酸环境干湿循环作用下泥灰岩损伤劣化分析

针对库区消落带泥灰岩的最不利作用环境——酸环境干湿循环下力学性质损伤劣化问题,以岸坡泥灰岩为研究对象,分别开展pH=3,5,7溶液条件下的干湿循环试验,分析了酸环境干湿循环作用下泥灰岩单轴抗压强度的劣化规律,查明了其对泥灰岩力学性质的损伤劣化特性,采用颗粒流软件对比探究了不同循环次数对力学强度参数的影响规律,并结合库区消落带岩体劣化现象分析了层进劣化机理。研究结果表明:pH=3,5,7溶液环境下泥灰岩单轴抗压强度变化均与干湿循环次数呈反比关系,累积劣化度S_n在34.79% ~54.31%之间变化,且呈现快速上升、缓慢发展、趋于平稳的变化趋势,而峰值应力劣化范围为8.79% ~35.61%;泥灰岩黏聚力C、内摩擦角φ、弹性模量E均随干湿循环次数的增加而不断降低,且损伤劣化以圈层渐进的模式进行;库区消落带岩体受到酸溶液干湿循环作用后,附近岩体会萌生大量次生裂隙,随着循环次数的推进及损伤的持续累积,裂隙逐渐贯通并向坡内层进扩展,扩展范围和速率与干湿循环次数和溶液pH值有关。以上分析结论与规律可为库岸山体滑坡崩塌失稳、库区危岩基座软化、蓄水渗漏等灾害的预测与应急防治提供科学依据和理论方法。     

明棚洞落石冲击荷载计算方法研究

根据落石冲击回填土明棚洞过程中的基本力学和运动学规律,采用Laplace变换,从落石冲击半无限土体、落石冲击有限厚度土体、考虑回填土与下部结构相互作用3个方面推导了落石冲击荷载的理论计算公式,通过数值模拟和相关试验数据对理论公式进行了验证,并与目前常见落石冲击荷载计算公式进行了对比研究。研究表明：所提出的公式理论计算结果与数值模拟结果和相关试验结果均有较稳定的规律,理论计算值比数值模拟值大6%～41%,与Pichler现场试验的95%分位值差值仅在6%以内;尽管所提出的公式计算值比目前所有公式计算结果均偏大,但与数值模拟和试验数据更吻合,更能反映出真实的落石冲击荷载;所提出的计算公式可以反映缓冲层厚度和缓冲层性质的影响,缓冲层厚度越小,落石冲击荷载越大,缓冲层厚度影响系数可根据h/r查表确定;缓冲层和结构的动力相互作用导致结构承受冲击荷载相较缓冲层顶部冲击荷载增大,结构动力放大系数与缓冲层厚度相关,缓冲层厚度越大,结构动力放大系数越小。所提出的计算公式可以反映落石大小、落石形状、落石冲击能量、缓冲层厚度、缓冲层性质等因素对冲击荷载的影响,计算荷载值可直接用于明棚洞结构设计。     

2022年青海门源MS6.9地震后冷龙岭断裂未来强震的水平位错量评估

2022年1月8日青海门源发生Ｍ_S6.9地震,该地震造成冷龙岭断裂西端错断了兰新铁路大梁隧道,导致铁路长期停运,经济损失巨大。制定隧道修复方案时,需对冷龙岭断裂未来强震的水平位错量进行评估。结合近年来冷龙岭断裂的最新研究进展,同时采用确定性方法和概率断层位错危险性分析方法评估冷龙岭断裂未来强震的水平位错量。考虑不确定因素影响,同时采用3名研究者提供的震级与最大位错量经验关系式进行估算。结果表明,不同经验关系式会对评估结果产生显著影响,其中根据确定性方法得到的冷龙岭断裂未来强震的水平位错量为2.32～4.36 m,均值为3.57 m。概率断层位错危险性分析结果随着超越概率的降低而增大,50年超越概率2%、100年超越概率2%和100年超越概率1%的结果均值分别为1.82 m、3.17 m、4.61 m。相较于确定性方法,概率断层位错危险性分析可提供不同超越概率水平下的位错参数,以供不同抗震设防要求的建筑采用。此外,对于地震活动性强的断裂,可采用低超越概率下的概率断层位错危险性分析结果,该结果可能会大于确定性方法评估结果。     

超级火山喷发及其环境效应SCIEI北大核心CSCD

超级火山喷发可以在极短时间内剧烈改变区域地形地貌,引起全球性气候巨变,是人类赖以生存的地球宜居环境的严重威胁。因此,剖析地质历史上的超级火山喷发事件及其环境效应,将有助于我们预测和应对未来可能的超级火山喷发及其造成的自然灾难。本文从超级火山和超级喷发的定义入手,重点介绍超级火山喷发的固相和气相产物、如何鉴别地质历史上的超级火山喷发、以及超级火山喷发可能带来的环境和社会影响。由于最近一次超级火山喷发发生在2.6万年前的新西兰,人类文明并没有经历过超级火山喷发,科学家们主要通过二十世纪以来有记录的小型火山喷发、冰芯和年轮记录、火山-环境-气候模型等来推测、反演和模拟超级火山喷发对气候和环境的影响。已有的研究表明,超级火山喷发产生的碎屑熔岩流和岩浆房塌陷产生的破火山口给周边地区环境造成直接的摧毁;进入平流层的火山气体经过物理化学变化形成气溶胶,有效的反射和吸收太阳辐射,从而导致长达数年的区域甚至全球性的剧烈降温和降水减少。尽管科学家们已经做了很多数值模拟和推演,但超级火山喷发的影响仍然是难以估计的。特别是超级火山喷发发生的季节和地点会带来不同的火山-海洋-大气-植被耦合效应,导致不同规模的气候和环境变化,未来应当加强这方面的研究。     

松辽盆地南部幔源CO_2充注成因次生油气藏深、浅层分布差异

在大量总结前人研究成果的基础上得出:松南地区深部层位以富气为特征,烃类气成藏阶段为登二段沉积期及早白垩纪晚期;浅部层位以富油为特征,油气成藏阶段主要集中于明水组沉积末期至古近纪早期;盆地中CO2气主要富集于营城组及泉头组(三、四段),储量丰富且以幔源成因为主,其形成与晚中新世后期火山活动有关;深层与浅层油气成藏时间均早于幔源CO2充注。与深部层位相比,松辽盆地南部浅层具备更完善的幔源CO2充注成因次生油气藏形成条件,可视其为常规油气资源再勘探的有利目标区。     

陆相盆地层序构型多元化体系

不同于具有相对稳定构造-沉积背景海相盆地的层序构型,陆相盆地的层序构型具有多样性.针对陆相盆地具有局限、封闭、类型多样、控制因素多变、多物源、古地貌差异大等典型特征,提出"陆相盆地层序构型多元化体系"的观点."陆相盆地层序构型多元化体系"是指不同类型陆相盆地在多种因素综合作用下,会形成不同的层序构型、沉积充填样式,构成陆相盆地层序构型多元化体系.该体系包含经典层序构型和特征性层序构型两大类,在系统总结不同类型陆相盆地经典层序构型的基础上,进一步介绍断陷盆地非同步叠加、迁移型、陆内克拉通盆地"溯源退积"等多种新的特征性层序构型,补充、丰富了陆相盆地层序构型多元化体系.陆相盆地层序构型多元化体系反映了陆相盆地沉积动力学过程的复杂性,可以将不同类型陆相盆地所发育的不同层序构型纳入到一个统一体系,有利于陆相层序地层学研究的系统化,丰富陆相盆地层序地层理论体系.      

基于重庆某高速公路的岩崩落石数值模拟与防护研究

重庆某高速公路边坡因岩层裂隙切割、岩体差异风化、岩体卸荷等原因,形成陡崖和危岩。陡崖上发育的危岩崩塌方向均为线路所在方向,严重影响线路安全,因此合理设置防护措施十分必要。由于落石属于概率事件,具有很强的随机性,所以其冲击动能、弹跳高度以及拦石网受到落石冲击时,拦石网与防护对象之间的安全距离难以准确确定。通过现场调查、理论分析、并利用rockfall软件对岩崩落石进行稳定性分析,设定危岩体的碰撞恢复系数、坡面摩擦角度和坡面粗糙度等参数,获得边坡潜在的落石坠落轨迹,为被动防护网的设计防护等级、高度和安装位置提供依据。     

沉积地质学发展新航程——地震沉积学

地震沉积学是在地震地层学和层序地层学基础上发展起来的、沉积地质学与地球物理学相互交叉的新兴学科,在刻画薄层砂体、表征储集层和预测岩性圈闭等方面发挥了重要作用。在表述地震沉积学发展简史的基础上,介绍了地震沉积学的基本概念、基本原理和主要研究流程;在建立精细层序地层格架基础上,重点阐述了90°相移、分频处理与频谱分解、属性优选、地层切片、地球物理反演、地震岩性解释和RGB(红色、绿色、蓝色)地震属性融合等地震沉积学关键技术以及地震沉积相实例分析。认为中国地震沉积学应该围绕不同类型沉积盆地开展油气勘探阶段地震地貌学(地震沉积相模式)和复杂(多样)地震岩性学综合研究,在油气开发阶段,充分利用RGB地震属性融合等多种地球物理方法技术,开展多种成因类型砂体构型和储集层定量表征研究。综合研究表明,地震沉积学是沉积地质学发展的新航程。     

鄂尔多斯盆地三水河剖面上三叠统块状砂岩的异重流成因——来自岩石结构的证据

由于储层质量好、非均质性弱、成藏条件优越,深水沉积中的块状砂岩常常成为油气勘探开发的重要目标。相对具有各种交错层理等沉积构造的其他砂岩而言,块状砂岩的成因判识难度更大。因此,对块状砂岩成因机制的研究,直接影响了其沉积过程的认识,制约了其沉积模式、储层预测地质模型的重建。针对鄂尔多斯盆地南部旬邑县三水河剖面中发育的晚三叠世中层—巨厚层块状砂岩,利用高密度岩石样品的岩石薄片和激光粒度分析,对块状砂岩的粒度组成、粒度参数及其垂向变化特征进行研究。结果表明: 1）块状砂岩为长石岩屑质极细砂—细砂岩,内部偶含漂浮状灰黑色、红褐色泥砾,底部发育球枕、沟模等沉积构造;2）块状砂岩之间及其与交错层理砂岩层之间夹薄层—极薄层灰黑色泥岩、油页岩,二者间突变接触常见;3）岩石薄片中碎屑颗粒分选差,呈棱角—次棱角状,成分及结构成熟度中等偏低;4）粒度组成上,跳跃组分与悬浮组分各占50%左右,显示底床载荷与悬浮载荷同时存在且贡献相当;5）其偏度与浊流沉积相似,但其分选略差于浊流沉积,与三角洲沉积相差更远;6）垂向上,块状砂岩内部存在多期分米级复合韵律,厚度范围为10~30 cm。综合研究区地质背景、沉积构造、微观显微结构、粒度组成及其搬运过程、沉积分异解释结果,认为该剖面块状砂岩为洪水成因的异重流沉积。该研究丰富了对深水块状砂岩成因的理解,深化了异重流沉积块状砂岩结构特征的认识,同时也为异重流沉积的判识提供了依据。     

唐山丰南M4.1级地震强震记录分析

2010年4月9日唐山丰南发生M4.1级地震,津冀地区共有36个强震台站获取到强震记录,记录的最大加速度为58.92cm/s2,通过对比强震记录的峰值,发现该地震竖向峰值比水平向大,在三个分量上加速度傅氏谱谱型以多峰为主。通过对强震记录频谱特征进行分析,得出随着震中距的增大,反应谱高频成分衰减快于低频成分,竖向与水平向加速度比值与常规认为的1/2—2/3差别较大。通过对本次强震动记录反应谱标定并结合唐山地区3.5级以上地震记录,获得唐山地区土层场地反应谱谱型参数。