近日,土木工程学院岩土学科刘恺德副研究员团队,先后在国际学术期刊《Processes》《Buildings》发表研究论文。团队三年级硕士研究生夏宇、二年级硕士研究生王欣平分别作为核心作者参与两项课题研究,在试验操作、数据分析、论文撰写等环节承担重要工作,充分展现我院岩土学科研究生培养扎实成效与青年学子的科研实践能力。
针对低阶煤层气成因机制认识不足、区域资源勘探缺乏系统地球化学依据的问题,团队以黄陇侏罗纪煤田大佛寺井田低阶煤层气藏为研究对象,采集了研究区内6口煤层气井的8组解吸气样以及主采4号煤层的22组煤岩样品,通过煤岩显微组分测试、气体组分色谱分析、碳同位素测定等试验,结合区域现有研究数据,构建了包含28组样本的综合分析数据集。研究明确了主采煤层的煤岩组分特征与煤层气的组分特征,通过同位素指标判识了煤层气的成因类型,揭示了以二氧化碳还原为主、乙酸发酵为辅的甲烷生成路径,阐明了生物作用下碳同位素分馏导致甲烷碳同位素偏轻的内在机制。该研究成果可为区域低阶煤层气资源评价与勘探工作提供地球化学参考。三年级硕士研究生夏宇全程参与样品测试、数据整理与论文初稿撰写工作,在煤层气成因分析部分完成了核心研究内容。

针对寒区碾压混凝土结构长期受冻融循环与水分耦合作用导致的性能劣化问题,团队采用工业CT细观扫描与单轴压缩声发射监测相结合的多尺度试验方法,系统开展不同冻融循环次数下碾压混凝土的损伤演化试验。研究定量描述了冻融作用下混凝土内部孔隙由孤立分散向三维贯通的细观演化规律,分析了冻融损伤对材料宏观力学性能与破坏模式的影响;通过高斯混合模型聚类与声发射参数动态校准方法,刻画了微观断裂机制的转变过程,建立了细观孔隙劣化、微观断裂演变与宏观力学衰减之间的跨尺度关联,可为寒区混凝土结构的损伤检测提供参考。二年级硕士研究生王欣平承担了CT图像三维重构、声发射信号处理与数据统计工作,是论文核心数据处理与相关结论的主要完成者之一。
近年来,刘恺德副研究员团队依托陕西省混凝土结构安全与耐久性重点实验室,围绕岩土体与工程材料损伤机理、煤层气地质评价等方向持续开展研究。团队重视研究生科研能力的全程培养,鼓励学生深度参与从试验设计、样品测试、数据分析到论文撰写的完整科研流程,在实际科研任务中锻炼实践能力与学术素养。此次两项研究成果的发表,既是团队在相关方向长期研究积累的体现,也从研究生培养层面反映了学科建设成效,为岩土学科研究生招生与人才培养提供了支撑。