高速铁路对路基结构提出了更高的要求，特别是在提高抗变形能力和物理力学性能的均匀性分布方面。而路基结构性能取决于选择优良填料和充分压实，其中压实质量控制是关键要素之一。常规的压实质量控制方法是点式抽样检验控制，存在较多问题，很难控制路基填筑的整体质量，因此需要研究覆盖全面的控制方法。连续压实控制是一类新的控制方法，国外目前主要有早期的瑞典压实计谐波比方法和德国的振动模量方法。但瑞典方法局限性较大，没有普遍应用价值，而德国方法则与专用压路机捆绑在一起且价格昂贵。因此有必要研究一种新的连续压实控制方法，使之具有广泛的适用性是本项目的目标。 本项目主要在以下方面进行了研究：（1）压实过程中路基结构状态特征及表达方式研究；（2）压实过程中路基结构抗力指标识别研究；（3）基于路基抗力指标的连续压实动态反馈控制机理研究；（4）试验验证研究。 通过这些研究，得到如下重要结果：（1）提出了采用路基结构抵抗力进行填筑碾压质量控制的指标体系，解决了路基填筑碾压过程中采用何种指标进行连续控制问题，即避开了瑞典压实计方法的局限性，又避免了德国方法求取振动模量所需较多参数和需要专用振动压路机的问题，可以装配在所有性能稳定的振动压路机上。不但适用于高速铁路路基压实质量控制，还可以广泛应用于普通铁路路基、公路路基面层、机场、大坝、工业厂房地基、填海造地等诸多填筑工程领域的压实质量控制上。打破了国际上少数国家对这项技术的垄断，为国内开展这方面的工程应用奠定了基础，并且还可以为智能压路机的研发提供技术支撑。（2）根据动力学分析结果，提出了多方面的控制内容，即振动压实工艺监控、压实程度控制、压实稳定性控制和压实薄弱点控制等，为全面提高路基填筑碾压质量提供了新的技术途径，弥补了目前高速铁路路基填筑碾压传统控制方法的不足之处。（3）本项研究成果被纳入有关国家行业标准中。 本项研究在理论上是“一个刚性圆柱体在弹塑性体上移动和振动状态下所引起的动力学问题”，属于复杂的接触动力学范畴，尚无理想的解答。在应用上的主要难点是如何解决连续控制指标与常规检测指标的一致性问题。因此本项目在选择何种简化力学模型、如何进行信息处理、如何进行反馈控制等方面进行了系列研究，解决了工程上进行应用的关键技术，形成的应用技术已在高速铁路建设中开始应用。 2100433B

针对连续压实控制技术中的难点和不足，本项目采用动力学与控制理论方法，进行高速铁路路基连续压实控制指标与控制机理的研究。首先从路基结构力学性能指标的基本定义出发，根据散粒体碾压成型过程中的状态变化特征，建立路基压实过程中能够反映压实状态变化的指标评定体系；其次通过动力学分析，建立路基结构抗力与压路机动态响应之间的相关关系，给出抗力信息的计算方法；最后研究基于路基结构抗力指标体系的反馈控制机理，研究压实机具的振动参数、路基压实程度以及压实稳定性的控制准则，提出连续压实控制与常规控制相结合的综合控制法。研究成果将建立以路基结构抗力信息为控制指标的连续压实动态控制理论体系，为发展适用于高速铁路路基压实质量过程控制的应用技术提供理论支撑。成果可以转化为实用技术，不但可以用于铁路路基、还可应用于公路路基、机场工程等领域，对于提高填筑工程的碾压质量具有促进作用。

本书主要介绍连续压实控制动力学方法的理论体系、测试技术和工程应用等，全书共7章。其中，第1章论述路基结构的基本特征，分析连续压实控制方法的特点；第2、3章为动力学方法的理论基础，从评定和控制指标体系、压路机与路基相互作用的动力学原理等方面进行论述；第4章阐述相关的测试技术；第5章介绍压实过程的模拟试验成果，这是对一些结论的试验验证；第6章论述连续压实控制的基本原理，这是现场实施的技术基础；第7章介绍一些典型工程应用实例，这是对控制原理的试验验证。为了方便工程技术人员学习，本书最后给出问答形式的附录，其中一些问题是现场技术人员与作者之间展开的问答实录。

项目基于煤层气开发中储层伤害问题突出，贾敏效应是主要伤害原因的研究背景，聚焦煤储层贾敏效应形成的地质、工程条件与排采控制机理这一科学问题，以黔西土城区块煤层气开发工程数据为基础，利用自主设计的非稳态气水两相渗流装置为主要实验平台，结合气水相渗影响下的储层数值模拟，开展了两相驱替下煤储层启动压力梯度、相渗及应力敏感性，煤储层气水两相渗流规律，贾敏效应的排采表现与影响机理，贾敏效应的排采控制及缓解贾敏效应的排采制度优化等内容的研究。结果表明：由于气阻、液阻共存，且气、水粘度存在较大差异，贾敏指数（I=ΔPw/ΔPo）不适用于煤储层贾敏效应动态评价。含水饱和度、渗透率等对启动压力梯度、相渗曲线及应力敏感性的影响显著，可用来表征煤储层贾敏效应的强弱。水驱条件下，饱水煤样启动压力梯度最低；随着自由水饱和度降低，克氏渗透率0.044mD的煤样启动压力梯度由0.67MPa/cm增大至0.89MPa/cm；气驱条件下，含水饱和度对启动压力梯度的影响则表现出相反的趋势。煤储层渗透率越低，启动压力梯度越大；干燥煤样克氏渗透率由0.079mD降至0.044mD，水驱启动压力梯度由0.37MPa/cm增大至0.89MPa/cm。水驱条件下，饱水煤样具较高的初始水相渗透率，且表现出较强的应力敏感性；气驱条件下，饱水煤样的初始气相渗透率远低于干燥煤样，同样表现出较强的应力敏感性。煤层气井排采过程中，随着游离气增多、气泡变大，水相渗流的启动压力梯度增大，水相渗透率亦快速下降，贾敏效应逐渐增强；受此影响，压裂液难以排出导致压降漏斗扩展困难，是气井难以高产、稳产的重要原因。煤层气井见套压后持续憋压，气水产量大幅波动，非连续性排采均可产生严重的贾敏效应，导致“气锁”或“水锁”伤害。合层开发煤层气井上部产层暴露后，套压回升导致气体“反侵”入暴露产层，近井地带形成液相低渗区，将导致上部暴露产层产水、产气量快速下降。煤层气井排采应坚持“连续、缓慢、稳定”的原则，见套压前严格控制液面降幅以提高压裂液返排率，憋压阶段限定最高套压，保持气水产量的相对稳定。为了延长合层开发煤层气井的稳产时间，可在套压＞0.5MPa时主动暴露上部产层，并杜绝套压后期大幅回升。本研究揭示了煤储层贾敏效应的形成机理，提出了贾敏效应排采控制措施及优化的合层排采方案，为相似地质条件下煤层气开发工艺优化提供了理论依据。 2100433B

基于原位煤层气开发工程中煤储层伤害问题突出，煤储层贾敏效应是储层伤害重要原因的研究背景，聚焦煤储层贾敏效应形成地质、工程条件与排采控制机理这一科学问题，以沁水盆地南部煤层气田煤层气开发工程数据为基础，利用自主设计的非稳态两相驱替、稳态两相渗流装置为主要实验平台，结合煤储层气-水两相渗流数学建模与计算机数值模拟，开展煤储层贾敏效应的工程表现特征与生产影响、煤储层开发地质特征及煤层气开发工艺与贾敏效应的关系、煤层气开发过程气-水两相渗流规律、煤储层贾敏效应排采控制及缓解贾敏效应工艺优化等内容的研究，以期建立煤储层贾敏效应评价方法体系，揭示煤储层液-液、气-液不相混溶两相渗流贾敏效应形成及煤层气井排采控制机理，形成优化的原位煤层气开发施工工艺及排采作业制度，为提高煤层气井产能及资源采收率提供科学依据。