激光诱导击穿光谱技术对火成岩岩性的高精度识别

在石油勘探领域,细碎岩屑样品的岩性识别,特别是物性接近的火成岩的高精度识别是地质学的难题之一。针对这一问题,提出了一种基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)元素分析和全碱-硅(TAS)图版的新方法。利用自主搭建的LIBS系统,首先通过对比实验,系统的研究了脉冲能量、采集延时、采集方式、预燃对光谱信号的影响,确定了对火成岩样品元素分析的最佳条件：脉冲能量50 mJ,采集延时2 μs,采集同一样品表面20个不同点的光谱积分平均,并通过实验证明了预燃的样品处理方式不适合火成岩样品,有效提高了样品检测光谱数据的重复性。随后确定了火成岩岩性识别常用7种元素(钠镁铝硅钾钙铁)的特征谱线,定性分析和比较了不同岩性的火成岩样品;利用已知元素含量的国标系列岩石样品信息,生成了钠、硅、钾的定标曲线,线性相关系数均大于0.9,并利用国标岩石样品考察了定量分析的准确性;利用定标曲线法定量分析了火成岩样品的元素含量,并采用TAS图版法识别火成岩的岩性,准确率达90.7%。研究表明,LIBS技术能够有效实现火成岩岩性的高精度识别。     

光突发交换边缘路由器性能分析

本文详细分析了各种因素对光突发交换边缘路由器的性能的影响.结果显示,不同服务等级的时延要求可以通过控制组装的最大时延得以保证;不同等级数据包长的大范围变动会导致信道分配的不公平性;边缘节点越多,丢包率越高;在总输出容量一定的情况下,增加输出数据信道数可以在获得低的丢包率的同时达到较高的通道利用率,但随着边缘节点数的增加,增加输出信道数对丢包率的改善作用下降.     

Structure and micro-mechanical properties of helium-implanted layer on Ti by plasma-based ion implantation

The present paper concentrates on structure and micro-mechanical properties of the helium-implanted layer on titanium treated by plasma-based ion implantation with a pulsed voltage of −30 kV and doses of 3, 6, 9 and 12 × 10¹⁷ ions/cm², respectively. X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy are employed to characterize the structure of the implanted layer. The hardnesses at different depths of the layer were measured by nano-indentation. We found that helium ion implantation into titanium leads to the formation of bubbles with a diameter from a few to more than 10 nm and the bubble size increases with the increase of dose. The primary existing form of Ti is amorphous in the implanted layer. Helium implantation also enhances the ingress of O, C and N and stimulates the formations of TiO₂, Ti₂O₃, TiO, TiC and TiN in the near surface layer. And the amount of the ingressed oxygen is obviously higher than those of nitrogen and carbon due to its higher activity. At the near surface layer, the hardnesses of all implanted samples increases remarkably comparing with untreated one and the maximum hardness has an increase by a factor of up to 3.7. For the samples implanted with higher doses of 6, 9 and 12 × 10¹⁷ He/cm², the local displacement bursts are clearly found in the load-displacement curves. For the samples implanted with a lower dose of 3 × 10¹⁷ He/cm², there is no obvious displacement burst found. Furthermore, the burst width increases with the increase of the dose.     

RESEARCH PROGRESS OF LOCKED-IN STRESS IN ROCKS1)

封闭应力对岩石力学特性的影响不容忽视。从陈宗基提出岩石的封闭应力定义以来,研究的学者较少。本文从前人对封闭应力的定义出发,结合岩石力学发展现状,对封闭应力概念进行了拓展,提出了新的定义。将岩石力学研究中符合封闭应力定义的应力形式进行了归纳和分类,总结了各类封闭应力的变化规律及其计算公式,讨论了封闭应力与地下工程开挖之间存在的关联性及其影响的表达形式。本文对于推动封闭应力的深入研究具有积极意义,将为解释深部岩石力学特殊现象提供新的途径。     

片岩损伤裂隙系统生成及裂隙率间接定量表征方法研究

在岩石试验机上对标准片岩试件进行轴向预压,使试件内部微裂隙自由扩展、连通,以模拟工程扰动形成的损伤裂隙系统．采用纵波波速间接定量表征片岩试件的损伤,从而得到含有一定损伤裂隙系统的标准片岩试件,用于研究经受一定损伤作用后岩石的物理、力学等特性．对预压后的试样进行冻融循环试验,并对不同冻融损伤状态下的试件进行超声波测试和单轴压缩。经非线性回归分析发现,纵波波速和单轴抗压强度之间相关性显著．研究方法和成果对于岩石损伤的定量表征和含一定损伤岩石试件的制备具有指导意义．     

中国东南部中、新生代基性岩荧光光谱与等离子质谱测试结果对比及其地质意义分析

通过对中国东南部中、新生代基性岩类岩石的荧光光谱和等离子体质谱分析结果的对比研究,发现中生代基性岩SiO₂平均含量为±50%,新生代基性岩为±43%,前者属典型基性岩类,后者属超基性岩类。两者在微量元素及稀土元素组成上也有显著差异。中生代基性岩的微量元素和稀土元素标准化配分模式与上陆壳的配分模式相同或相似,而新生代基性岩则与OIB型洋岛玄武岩相同或相似。由此得到的认识是：新生代的基性岩与OIB型洋岛玄武岩一样,均为地幔来源,而中生代的基性岩浆则极有可能来自上陆壳底部,与本区中生代壳内重熔岩浆层的演化有关。     

波尔兹曼数字岩芯致密砂岩渗透率研究

致密砂岩渗透率在油气勘探开发、地应力测量及水库地质灾害等领域具有重要意义,但鉴于目前实验技术局限性,温压耦合渗透率测量尚无法通过实验手段实现. 在已有研究工作基础上,首次建立了基于D3Q27数字岩芯模型,并计算了高温压耦合低渗砂岩渗透率问题. 首先,以鄂尔多斯盆地某油田延长组致密砂岩为例,利用X射线CT断层成像技术岩芯获取10μm, 5μm, 2μm分辨率致密砂岩内部结构数据,应用基于量子力学第一性原理的D3Q27格子波尔兹曼数字岩芯模型建立数值模型. 进而,利用自编3DLBM程序分别计算了不同分辨率渗透率随围压(0～200MPa)、孔隙压(0～65MPa)和温度(25℃～180℃)变化规律,通过与Inc AUTOLAB2 000C岩石测试分析系统实验结果对比,验证了程序的可靠性,得到低渗砂岩断层最佳分辨率;最后,在并行CPU-GPU平台上计算了高温高压耦合(0℃～400℃, 0～1.4 GPa)下致密砂岩渗透率值及其各向异性随温压变化规律,并讨论了致密砂岩中水在达到超临界状态后对致密岩石内部结构的影响.     

THE ZONAL DISINTEGRATION MECHANISM OF SURROUNDING ROCK AROUND DEEP SPHERICAL TUNNELS UNDER HYDROSTATIC PRESSURE CONDITION: A NON-EUCLIDEAN CONTINUUM DAMAGE MODEL

A new non-Euclidean continuum damage model is proposed to investigate the zonal disintegration phenomenon of the surrounding rocks around deep spherical tunnels under hydrostatic pressure condition as well as the total elastic stress field distributions.The elastic stress fields of the surrounding rocks around deep spherical tunnels under hydrostatic pressure condition are obtained.If the elastic stresses of the surrounding rocks satisfy the strength criterion of the deep rock masses,the number,size and location of fractured and nonfractured zones are determined.The efect of physico-mechanical parameters of the surrounding rocks on the zonal disintegration phenomenon is studied and numerical computation is carried out.It is found from numerical results that the number,size and location of fractured and non-fractured zones are sensitive to the physico-mechanical parameters of the surrounding rocks.     

循环冲击作用下岩石应力应变曲线及应力波特性

利用研制的岩石动静组合加载实验装置进行循环冲击实验,研究了在循环冲击过程中岩石典型的 动态应力应变曲线及反射波和透射波的变化规律。结果表明:岩石在循环冲击过程中的动态应力应变曲线可 分为压密阶段、弹性阶段、内部裂纹扩展的加载阶段、第1卸载阶段和第2卸载阶段等5个阶段。在相同入射 波循环作用下,随着循环次数的增加,岩石的反射波峰值越来越大,反射波峰值出现的时间越来越迟,透射波 峰值越来越小,透射波峰值出现的时间越来越早,表明在循环冲击过程中岩石内部损伤逐渐累积,从而导致抵 抗外部冲击载荷的能力逐渐降低。     

预制裂缝宽度对HCFBD试件确定岩石断裂韧度的影响

为了考察人工预制裂缝宽度对确定岩石断裂韧度的影响,采用大理岩制作了含有不同预制裂缝宽度的中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件(hole-cracked flattened Brazilian disc, HCFBD),在RMT150B试验机上进行试验,对不同预制裂缝宽度圆盘的应力强度因子进行有限元计算,并对测试方法进行了研究。结果表明,采用将预制裂缝宽度视作零宽度裂缝方法确定的断裂韧度值偏低,给出了一种采用最小载荷和最大无量纲应力强度因子确定岩石断裂韧度的新方法,该方法能够消除预制裂缝宽度对圆盘试件测定岩石断裂韧度的影响。