的方法，主要得出以下结论：1）运用多重分形理论计算奇异值，揭示了研究区隐含的应力富集区、贫乏区及背景区；2）推导奇异值与b值拟合的新... 详细信息

通过将区域地壳应力的强弱与其发震概率进行联系，提出以视应力为基础数据来计算区域发震概率的方法，主要得出以下结论：1）运用多重分形理论计算奇异值，揭示了研究区隐含的应力富集区、贫乏区及背景区；2）推导奇异值与b值拟合的新方法，得到奇异值背景下的b值，使地壳应力强弱与b值得到统一；3）运用产生随机数的方法计算参考区剪应力加载速率值，并运用指定公式计算了其他剪应力加载速率值；4）运用对数正态分布模型计算地震发生概率时使用定积分进行模型参数处理，结果发现，剪应力加载速率值的计算误差是影响结果不确定性的主要来源；5）与正态分布模型和BPT模型进行对比验证发现，对数正态分布模型与正态分布模型计算结果吻合较好，而与BPT模型差别较大，这可能是各模型算法不同导致的；6）研究区5级以上地震发生概率较高的地区在沂源-临朐-安丘-诸城-沂水围成的区域、沂水-五莲-莒县-沂南围成的区域及研究区北部临朐-昌乐一带，10 a发震的条件概率最高可达0.034，累计概率可达0.861,30 a发震的条件概率最高可达0.097，累计概率可达0.87,50 a发震的条件概率最高可达0.15，累计概率可达0.878。

关键词：多重分形理论视应力 b值剪应力加载速率发震概率

基于灰色支持向量回归的起伏管线临界携液流速预测模型

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西安石油大学学报（自然科学版） 2024年第3期39卷 103-111,119页

作者：何鹏韩建红丁鲁振艾昕宇梁裕如由洋卢雄陕西延长石油(集团)有限责任公司天然气研究院分公司西安710075 西北大学化工学院西安710127 中国石油天然气管道工程有限公司上海分公司上海201500

延安气田起伏的地理形貌特征,致使其内部采气管线在低点及上倾段容易产生积液问题,制约气田正常生产,开展起伏管线临界携液流速的预测对保障采气管线流动安全和指导地面采气管线布线具有重要价值。为此,基于扩展双流体分相模型和PR气体... 详细信息

延安气田起伏的地理形貌特征,致使其内部采气管线在低点及上倾段容易产生积液问题,制约气田正常生产,开展起伏管线临界携液流速的预测对保障采气管线流动安全和指导地面采气管线布线具有重要价值。为此,基于扩展双流体分相模型和PR气体物性方程,采用最小压力梯度法结合均匀设计构建了临界携液流速样本数据集,同时采用灰色关联计算了样本标签权重,并将其引入支持向量回归算法,构建了临界携液流速的回归预测模型,随后利用网格寻优算法,通过采用K-CV(交叉验证)对模型中超参数进行了优化设计,最后采用延安气田现场运行数据进行了模型准确性验证。研究结果表明:管径大小对临界携液流速影响最大,其次为上坡倾角、含水率和运行压力,其他因素的影响差距相对较小,网格分段寻优对比遗传、粒子群算法在模型超参数优化上具有较强稳定性。该预测模型对延安气田内部采气管线的临界携液流速预测具有较强准确性,可对其积液预测和防治提供理论支撑。

关键词：气液混输管线临界携液流速支持向量回归模型起伏输气管线均匀设计全局优化算法

超临界CO2管道安全停输再启动过程和安全停输时间影响因素

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大庆石油地质与开发 2024年第06期 136-147页

作者：李欣泽孙佳奇袁亮张超王梓丞孙晨董正淼张海帆孙颖婷邢晓凯熊小琴邹炜杰中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院新疆多介质管道安全输送重点实验室中国石油新疆油田公司开发公司中国石油新疆油田公司基本建设工程处中国石油新疆油田公司采油工艺研究院

超临界CO2管道在停输和再启动等瞬态过程中，流体易发生相变，密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化，使得管内的CO2流体体积发生剧烈波动，将对管道产生脉动冲击，危害管道安全。为了明确超临界CO2管道安全停输时间的影响因素，从... 详细信息

超临界CO2管道在停输和再启动等瞬态过程中，流体易发生相变，密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化，使得管内的CO2流体体积发生剧烈波动，将对管道产生脉动冲击，危害管道安全。为了明确超临界CO2管道安全停输时间的影响因素，从安全控制的角度出发，首先结合超临界CO2物性、相图和准临界性质，确定了超临界CO2管道安全停输时间的定义，从管道停输开始至管内任一点流体进入气液共存区的时间；然后依托新疆油田CO2管输示范工程，分别采用商业软件和MATLAB编程的方式，建立超临界管输水力热力计算模型，探究了管道停输及再启动过程中管内温度、压力、密度及相态协同变化波动规律；最后采用因素轮换法研究了主要工艺参数和环境参数对管道安全停输时间的影响规律。结果表明：降低首站出站温度、提高管道运行压力、较高土壤环境温度、较低管土总传热系数有助于延长超临界CO2管道的安全停输时间。研究结果可为超临界CO2管道安全运行提供一定理论支持和技术保障。

关键词：超临界CO2 管道输送瞬变特性停输再启动相变安全停输时间