SOLUTE TRANSPORT IN THREE‐DIMENSIONAL SATURATED POROUS MEDIA HAVING SELF‐SIMILAR HYDRAULIC CONDUCTIVITY DISTRIBUTION1

ABSTRACT: Customarily, it has been assumed that hydraulic conductivity is a stationary, homogeneous stochastic process with a finite variance for stochastic analysis of solute transport in the subsurface. That the distribution of hydraulic conductivity may have a fractal behavior with long range correlations was suggested from field data analyses. This motivates us to further investigate how the fractal behavior of permeability distribution impacts solute transport in porous media. This study provides longitudinal and transverse macrodispersivity coefficients and the variance of the solute concentration. Longitudinal and transverse macrodispersivity coefficients are found to depend strongly on the fractal dimension (D) of logarithmic hydraulic conductivity (logK). The longitudinal and transverse macrodispersivity coefficients are the highest when D = 1, and the values decrease monotonically to zero at D = 2. Both coefficients correspond to the characteristic length scale of the logK distribution, thus are scale dependent parameters. The ratio of the transverse to the longitudinal macrodispersivity coefficient is on the order of 10^‐1 to 10^‐4. Concentration variance also decreases with the fractal dimension of logK. There is no spatial spreading of solute for D = 2, and the concentration variance reaches zero for this case.     

某抽水蓄能电站工程区断裂断层泥研究

通过断裂断层泥的粒度成分分析、粒度分形和石英颗粒形貌(SEM)特征观测等方法来分析与评价某抽水蓄能电站工程区断裂活动性,从而得出工程的稳定性。这一研究对大型地下工程场区稳定性综合论证及对地下硐室合理选址、设计以及确保工程安全等具有重要的应用价值。     

岩体裂隙面形貌特征对其渗流特性的影响研究∗

岩体裂隙面的形貌特征直接影响其渗流特性,为了分析二者的相关关系,采用劈裂法制备了单裂隙砂岩试样,进行了裂隙面扫描分析和渗流试验,基于分形维数在定量表达不规则曲线形貌特征方面的优势,提出了考虑裂隙面形貌各向异性特征的分形维数计算方法。研究结果表明:(1)基于矩阵理论的裂隙面综合分形维数,相当于用矩阵网格去覆盖整个裂隙面,可以较好地反映裂隙面的整体形貌特征;(2)裂隙面的形貌特征对其渗流特性影响显著,随着裂隙面综合分形维数逐渐增大,裂隙岩体的渗透系数逐渐减小,而且侧向应力越大,渗透系数的减小趋势越明显;(3)分析建立了裂隙岩样渗透系数kf与裂隙面综合分形维数■的相关关系,验证分析表明,该公式计算得到的裂隙岩样渗透系数与试验结果吻合较好。相关研究成果可为裂隙岩体渗流特性分析提供参考。     

金属矿山员工风险认知与安全行为的关系*

为探索金属矿山员工风险认知与安全行为之间的关系,选取金属矿山冒顶坍塌、中毒窒息和车辆伤害3类常见风险,从风险特征维度的视角提出研究假设。通过设计风险认知与安全行为量表开展调查,并对调查所获的397份问卷进行统计分析,利用相关分析、回归分析和中介效应对研究假设进行检验。研究结果表明:员工风险认知对安全行为有显著正向影响作用;风险熟悉度与员工风险认知存在显著正向关系,可用于表征员工风险认知;风险熟悉度对安全行为具有显著正向影响作用,且风险认知在这一过程中起部分中介作用;风险可控性和恐惧性在风险认知对安全行为作用过程中分别起负向调节和正向调节作用;风险自愿性仅对安全行为有直接的负向作用。     

小尺寸装药直径及约束条件对Jo-9c爆压影响的实验

采用锰铜压阻法对Jo-9c在小尺寸装药条件下的爆压进行实验测定,得出不同装药条件下的爆压值,并对数据进行分析,得到约束条件和装药直径对爆压的影响规律.     

混凝土轴压方柱满足目标抗火可靠指标的建议截面

对混凝土轴压柱抗火计算所用荷载比与其常温设计荷载比的换算关系进行了推导和分析,分别针对耐火等级一级和二级情况下的柱耐火极限要求,给出了四面受火轴压方柱满足目标抗火可靠指标的最小截面取值。研究表明:①常温设计荷载比大致为抗火计算所用荷载比的2～5倍,一般混凝土柱可近似取2.5倍;②荷载比小于0.2时,现行规范给出的300mm×300mm截面柱,在抗火可靠指标不小于目标抗火可靠指标的情况下可以满足二级耐火要求;③荷载比和耐火等级是影响轴压柱最小截面取值的主要因素。     

关联维数在机械设备故障诊断中的应用研究

研究了混沌与分形的特征参数———关联维数的计算方法和参数的选择。以滚动轴承在正常、外圈故障、滚动体故障、内圈故障4种状态下的信号特征为标准样本,以其运行的实测信号为例,对时域信号进行了频谱分析,并进一步进行了关联维数分析。通过对滚动轴承振动信号的关联维数分析,证明了该轴承在4种不同标准状态下具有明显不同的关联维数特征。因此,按照相关性的大小,就可诊断出实测信号属于外圈故障状态信号。研究结果表明,关联维数分析方法在设备状态监测与故障诊断中,尤其是在非线性系统的故障诊断中显示出其独特的优势,具有较为广阔的应用前景。     

煤矿火灾过程仿真模拟系统的研究

以煤矿火灾理论和仿真模拟理论为基础，建立了描述煤矿火灾烟流扩散和风流状态的数学模型。运用面向对象技术和三维虚拟现实技术，开发了煤矿火灾过程三维动态仿真模拟系统。该系统通过逼真、形象的三维可视化，模拟火灾发展趋势，实现了火灾数值模拟与灾害现象真实描述的有机结合，为煤矿火灾影响范围和危害程度的预测提供了切实可靠的决策依据。     

一种异养生物膜(heterogeneous biofilms)活细胞生物量的空间变化

根据文献数据研究了一种正常发育的异养生物膜中活细胞生物量的空间变化特征,运用双自然对数相关分析和分形几何学分析方法发现：异养生物膜中活细胞生物量与生物膜的表面积或面积之间具有显著的双自然对数正相关关系;活细胞生物量在空间上呈现异速生长特性和分形几何学生长特征;活细胞生物量的分维值（D）指示了活细胞生物量在生物膜中空间分布的非均匀程度,并因随生物膜发育阶段变化而能够指示生物膜系统的发育演化进程,将生物膜活细胞生物量和分形几何学结合起来,提供了一种相对目前流行的像素分析法更为简便的认识生物膜空间结构及其变化的新方法。     

新疆玛纳斯河流域水资源及水文循环二元分化研究

根据已有的分布式水文循环模型及水文监测资料统计分析得出,玛纳斯河流域绿洲引用水对2000m以上的山地暂无影响,但人工绿洲却在平原区水资源再生循环竞争中居于优势地位,人工补给已占总补给量的73.5%,人工开采已占总排泄量的41.78%,平原区水循环发生了以人工水循环为主导的二元分化。人工绿洲、天然绿洲、过渡带和荒漠间生态统一性出现无序化趋势,人工绿洲水分垂向循环加强,蒸发下渗量加大,而天然绿洲及过渡带水平方向径流通量减少,可利用生态水量大幅减少,造成绿洲-荒漠生态呈现出对抗趋势。