准噶尔盆地沙湾凹陷西斜坡二叠系佳木河组物源区构造背景分析*

准噶尔盆地沙湾凹陷西斜坡二叠系佳木河组物源体系一直备受争议,导致沉积体系“众说纷纭”。利用聚类分析、多维尺度分析及主成分分析等方法,对重矿物含量、微量元素进行分析,明确了沙湾凹陷西斜坡二叠系佳木河组砂砾岩碎屑颗粒富石英(35.41%)、长石(43.2%),贫岩屑(18.71%)。稀土元素总量(ΣREE)平均值139×10^-6接近大陆上地壳(UCC)的平均值148.14×10^-6,Hf-La/Th微量元素物源判别图解和La/Sc-Co/Th值表明佳木河组属于酸性岛弧区。稀土配分模式表现为右倾分布模式,整体上具有“轻稀土元素富集、重稀土元素亏损”的特征,指示源岩以长英质火山岩为主,即“一源”。在同一物源下,又可以分为4个物源区:新光1井—中佳6井物源区,车排10井—中佳5井—中佳4井—中佳3井物源区,车排7井—车排005井体系物源区,车排5井物源区,即“四区”。构造背景判别图解揭示了佳木河组形成于大陆岛弧环境。该研究将有助于对沙湾凹陷西斜坡的沉积体系及古水系的准确恢复和远景区油气储集层的准确预测。     

基于分数阶导数理论的Q3黄土流变本构模型研究

荷载的时间效应诱发的黄土蠕变和渐进破坏会显著影响其工程构筑物的长期服役性能。特别是在我国西北地区黄土广泛分布,在荷载的长期作用下一些典型工程建构筑物(如西安地铁开挖的黄土隧道工程)可能因黄土蠕变和渐进破坏而失稳,进而对工程建设的顺利实施以及工程建设完成后其安全运营维护产生极为不利影响。可见,对黄土流变特性进行分析并揭示其流变机理进而建立其本构模型具有重要的理论和实际意义。为此,以Q₃黄土为研究对象,基于分数阶导数理论,通过对典型蠕变变形过程进行分析,提出了一种可模拟加速蠕变阶段非线性变化特征的分数阶元件模型,对其进行理论分析进而建立了分数阶改进西原模型并推导出本构方程。在此基础上对Q₃黄土的原状与重塑样开展了三轴分级循环加-卸载流变试验,以验证分数阶改进西原模型的有效性。相应的理论计算结果表明:分数阶改进西原模型既能实现对Q₃黄土减速蠕变、等速蠕变和加速蠕变3个流变阶段的模拟,又可弥补整数阶改进西原模型无法描述加速蠕变阶段的不足,而且相比于整数阶改进西原模型,其在减速蠕变及卸载阶段的预测效果更佳。研究结果为考虑黄土流变问题的建构筑物安全运营维护设计与施工方案提供了重要的理论依据。