柱状节理开挖模拟洞数值原位试验

在西南水电大开发中,柱状节理岩体的工程力学性质逐渐受到水利工程的重视。白鹤滩水电站坝基揭露的柱状节理玄武岩体,RQD值普遍较低,完整性较差,其变形模量等力学指标相对较低,表现出显著的各向异性特征,对拱坝变形、坝肩稳定、边坡稳定、地下洞室群围岩稳定有重要影响,已成为该水电工程的关键技术问题之一。针对国内外对柱状节理岩体的研究及相关工程的经验甚少,白鹤滩水电站拟开展的大尺度柱状节理玄武岩试验洞,目的是获得反映柱状节理玄武岩力学特性的第一手观测资料。介绍了白鹤滩柱状节理的地质成因和工程特性及柱状节理试验洞的设计布置,探讨了原位试验和数值试验结合的分析方法,并采用各向异性本构模拟了试验洞开挖和原位试验,对不同位置试验点的代表性进行了评价。     

柱状节理玄武岩隧洞破坏模式及其力学机制模拟

柱状节理岩体由于其内部赋存大量的隐节理面,开挖卸荷后极易出现隐节理面开裂松弛等特征,导致其破坏模式异于一般岩体。其破坏模式主要受到异常发育的节理面和较高地应力的共同作用影响。由于柱状节理岩体节理面发育,岩体结构控制型破坏占主要部分,包括单临空面节理面滑移（塌方）、多临空面节理面滑移（塌方）、与错动带、断层等弱面相组合的坍塌等破坏模式;应力控制型破坏主要为河谷侧顶拱喷层开裂;应力-结构面型破坏主要为岩性交界处的节理岩体塌落等。柱状节理岩体表层主要发生柱内竖直隐节理面和柱间节理面的拉破坏,而围岩内部的柱状节理主要发生柱间节理面的剪切破坏。因此,现场柱状节理的支护也应主要包括两个方面：以喷射混凝土钢纤维来阻止柱状节理岩体表层的张性开裂,以系统锚杆来控制柱状节理岩体内部的剪切破坏。     

柱状节理岩体原位变形试验力学浅析与模拟

在白鹤滩坝址区柱状节理岩体原位变形试验成果的基础上,针对节理刚度的取值进行讨论,利用柔性中心孔试验值反算得到柱状节理岩体节理面刚度值。岩体变形是由岩块和节理两部分组成,分析含单节理岩体概念模型的单轴加、卸载规律性和其变形特性,发现其滞回特性是节理力学行为造成的;推导得到了岩体变形计算公式,可用于多组相交节理岩体等效弹性模量的计算,能够反映出节理岩体的各向异性特征;建立了柱状节理随机模型,采用离散元方法和反算的刚度值进行了仿真分析,得到等效变形参数在试验结果范围内。     

柱状危岩体崩塌产生涌浪的物理试验与数值模拟分析

柱状危岩体是三峡库区常见的一种典型地质灾害隐患,其崩塌产生涌浪给库区航运、旅游、生产生活以及人员财产造成巨大威胁和损害。文章基于野外柱状危岩体的成生及运动边界条件,开展了颗粒柱体崩塌产生涌浪的物理试验和数值模拟。结果表明:该数值模型能较好地模拟崩塌涌浪的形成过程、矢量信息以及与水体的相互作用;速度曲线定量地展示了能量的传递;物理试验和数值模拟涌浪高度偏差约3~4 cm;数值模拟堆积区堆积角比物理试验大5%;比前缘运动距离小7%。为柱状危岩体崩塌产生涌浪灾害的预测和预警提供了重要依据。      

柱状聚晶金刚石钻头

自从六十年代末我国研制成功人造金刚石聚晶以后,首先用作金刚石钻头和扩孔器的保径材料,不久又在油井钻头上用作切削具。随着我国人造金刚石合成技术的迅速发展,聚晶体的规格不断增加,抗磨损性能有了很大提高,用聚晶体作切削具制作地质钻探钻头的条件日趋成熟。本文拟概略介绍一下柱状聚晶钻头的设计与应用。      

塔柱状岩体崩塌运动特征分析

塔状岩体是中国西南灰岩山区常见的地质灾害隐患.这类岩体点多面广,破坏频率极高,诱发因素甚多.以甑子岩危岩体为例,基于影像资料,详细剖析了塔状岩体的崩塌失稳过程,重点对其失稳过程中的运动特征开展了研究.认为甑子岩危岩失稳可分为启动、加速、碰撞3个运动阶段,塔状岩体的破坏从底部开始,在上覆岩体下坠过程中,呈现出由下至上、裂缝扩展、破坏传递、空中崩解的特点.研究发现甑子岩塔状岩体的加速度曲线在下降阶段表现出类似缓冲现象的连续负向波动,且不同位置测点的运动特征曲线具有显著的时效差异性,表明塔状岩体在失稳下坠过程中同步发生着破裂、碰撞、解体等变化.     

滇中林柱状旅游地质景观赏析

滇中林柱状旅游地质景观是造型奇异、极具旅游吸引力的高品级旅游景观,具有极高的旅游价值。滇中林柱状旅游地质景观已开发成旅游胜地,是地质资源旅游资源化的范例。从旅游角度探讨林柱状旅游地质景观的赏析,以期进一步开展旅游地质景观的深层次研究。     

福建镇海一带玄武岩柱状节理的动力学研究：兼论柱状节理的成因

根据流体动力学和自组织理论,研究了玄武岩柱状节理形成的动力学特征,并应用福建镇海一带玄武岩平均化学成分,估算出动力学方程中所涉及的参数,求出了断面直径与节理柱体长度之间的函数关系,并用数值计算方法,求出了R_a,d和L的值,其结果与该地区的地质实际基本吻合,最后探讨了柱状节理的成因机理,并把柱状节理的形成过程划分为两个阶段:(1)热耗散-对流阶段,(2)冷却-收缩阶段。     

塔柱状岩体崩塌灾害研究现状

通过系统梳理国内外塔柱状岩体崩塌的相关研究资料,对长江经济带及其周边地区塔柱状岩体形成与稳定性影响因素、崩塌失稳模式以及损伤理论应用3个方面进行总结论述,并据此对塔柱状岩体崩塌灾害的发展趋势与问题热点进行了探讨,为长江经济带下一阶段的地质调查与研究提供理论准备与参考。      

岩石中柱状装药爆炸能量分布

岩石中装药爆炸产生的爆破能量可分为爆炸冲击波能量和爆生气体膨胀能量。对爆炸能量分布的理论分析有助于改善爆破效果,提高爆破质量。在柱状耦合装药情况下,分析了冲击波作用下岩石变形和破坏的特点、爆生气体对爆腔的扩腔作用,考虑了在岩体的损伤情况下爆生气体对裂纹的驱裂作用。计算结果表明：埋深在临界深度以下时,岩石中柱状装药爆破冲击波做功消耗的能量约占爆炸总能量的40 %,剩余爆生气体能量中用于扩腔和扩展主要裂隙的能量约占总能量的23 %,剩余大约37 %的能量中有小部分能量用于新增裂纹数目,而大部分损失掉了。     

Recent development in stratigraphic forward modelling and its application in petroleum exploration

In order to better predict the geometry and spatial distribution of reservoir facies and permeability barriers, it is critical to understand stratigraphic geometries and architecture at all scales within a basin. Stratigraphic forward modelling (SFM) allows geologists to forward project the deposition and evolution of sedimentary facies within a stratigraphic framework with given prior boundary conditions. The method can approximate depositional processes while taking into consideration a range of factors that affect basin evolution and sedimentation. This paper presents an overview of recent developments in stratigraphic forward models that are currently available and have been successfully employed in simulating stratigraphic development, including geometric models, diffusion models, Fuzzy Logic models and hydraulic models. In addition, the paper discusses SFM used in the simulation of the behaviour of natural sedimentary systems and verification of the potential for hydrocarbon entrapment and accumulation in a basin using an example from the Ordos Basin, western China.     

沉积波动过程分析在地层层序分析中的应用--以塔里木盆地为例

沉积波动过程是地壳波状运动的具体表现,它是各种天文因素、地质因素共同作用的结果,沉积波动过程的时空演化控制着地层层序的时空展布特点。在介绍沉积波动过程分析概念、技术思路、工作方法的基础上,利用沉积波动曲线在剖面上的预测功能及对沉积－剥蚀过程起止时间、不整合的研究成果,分析了塔里木盆地震旦系至第四系各主要构造层的地层展布特征,并对其形成过程及成因进行了分析,在理论和方法研究方面,试图将沉积波动特征的研究与层序地层学的研究结合起来,提出了地层格架－沉积波动特征连井对比图的概念和编制方法,该类图件能直观地反映多期不整合的存在及不整合间断的时间,并能直观地反映各层序的时空分布,而且能够解释地层格架的形成过程,进而进行成因分析,是沉积波动过程分析方法与层序地层学结合的一种具体、有益的偿试。     

南秦岭旬阳北部泥盆纪地层格架与盆地演化

运用层序地层学、盆地分析及构造地质的新理论新方法，对旬阳北部泥盆纪岩层序列进行了地层格架调查及盆地褶皱造山前岩层序列构造变形样式、变形变质特征和成矿作用观察研究认为：位于扬子板块北部被动大陆边缘的沉积盆地，主要受区域伸展链锁断层系及间歇性累进式上升的相对海平面变化等因素影响，基本连续发生了不同沉积体系的堆积和南北向与东西向相互交替、此长彼消有规律的岩相变化；伴随盆地伸展沉陷，岩层序列发生了由成岩作用、埋深变质作用到水平分层剪切及固态流变等连续发展、递进变化一系列相互联系动态发展的地质构造作用和成矿作用。     

杭州城市第四系三维地质结构模型建立中的孔间地层对比方法分析

构建地质结构模型是正在开展的杭州城市地质调查工作的主要内容之一,精确模型的建立基于孔间地层的精确对比。因此,确定适合该地区的地层对比方法成为一个非常重要的课题。笔者对传统对比方法及1:25万杭州市幅第四纪地层高精度对比方法进行了分析,根据高分辨率层序地层学理论和对比准则,结合杭嘉湖平原位处河口地区的沉积特点,拟定了适合杭州第四系钻孔间地(岩)层对比的新方法。     

区域矿床成矿谱系的概念、内涵及其应用

谱系学是一种方法论，原义是指分析关于家族世系、血统关系和重要人物事迹的方法，它有助于辨明人物的身份、认识事物的特征和理解事物的起源及其演变过程。研究者将其应用到自然科学领域，提出了区域矿床成矿谱系（简称“区域成矿谱系”）的概念，揭示出一定区域内地质历史发展过程中成矿作用的演化轨迹及其时空结构。地质历史跟人类历史一样是连续演化的，尽管有时缺失记录，但每一个特定空间范围内，成矿作用也是必然在发生的，只是其成矿的效果带有极大的偶然性，究竟形成的是什么矿种、什么类型、多大规模的矿床等，都取决于该空间范围内不同历史时期的成矿作用及其发育程度。区域成矿谱系相当于成矿作用的“家谱”，即以图谱的方式记录一定时空范围内的成矿作用及其演化轨迹。此概念是在区域成矿规律研究的基础上结合矿床的成矿系列理论新进展而提出来的，不仅充实了矿床的成矿系列理论，并且更形象地表达了矿床成矿系列的时间顺序和空间定位规律，有助于阐述区域成矿作用与地质构造环境之间的关系及其发生、发展的过程。由区域成矿谱系进一步提出“全位成矿，缺位找矿”的理念，至今已经20年了，其已在实践中得到了检验和发展，并在指导找矿的过程中发挥了积极作用。     

济阳坳陷不同序级不整合构造特征与地层油藏

针对地层油藏成藏复杂,预测难度大等问题,从地层油藏构造特征分析出发,探讨了不整合构造与陆相断陷盆地地层油藏的关系。提出了不同序级不整合地层油藏的6种成藏模式,建立了不整合构造与地层圈闭类型、成藏模式的关系特征,提出了不整合结构与构造形态是影响不同序级地层油藏的主要控制因素。     

阴极发光在古生物地层工作中的应用

作者应用阴极发光对碳酸盐地层的划分和对比进行探索,结果表明：同一构造单元、同一沉积盆地中,时代相同的地层,阴极发光特征相似,可以运用阴极发光进行地层对比,而在不同构造带中,尽管碳酸盐地层时代相同,但阴极发光却不相同,不能用阴极发光进行对比。反之,已知时代相同,阴极发光却不相同的碳酸盐地层,可推断它们处于不同的构造环境之中。     

对比确定地层界线的一个新方法

对比确定地层界线是地质研究中的一项基础工作。本文基于已知标准剖面与待对比剖面的地层岩性序列结构，运用句法模式识别技术，提出了一个确定标准剖面中某地层界线在待对比剖面中的位置的新方法。该方法亦可用于两剖面岩性段之间的相似性的对比。     

热水沉积过程混沌序列弱信号的提取

运用地层垒积序列的概念和Logistic混沌序列叠加过程分解模型, 对岩比参数序列中的弱信号进行提取, 进一步研究热水沉积作用强度演化的定量特征, 为对热水沉积盆地古地理环境进行三维动态模拟奠定了基础.      

福建省地层多重划分,对比研究（续）

福建省地层多重划分、对比研究（续）李兼海，王国平，郑铁藩，梁诗经（福建省区域地质调查队，三明，３６５００１）３晚三叠世一新第三纪印支运动后，福建地壳发生了重大变革，全境由海转变成陆地。晚三叠世一中佛罗世，除闽西南局部地区有海湾泻湖相沉积外，皆为河流一...