基于FLAC分析拉张破坏对土坡稳定性的影响

在土质边坡中,土坡失稳前在坡顶表面通常会出现一系列竖直裂缝,这些裂缝很大一部分是土体受到拉应力大于其抗拉强度引起的拉张开裂,由于土体抗拉强度与抗剪强度相比数值上比较小,在工程中一般不考虑土的抗拉强度,但是在一些实际工程中人们发现很多情况下土是直接受到拉应力而破坏,本文首先通过数值模拟程序FLAC对这一规律进行说明,得出分析土体的抗拉强度对研究土坡稳定性有重要意义。     

远探测声反射波测井裂缝识别条件分析（英文）

裂缝识别对碳酸盐岩储层测井评价至关重要,传统的测井仪器由于探测深度浅(小于3米)而无法对井壁外围(大于3米)裂缝发育情况进行评价,远探测声波测井仪器釆用相控阵发射、同时加大源距,有效提升了测井仪器的探测深度。但由于缺少正演模拟研究,目前对于裂缝的解释往往是基于经验而缺乏理论依据,导致很多现象难以解释。本文利用髙阶有限差分方法对远探测声反射波测井裂缝识别进行了正演模拟及叠前逆时偏移成像研究,首先在理论研究的基础上构建正演模型,重点研究不同裂缝离井壁距离、裂缝张开度和倾角的响应特征;其次在单因素变化基础上提取成像区域的能量强度,分析确定出在实际地层速度有波动变化时远探测声反射波测井方法能够识别裂缝的条件;最后通过对裂缝识别的影响因素定量化分析,确定裂缝识别的最大距离、最小张开度和最小倾角,降低了裂缝识别与评价中的多解性。研究成果对远探测声反射波测井仪器的发展、数据处理方法的改进,以及后续的测井解释工作都有一定的借鉴意义。     

薛店地裂缝成因分析

万荣县薛店村地裂缝出现于1983年7月29日10时左右。裂缝总体走向北东,总长约1400米(图1),裂缝通常为一条,个别地段为两条或三条,间隔5—6米,一般宽为1米,局部段落陷为深坑。裂缝穿过果园、村庄,使道路、院墙、房屋裂缝或倒塌,有67户受灾,破坏房屋220余间(见封二、封底)。地裂发生前因暴雨薛店村内积水达1米多深,众多院落进水,供销社一带洪水漫入房内。地裂后约半小时,洪水主要沿裂缝泄完,从而又减轻了洪水可能造成的灾害。 类似薛店村的地裂缝,在万荣县多次出现,群众称为“流海缝”,是指水可经     

基于BEM的水力裂缝起裂与扩展数值模拟

水力压裂是对低渗透油气田进行储层改造的重要技术,现已在国内外得到广泛应用.但井壁上原有的裂缝会造成水力裂缝在近井筒区域发生转向,诱发提前脱砂、砂堵等现象,甚至导致压裂作业失败.本文以边界元方法、流体力学为理论依据,考虑了近井筒处裂缝的转向行为,建立了含裂缝的井壁起裂及水力裂缝扩展的流固耦合模型.研究发现:当压裂液黏度较小时,裂缝迅速转向至垂直于最小水平主应力的方向;随着黏度的逐渐增大,井底注入压力不断升高,裂缝转向半径亦逐渐增大;压裂液排量对井壁裂缝延伸的影响和黏度对其的影响相似;井壁上原有裂缝的长度对井壁破裂压力有着显著的影响,其长度越长,井壁破裂压力越小;随着水平主应力差值的增大,裂缝的延伸路径会发生明显的转变,所需的延伸压力不断增大;井壁原有裂缝与最大水平主应力方向间的夹角越小,所需的破裂压力及延伸压力也越小.     

西安市地裂缝地震效应的理论分析

本文采用有限元方法对西安市地裂缝的地震效应进行了分析,其目的在于探索强震时地裂缝对地面运动的影响。所用方法的理论基础是在双向地震动的作用下求解多质点体系的强迫振动方程组。[M]{(?)}+[C](?)}+[K]{X}=[M]({A_x}(?)。(t)+{A_y}(?)。(t))。式中[M]、[C]、[K]分别为体系的质量、阻尼、刚度矩阵,{x}、{x}、{x}分别为体系自由度的加速度、速度、位移向量,{A_x}、{A_y}为水平和垂直方向的自由度向量,(?)。(t)、(?)。(t)为水平及垂直方向上的基岩强震加速度时程向量。分析时根据西安市地裂缝的具体情况,做了如下简化: 1.裂缝不作为发震构造,即强震时裂缝不是弹性波的发源地。强震是通过铰结支座输入进来的。2.裂缝带在模型上是一向下尖灭的楔体,楔体顶面宽10米,楔体深20米,中间有一宽1米、深2米的裂口。整个模型的土质是层状的,各层土的主要参数在现场测定。裂缝带楔体的参数不易取得,按经验强度取周围原土的一半左右。3.模型厚度为50米,输入地震为El Centro和文县强震记录,输入时将最大加速度值调整为150gal。计算结果表明,西安裂缝带在强震时对地面运动没有显著的影响,如地裂缝带内外的各种反映强震运动特征的指标几乎都没有什么差异。因为地裂缝带从区域上看毕竟是个很小的地质单元体,这样小的规模尚不足以对强震地面运动产生显著的影响。但是,地裂缝带在强震时的永久地形变却是值得注意的。从这一点上看,裂缝带内外地基失效程度必定有很大的差别,从而使裂缝上的震害加重。可见,在强震时,除地裂缝带本身因地基失效使震害加重而外,裂缝基本不对强震地面运动规律产生影响。所以在进行防震规划时,不必在常规的设防带之外再加宽防震地带。     

改进的AVAZ方法在裂缝型储层预测中的应用研究

对于裂缝型油气藏,基于叠前方位角地震数据体,利用AVAZ方法进行裂缝属性预测是目前较为有效的裂缝描述手段,然而,由于地震数据通常为窄方位采集,使得不同方位角数据覆盖次数差异较大,导致各方位振幅能量分布不均,最终造成裂缝属性预测中产生趋势性误差。振幅归一化处理技术应用到现有的AVAZ方法中,该方法能够有效地降低因数据采集所造成的趋势性误差,预测结果会更为真实、可靠。在实际油田的应用中,振幅归一化技术显著改善了AVAZ方法对裂缝属性预测的准确性,取得了较好的效果。      

数据严重缺少的Radon变换的反演

在许多实际问题中，由于客观条件的限制经常会遇到数据不全的Ｒａｄｏｎ变换的反演问题．在地球物理学的一些领域中更会遇到数据严重缺少的Ｒａｄｏｎ变换的反演问题──有限个点源及有限个方向投影问题．本文讨论此类反演问题，并给出具体的数值计算方法．     

带有表征介质非均匀性参数的水层模型

分析了石油工程中裂缝性多孔介质模型, 发现由于裂缝存在而使储液层介质出现的非均匀性会表现在非稳定渗流过程中转化过程的时间滞后上, 它可用滞后时间表示, 文中给出了它与相应均匀介质对比的例子。本文分别从裂缝性多孔介质模型及求解一维扩散方程的特征时间出发, 导出了滞后特征时间的表达式。公式表明, 值与L2成正比, L表示被裂缝网络所切割的水层岩块的平均尺度。L越大, 表示裂缝长度越大, 而裂缝密度越小。文中还给出了与外力作用特征时间有关的、水层显示非均匀性的判据。笔者建议开展对水层新参数──值的场地测试工作。      

利用绕射信息在裂缝型地层中进行钻前风险评估

钻前风险评估是智能导钻过程中减少井漏井塌等事故的关键环节.在裂缝型地层中，特别是在深层、超深层地区，井筒的承压能力极易受到地层中天然裂缝带的影响，较易出现井漏、井塌等钻井事故，亟需在钻进前进行基于裂缝带的风险评估.绕射波由于对裂缝等小地质体较为敏感，是描述天然裂缝带的有效手段，但是目前的绕射波成像结果通常信噪比不高，较难直接应用于钻前风险评估.论文通过分析绕射波均方根振幅能量，发展适用于绕射波成像的构造平滑技术，提出了基于绕射波信息的天然裂缝带描述方法，提高了数据信噪比，更好地描述了天然裂缝带的空间分布.该方法应用于顺北地区某钻井的深部裂缝型地层中，所得的目标层段预测结果与实钻的漏失、卡钻井段具有较好的对应关系，验证了方法有效性.     

混凝土框架梁、顶板裂缝鉴定分析及加固处理

对某混凝土框架梁梁端出现的"八"字形裂缝和顶板出现的不规则裂缝,分别从多个角度分析裂缝成因,如裂缝损伤位置、地基基础、材料强度和承载力等。结果表明建筑在遇到冬季施工时,现场施工环境存在诸多影响混凝土的抗压强度的因素。这种影响因素在早期荷载影响下容易导致受力构件形成裂缝,一般情况下,裂缝都是结构性的;混凝土梁构件裂缝分析过程中,当梁端呈"八"字形分布时,很可能是梁斜截面受剪承载力不足造成,应重点分析其形成原因。依据分析结果提出合理的加固处理方法以及预防措施,希望对同类工程有借鉴作用。     

储层裂缝综合表征与预测研究进展

裂缝性油气藏在世界石油和天然气的产量、储量中均占有十分重要的地位.天然裂缝一方面可以显著改善储层的渗透性,甚至可以为油气聚集提供一定的储集空间,另一方面对储层的压裂改造和石油工程方案优化设计有重要影响.通过调研储层裂缝近年来的研究热点,总结了储层裂缝表征方法、表征参数以及预测方法的研究进展,分析了储层裂缝的主控因素,最后讨论了储层裂缝研究中面临的实际问题.目前,裂缝识别与表征方法主要包括地质与岩石学法、测井方法、钻井与录井以及生产动态资料分析法.伴随着非常规油气开发,裂缝的充填特征、连通性、有效性、开启压力、封闭性、动态参数以及裂缝面粗糙度等参数日益得到研究人员的关注.在裂缝预测方法中地震法、应力场数值模拟法是目前主流的裂缝反演、正演预测方法.通过鄂尔多斯盆地周缘野外地质考察,将裂缝与结构面组合样式分为终止型、穿透型、变换型以及复合型四大类.提高测井与地震识别、预测裂缝的精度,建立精细的有限元地质力学模型以及准确预测油藏裂缝开度是目前储层裂缝表征、预测的瓶颈制约.     

流体饱和孔隙定向裂缝储层中地震波衰减的模拟分析

在含有定向排列裂缝组的多孔岩石地层中,特别是碳酸盐岩储集层,弹性波的传播和衰减,因受诸如裂缝闭合、尺寸、及其填充的流体和走向等因素影响,具有各向异性特征。在本次研究中,我们采用了基于Chapman等效介质模型,利用数值实验方法研究了这类储层中P波传播特性诸如速度、衰减和横波分裂等各向异性随频率和方位的变化规律。模拟结果表明,当一组裂缝闭合与张开时随方位变化的速度、衰减和各向异性是有所不同的。随方位变化衰减最小值或P波速度最大值与张开裂缝的走向趋于一致,闭合裂缝的P波速度大于张开裂缝,而衰减和各向异性则张开裂缝的大于闭合裂缝;不同尺度裂缝,速度的最大值和衰减最小值与裂缝组平均方位对应,小尺度裂缝对波的传播有小的影响,方位依赖的各向异性相比其他裂缝属性有更小的影响;裂缝密度对P波速度、衰减和各向异性有更大的影响,而衰减比速度和各向异性更敏感裂缝尺寸;在地震勘探频段油、气饱和的衰减与盐水饱和不同,充填油和气随方位变化值比较低。两组裂缝有相同的密度,快横波偏振方位线性的决定于一组裂缝的方位。     

多尺度裂缝综合预测应用研究（英文）

裂缝预测在致密油气、煤层气、页岩气等非常规油气勘探中起着十分重要的作用。本文将裂缝分成大(大于1/4波长)、中(1/4~1/100波长)、小(远小于1/100波长)三种尺度类型开展综合预测研究。基于多尺度岩石物理正演模拟技术,分析区分中等尺度裂缝的叠前方位各向异性敏感属性,结合地质、测井和地震属性大尺度裂缝预测方法和岩心薄片观测小尺度裂缝预测,形成了一套综合地质岩心信息、成像测井解释和地震信息的多尺度裂缝综合预测方法。该方法通过岩心裂缝描述和成像测井解释,分析得到裂缝发育控制因素,再通过应力场构造模拟,完成区域性大尺度裂缝发育控制因素研究。利用叠后几何类属性进行大尺度裂缝预测,结合叠前衰减属性进行中等尺度裂缝预测,以及岩性统计学反演和断层叠合结果,验证中等尺度裂缝与岩性、断层的对应关系,明确了中尺度裂缝成因。通过岩心电镜扫描,分析小裂缝发育状况,最后综合三类裂缝研究成果分析储层裂缝发育状况。通过对某实际工区灰岩储层的裂缝发育情况进行综合预测研究,结果表明文中提出的多尺度裂缝预测基础理论方法和多尺度裂缝预测技术流程,能够较好地解决裂缝预测的强非均质性、多尺度问题,综合地质、测井和地震多信息裂缝多尺度预测技术能够实现裂缝性油气藏的储层描述和甜点预测。     

储层岩性对水力裂缝延伸的影响

水力压裂施工过程中,天然断层或裂缝对水力裂缝的延伸影响显著,甚至与水平井轨迹平行或近乎平行的断层或裂缝会形成压裂屏障,阻止水力裂缝的延伸甚至造成砂堵.而岩性对水力裂缝延伸的影响目前还不清楚.本文首先利用地面微地震监测技术对水力裂缝进行了成像并提取出微震事件点分布平面图;然后利用三维地震断层属性预测了天然断层或裂缝分布,利用三维地震GR反演体提取了沿层砂岩分布平面图;最后,通过叠合天然断层或裂缝分布图、砂岩分布平面图以及微震事件点分布平面图,分析了岩性和天然断层或裂缝对水力裂缝延伸的影响,证实了岩性是除天然断层或裂缝以外控制水力裂缝延伸过程的另一个重要因素.     

陕西临潼─古地震裂缝的初步研究

陕西临潼─古地震裂缝的初步研究张安良，胡巍，米丰收，吴俭让近期作者在临潼县城东北１８ｋｍ的何寨村砖厂发现一地震喷沙冒水、裂缝形变遗迹，经初步研究认为它可能是早于１５５６年华县大地震之前的另一次古地震事件。１裂缝的构造位置该地震位于临潼何寨村北１５０ｍ     

太谷地裂缝

1988年7月20日一场暴雨之后,太谷县北洸村附近出现了3条长约150—200米,宽0.9—1.2米的地裂缝,可见深度0.6—2.2米,走向为弱35°—55°东和近东西向两组.该裂缝严重破坏了公路和铁路路基.裂缝原因尚无定论,图为地裂缝情况.     

准脆性地层中水平井多段水压致裂的扩展有限元法模拟

在实际的水力压裂过程中,裂缝总是沿着垂直于最小地应力的方向扩展,地应力的分布形式和多个压裂段之间的互相影响(应力阴影效应)对于形成复杂的裂缝网络具有重要的影响。本文基于扩展有限单元法(XFEM)模拟页岩等多孔介质在水压作用下裂缝的任意扩展,由于在传统有限元法的基础上引入了扩充自由度和可以描述间断的位移阶跃函数,所以裂缝可以独立于网格扩展,而不需要重新剖分网格。通过引入一维流动假设,求解润滑方程,并考虑流体在裂缝内的流动。同时也考虑裂缝向基质中流动的滤失效应。研究实际施工中不同段间距下裂缝的扩展模式和段间距对裂缝形态的影响,结果表明,压裂段间距过小时中间的裂缝会被屏蔽;此外,裂缝会由于应力阴影效应而发生转向。     

地震作用下双层土裂缝边坡稳定性分析

裂缝常存在于边坡表面，地震作用会大幅降低裂缝边坡稳定性。针对双层土裂缝边坡稳定性问题，定义上下土层分界处高度与边坡高度之比为深度系数以描述双层土的分布，基于极限分析上限定理，构建“点到点”离散运动学机构，并在此机构中引入一条垂直张拉裂缝，结合拟静力法和强度折减法建立能量平衡方程求解裂缝边坡临界高度和安全系数上限解。计算结果与传统上限法进行对比，验证离散运动学机构的有效性及其解的优越性，同时探究土体非均质性及深度系数对裂缝边坡稳定性以及裂缝深度和位置的影响规律。结果表明，地震作用会降低边坡稳定性；随着地震力增大，边坡临界滑动面逐渐加深，裂缝深度略微增大，裂缝位置逐渐远离坡面；对于具体的双层土边坡会存在一个特定的深度系数使边坡安全系数达到最值，同时裂缝会穿越至下层土且深度发生突增。     

储层裂缝识别与评价方法新进展

裂缝发育程度决定着低渗储层的渗流和产出能力,但由于裂缝发育机制的复杂性,故裂缝性油气藏一直是勘探的重点和难点.目前裂缝评价方法多以常规测井资料为主,结合其它分辨率较高的诸如FMI测井、地层倾角测井等.本文列举的计算机层析成像技术、ANN技术、灰色系统评判法是在裂缝研究领域相对有效的识别和评价方法,在油田的现场应用中取得了良好效果.     

基于卷积神经网络的钢箱梁裂缝检测算法研究

地震作用和车辆动载的日常冲击常常会引起钢箱梁的表面裂缝损伤。在日常检修和震后开展安全检查时,由于裂缝在整张图像中的占比较低且受到笔迹、锈迹和焊缝等因素的严重干扰,很难从现场采集到的图像中高效并精确地检测出裂缝。为此,本文基于卷积神经网络提出了一种结合裂缝定位和裂缝分割的级联裂缝检测模型。首先,采用分类模型在原始图像中定位出裂缝所在位置,然后采用U-Net模型实现对裂缝的像素级检测。结果表明：本文方法可以实现对大部分裂缝的精确检测,F1分数达到0.67,高于仅采用分割模型的0.55;此外,相比仅采用分割模型的检测方法,本文方法的检测效率提高了近70%,可达到9.25 s每张。