应用分形理论和光线投射算法的卫星云图模拟技术

卫星云图模拟是气象卫星成像仿真所研究的核心问题,针对快速生成效果逼真的卫星云图的要求,以分形理论为基础,设计了一种基于随机中点位移算法的云体数据生成模型,并采用光线投射算法将产生的三维云体数据绘制于二维平面图像上,实现了卫星云图的模拟,得到了比较满意的结果.     

聚合物段塞交替注入参数优化研究

通过室内物理模拟实验,研究了注入方式对压力梯度的影响。研究表明,交替注入方式的压力梯度在较宽范围内均高于笼统注入方式。表明交替注入时,由压力梯度产生的,促使残余油受力以及变形的力,在较长的受效时间内大于笼统注入方式;同时研究了段塞交替次数和段塞组合方式对驱油效果的影响。实验结果表明:在聚合物用量相同的情况下,随着段塞交替次数的增加,化学驱采收率呈先增大后减小的趋势,最佳交替次数为4次;先注高浓度高分子量段塞组合驱油效果好于低分子量低浓度段塞组合的驱油效果;在聚合物用量不变的情况下,高分子量聚合物和低分子量聚合物交替注入驱油效果优于单独高分子量聚合物的驱油效果;最终优选最佳驱油体系为:主段塞0.1 PV2 g/L(分子量2 500×104),副段塞0.25PV0.5 g/L(分子量700×104),交替4次。     

矩形基础地基破坏机理细观模型试验

采用自行研制的土体数字化变形测量装置,对承受中心荷载的矩形基础进行了室内细观模型试验,重点研究矩形基础沿着长边和短边剖面上土体位移发展直至破坏的全过程。研究结果表明:矩形基础下地基土位移的影响范围随着荷载增加而不断向竖向及水平方向扩展,沿着矩形基础长度和宽度方向竖向位移的影响深度在破坏时趋于一致,而基础宽度方向的水平位移影响范围约为长度方向的1.5倍,且沿着基础宽度方向地表隆起变形比长度方向大,沿着长度方向滑动面主要由基础两边的剪切滑动区及基础正下方的倒梯形弹性平衡区构成,沿着宽度方向弹性平衡区为三角形,矩形基础下弹性核的形状为横置的三棱台。研究结果为矩形基础地基破坏模型的建立提供了理论依据。     

格栅状地下连续墙现场试验与基坑支护性能分析

相比于泥浆成槽法的传统实腹式地下连续墙,采用高频振动沉模成孔方式的格栅状地下连续墙的成墙效果和支护性能研究尚处于空白。首先,开展了软土地质条件下格栅状地下连续墙的成墙现场试验研究,继而采用有限单元方法计算得到了背景工程开挖全过程的墙体变形、地面沉降和坑底隆起等支护性能指标变化规律;分析了嵌固深度、地面超载、支撑截面等参数上述指标的影响性特征。结果表明,格栅状地下连续墙的墙身混凝土浇筑质量能够满足强度和抗渗性能要求;其支护性能与传统的钻孔桩和地下连续墙相近,仅截面刚度存在差异,因此可按照桩、墙结构进行设计;为完善结构构造和结点体系,应进一步开展试点工程的应用性研究。     

CO2驱与埋存中流体运移监测方法与结果

针对吉林油田开展的大规模二氧化碳捕集与埋存(CCS)示范工程,设计并实施了油藏流体运移及驱替前缘监测项目,为后续方案的优化提供依据。监测内容包括储层物性测试、CO2分布监测、生产井监测三方面。储层物性测试方面,使用了气相示踪剂、压裂裂缝监测、试井方法,有效地反映了井间连通性及裂缝分布。CO2分布监测方面,使用了微地震前缘监测、大地电位监测,准确地描绘了CO2在储层中的分布状况。生产井监测方面,通过油、气、CO2产出量监测,直观地反映驱替前缘运移情况。不同的监测方法得到的结果基本吻合,验证了监测结果的准确性。     

位移电流在偶极源电磁测深中的影响研究

采用基于电型源和磁型源的矢量势导出了在电偶极源激励下的层状地球中的频率域电磁响应的表达式;并通过G-S逆拉氏变换在时间域中对其结果进行了验证。研究了K、H型三层地电模型,得出忽略位移电流时使得垂直磁场Hz振幅、相位观察值增大,而在高频时忽略位移电流对水平电场Ex振幅和相位几乎没有任何影响。在K型的地电模型的Hz计算中,高阻层越厚,忽略位移电流就对计算结果产生影响的起始频率越小。而在H型模型中,忽略位移电流的影响出现的起始频率与低阻层的厚度变化没有关系。     

不同加筋形式的沿海高速公路拓宽路堤现场试验与数值分析

为了了解沿海高速公路路堤拓宽过程中的受力变形规律,通过拓宽路堤现场试验与数值分析,分析了施工过程中两种不同加筋形式对新路堤深层侧向位移、地表累计沉降、格栅累计变形的影响并通过数值模拟进一步探讨了路堤拓宽过程中的受力变形规律。结果表明：随着填土高度的增加,K2130+590段和K2130+620段的深层侧向位移、地表累计沉降、格栅累计变形也随之增大,其中K2130+590段路堤顶部、底部的最大侧向位移与K2130+620段相比分别减小了31.83%、76.98%,且路中处最大沉降与K2130+620段相比减小了40.51%,而两个试验段格栅累计变形相差不大,基本保持一致;通过综合考虑K2130+590段与K2130+620段的深层侧向位移、地表累计沉降及格栅累计变形,建议采用格栅与格室的组合加筋形式。同时发现最大剪应变增量随着新路堤填土高度的增加而增大,新旧路堤最有可能沿台阶处发生滑移破坏,故为了拓宽路堤的稳定与安全,建议增强新旧路堤台阶处的连接强度,以此保证加筋新旧路堤结构的整体稳定性。     

页岩油压裂用纳米变黏滑溜水的合成及其性能评价

常规滑溜水压裂液已经成功运用于页岩等非常规油气储层压裂中,但其携砂性能差、渗吸采收率低的问题仍然未得到有效解决。针对这一问题,本文合成一种新型纳米变粘滑溜水,该体系不仅具有常规滑溜水优异的减阻特性,还兼具了较强的变粘携砂性能;另外,该体系含有优选的纳米乳液,可将混合润湿或油润湿的页岩油储层改性为水润湿,具有强渗吸置换作用。通过一系列室内实验评价可以发现：碳纳米渗吸（carbon nano imbibtion,CNI ）体系纳米变粘滑溜水为乳液状,可实时在线配制,通过调整其浓度,粘度发生显著变化,达到低浓度时高减阻、高浓度时强携砂的效果,残渣含量及对储层伤害低,实现了一剂多效;同时它还具有常规滑溜水与瓜胶携砂液所没有的改性驱油的效果,从而提高原油采收率。纳米变粘滑溜水同时具备高减阻、高携砂、低伤害和强置换的性能,可作为未来页岩油压裂的主体压裂液。     

多点动位移数字图像相关法光测技术研究

动位移测量在诸多工程领域中有着大量需求,针对现有各种测量技术仍然存在着效率低、精度差、成本高等局限性。基于数字图像相关(digital image correlation, DIC)原理,建立了一套多点动位移高精度光测技术及系统。首先设计了一种基于同心圆的靶标专用图案,用于测点的自动识别及图像的自动标定,并通过对硬件配套软件SDK(software development kit)的二次开发,构建形成了可同时适用于无线和有线工业相机的硬件架构,最终开发形成多点动位移DIC光测软件系统。采用3等精度量块对该系统进行精度校准试验,结果表明该系统测量精度为0.01 mm,系统基本误差为0.05%,灵敏度为0.2%。进一步开展典型应用场景测试,发现该系统在低频振动测量时具备与高精度激光位移传感器相当的精度,而对于高频振动场景,采用高频率相机也可实现动位移高精度实时测量。可见该系统与激光位移传感器等相比有显著优势,可在实验室测量、工程现场测试等场景中推广应用。     

无砟轨道W1型弹条疲劳性能的试验研究

高速铁路弹条在实际工作中会承受反复多变的载荷作用,随着时间累积,弹条会发生疲劳断裂。为研究高速铁路弹条(W1型弹条)在载荷作用下的疲劳性能和疲劳寿命,将W1型弹条放置于MTS810伺服液压试验机上进行载荷分别为(25±7.5) kN、(25±10) kN、(25±12.5) kN 3种试验方案的疲劳试验,首先通过疲劳试验数据计算弹条的疲劳可靠度寿命和疲劳寿命,绘制W1型弹条在不同可靠度下的载荷与疲劳寿命(lgF_a-lgN)直线并对其进行线性拟合,根据不同可靠度的要求,可以计算和预测W1型弹条在3种试验方案下的疲劳寿命,然后对弹条断口进行电镜扫描分析,得出弹条断裂类型为韧性断裂。