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关键词： unloading and disturbance   DEM servo mechanism   perforated sandstone   disturbance damage   deep roadways  

摘要： This study conducted true triaxial unloading disturbance tests and DEM numerical simulations to elucidate the damage evolution and failure modes of deep rock mass under unloading disturbance conditions. The findings indicated that the DEM-developed Model Predictive Control (MPC) method surpasses conventional servo control in stability of servo speed and boundary stress. During initial loading of intact sandstone under high true triaxial stress, stress-coupling characteristics in intermediate/minimum principal stress directions showed insensitivity to intermediate principal stress;divergence began at yield initiation. Perforated sandstone exhibited consistent failure modes across disturbance amplitudes. Increased disturbance amplitude reduced bearing strength while accelerating damage rates, with sixth-level disturbance accounting for >40% of total damage. Tensile cracks consistently predominated over shear cracks throughout loading;disturbance did not significantly alter their ratio. Secondary loading progressively increased shear crack proportion, peaking at specimen failure. Shear failure dominated perforated sandstone instability. Based on the failure characteristics and strength attenuation laws of perforated sandstone under deep disturbance, control measures for engineering sites are proposed. The research results provide a reference for the application of discrete element method in understanding complex stress paths in deep geotechnical engineering and the damage and failure mechanisms of surrounding rock in deep roadways.

关键词： 差异溶蚀   储层稳定性   疏松砂岩   螯合酸   酸化解堵  

摘要： 中东地区某油田的主力产层之一的砂岩储层以砂岩和泥质粉砂岩为主,胶结物以长石为主,岩石疏松易出砂导致堵塞。常规酸化技术见效慢,可能导致疏松砂岩分散,加剧出砂。本文分析储层出砂堵塞机理,并研发一套针对疏松砂岩储层的复合酸化解堵技术,以“先稳定、后解堵”为思路,能缓解油井堵塞伤害,并维持储层稳定性。本文通过室内试验,研发了高冲刷流速条件下的砂岩稳定剂,在1800 mL/h的流速下,出砂率可稳定控制在0.01%以内。应用不同工作液体系的协同作用原理,以“多除垢、少溶砂”为目标,研发了差异化溶蚀的酸化解堵体系,垢样溶蚀率不小于95%,溶砂率小于25%,酸液可控制砂岩的溶蚀率,维持岩石结构稳定。现场试验证明,该技术可提高油井平均产量和有效期,为疏松砂岩油田的酸化解堵处理提供了理论基础与实践方向。

关键词： acoustic emission   sandstone   crack classification   gaussian mixture model (gmm)   RA-AF analysis   fissure inclination  

摘要： Accurate identification of crack types in rock masses is critical for understanding damage mechanisms and ensuring the structural safety of rock engineering. This study presents a novel unsupervised classification framework based on Gaussian mixture modeling (GMM) for distinguishing acoustic emission (AE) signatures associated with different fracture modes in sandstone samples that contain prefabricated fissures at varying inclination angles. The frequency-domain characteristics of the AE signals were extracted using fast Fourier transform (FFT), while the RA-AF (rise time/amplitude versus average frequency) parameter space was employed to characterize the crack mechanisms. To increase classification accuracy and model robustness, the Bayesian information criterion (BIC) was introduced to determine the optimal number of Gaussian components. Experimental results from uniaxial compression tests reveal that fissure inclination significantly affects crack evolution behavior: low-angle fissures favor shear and hybrid cracks, whereas high-angle fissures cause tensile failure. The proposed GMM-based method effectively identifies tensile, shear, and hybrid cracks with increased objectivity and accuracy, outperforming traditional empirical RA-AF thresholding techniques. This research provides a reliable and generalizable approach for AE signal classification, which presents theoretical insights and practical support for real-time monitoring, early warning, and structural health assessment in fractured rock masses.

关键词： 泥质砂岩铀矿   超细粒级颗粒   水力旋流器   CFD数值模拟   参数优化  

摘要： 针对泥质砂岩铀矿中粒径小于38 μm超细粒级颗粒铀元素含量高的特性, 本文采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法, 对直径75 mm的水力旋流器进行了结构与操作参数优化研究, 以实现超细颗粒的高效分选。通过建立精确的三相流模型, 系统分析了底流口直径、锥角、入口速度及进浆浓度等关键结构参数和操作参数变化对超细颗粒分离效率的影响机制。研究表明, 当底流口直径从12.5 mm减小至8 mm时, 粒径小于38 μm颗粒的含量可降低约20%, 更多的细颗粒由外旋流被挤向中心内旋流; 平锥结构产生的向心曳力使超细颗粒更易进入内旋流并由溢流排出; 较小的入口速度和较大的进浆浓度均有助于减少底流产品中超细颗粒的回收率。研究结果可为泥质砂岩铀矿高效选矿装备的设计与操作提供理论依据。

关键词： 益生菌   功能机制   安全性挑战   益生菌饮品   非乳制基质  

摘要： 益生菌是一类通过调节肠道屏障、重塑微生态及免疫调节等复杂机制促进宿主健康的活性微生物。凭借其显著的健康潜力,益生菌在饮品行业的应用正迅速从传统乳制品向茶、果汁及植物基饮品等多元基质拓展。当前市场趋势已由基础消化健康升级为涵盖情绪管理、代谢支持的“肠道健康+”模式。然而,行业仍面临保障菌株稳定性、提高定殖率及解决感官适配性等关键技术挑战。本文系统综述了饮品中益生菌的分类、分子机制、安全性评价及其创新应用现状,并深入展望了其向“精准化”与“功能特化”迈进的未来发展方向,旨在为益生菌的科学评价与产业的高质量开发提供理论参考。

关键词： 地浸采铀   非均质性   参数场反演   渗透系数   替代模型  

摘要： 含矿含水层的非均质性是控制溶浸剂迁移路径与溶浸范围的关键因素,对其精细刻画所需的高分辨率数值模型会导致参数维度剧增,使传统参数反演方法面临计算成本高昂与收敛效率低下的瓶颈。针对该问题,本文提出一种非均质渗透系数场的高效反演框架。该框架基于条件深度卷积生成对抗网络(cDC-GAN)构建替代模型,并结合多重数据同化集合平滑器(ES-MDA)算法,实现渗透系数场的高效反演。以内蒙古巴彦乌拉铀矿为例,构建相应酸法地浸采铀数值模型进行渗透系数场反演。结果表明,cDC-GAN替代模型能够有效捕捉渗透系数场与溶浸液浓度场之间的复杂非线性关系,反演结果与正演模型反演结果高度一致(R2=0.997),模拟溶浸液浓度与观测值误差为0.016,具备良好的代理能力和泛化性能。将所建替代模型嵌入ES-MDA算法框架,计算时间从14 min缩短至6.17 min,在保证反演精度的同时显著提升了计算效率。本研究为复杂非均质含矿含水层条件下地浸采铀数值模型参数识别提供了高效技术路径。

关键词： 鄂尔多斯盆地   致密油储层   岩石力学   脆性评价   机器学习   分形维数  

摘要： 鄂尔多斯盆地南部的致密油资源丰富,但其主力储层延长组致密砂岩具有强非均质性,导致基于单一参数或线性组合的传统脆性评价方法适用性受限,影响了压裂“甜点”的精准识别。为更真实地表征储层脆性,本文以鄂南延长组致密砂岩为研究对象,通过开展高温高压三轴力学实验、巴西劈裂抗拉强度测试及X射线衍射分析,系统揭示了矿物组分、温压条件及纹层结构对岩石力学性质的控制机理。在此基础上,引入分形几何理论,将岩石破裂后的分形维数作为定量表征其真实脆性程度的指标。采用梯度提升树(GBDT)机器学习算法,融合基于能量、弹性、强度及剪切机制的4类基础脆性指数,构建了非线性综合脆性指数(CBI)预测模型。研究结果表明:(1)破裂分形维数能有效量化岩石破裂的复杂程度,且随围压升高呈规律性下降;(2)GBDT模型能有效捕捉多源参数间的复杂非线性关系,全量样本拟合决定系数(R2)达0.9749,交叉验证预测均方根误差(RMSE)为0.0467;(3)特征重要性分析显示,强度参数(抗拉与抗压强度之比)的贡献度(0.4584)显著高于其他参数,表明“拉-压强度差”是该区致密砂岩脆性发育的主控力学机制;(4)基于测井资料建立的动态岩石力学参数解释模型,将CBI模型应用于鄂尔多斯盆地南缘红河油田HH26井延长组长8段,CBI较高层段(0.70)对应的现场破裂压力梯度(1.83 MPa/100 m)明显低于CBI较低层段(0.51,2.11 MPa/100 m),预测的脆性有利区与实际压裂响应特征吻合较好。本研究建立了一套以分形维数为目标、机器学习为手段的致密砂岩脆性定量评价方法,明确了强度参数在脆性评价中的主导作用,可为鄂尔多斯盆地南部致密油储层的压裂层段优选与高效改造提供定量参考。

关键词： 基因表达式编程   砂岩   干湿循环   单轴抗压强度   强度预测模型  

摘要： 【目的】为准确预测砂岩在干湿循环条件下不同pH值溶液侵蚀时单轴抗压强度的演化规律。【方法】基于166组砂岩干湿循环试验数据,采用基因表达式编程(GEP)方法构建了融合环境因素(干湿循环次数、pH值、单次循环时间)和材料特性(SiO2含量、干密度、含水率)的单轴抗压强度预测模型,并探究了6个变量对砂岩强度劣化的影响及参数敏感性。【结果】结果表明:(1)所建立的GEP模型具有优异的预测性能,其训练集和测试集R2均超过0.92,优于6种经典对比模型;(2)单次循环时间对砂岩强度呈三阶段劣化特征;干湿循环10次内强度衰减显著;砂岩强度随pH值降低呈线性递减;(3)砂岩SiO2含量从10%提升至80%时其抗压强度增加14.5%;干密度由2.06g/cm3增至2.60g/cm3砂岩强度由22.69MPa提升至52.16MPa;初始含水率在6%以内时,其强度衰减速率较快;(4)敏感性分析表明环境因素(贡献度68.3%)影响显著大于材料特性(31.7%),其中干湿循环次数(27.9%)和单次循环时间(25.1%)起主导作用。【结论】该GEP模型将复杂非线性关系转化为可解析的数学表达式,兼具预测精度与物理可解释性,为砂岩在干湿循环作用下的强度劣化机制分析提供参考。

关键词： 吉南凹陷   中二叠统井井子沟组   致密砂岩油藏   沉积储层特征   储层质量   有利集中勘探方向  

摘要： 准噶尔盆地吉南凹陷中二叠统井井子沟组是典型的致密砂岩油藏,油气富集受沉积和成岩作用导致的储层非均质性控制,明确其沉积储层特征、储层质量控制因素及优质储层分布是高效勘探的关键。基于岩心、测井、录井等资料,通过岩心观察、铸体薄片鉴定、扫描电镜、高压压汞、核磁共振、电子探针等研究手段和方法,对吉南凹陷井井子沟组沉积储层开展系统研究。结果表明:①井井子沟组发育扇三角洲—湖泊沉积体系,可进一步划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲3类沉积亚相和多类沉积微相,扇三角洲前缘为砂体分布的主要相带;②储层孔隙空间类型以次生孔隙为主,原生孔隙保留较少,主要包括粒间溶孔、残余粒间孔、粒内溶孔及微裂缝4类,孔隙度在2.8%~18.6%之间,平均为10.6%,渗透率在(0.000 3~16.1)×10-3 μm2之间,平均为0.97×10-3 μm2,属于低孔—低孔、特低渗—超低渗致密砂岩储层;③储层质量主要受沉积作用和成岩作用控制,强烈的压实和多期碳酸盐胶结是导致储层致密的主要原因,水下分流河道砂体经过压实后残余粒间孔保留多,有利于生烃形成的有机酸进入储层形成溶蚀孔,储层物性最好;④根据高压压汞和核磁共振T2谱曲线特征可以将储层划分为4类,Ⅰ类、Ⅱ类储层发育区为下一步有利集中勘探方向。研究为进一步拓展吉南凹陷井井子沟组亿吨级规模石油地质储量指明了方向。

摘要： 当前,全球能源转型进入关键阶段,核能作为清洁、低碳、安全高效的基荷能源,正迎来新一轮发展机遇.2026年国务院政府工作报告多次提到要加速发展新质生产力,指出发展新质生产力是推动各行业高质量发展的内在要求.