煤矿采空区的地震动力灾变及安全防控的研究进展与挑战

针对煤矿采空区的地震安全及矿区地下结构抗震研究不足的问题,通过分析国内外专家学者对地下结构的地震动力灾变与防控的相关研究成果,分别从煤矿采空区灾害的特征与形成原因、煤矿采空区动力灾害研究的紧迫性与严峻性、地下结构抗震研究领域的已有优秀研究成果以及煤矿采空区地震动力灾变研究的不足及发展趋势等方面进行了分析探讨,在分析地下结构抗震研究成果的基础上指出了煤矿采动区地震动力灾变与安全防控迫切需要解决的问题,系统凝练了地震作用下煤矿采空区及地下结构的地震损伤力学机制与灾变控制的核心学术问题,初步揭示了煤矿采空区的地震动力响应、煤矿地下结构的地震破坏模式迫切需要解决的技术难题,为煤矿采空区的地震动力稳定性及煤矿采空区地下结构的地震灾变防控提供参考和借鉴意义。     

煤矿采动与地震联合作用下建筑物损伤演化致灾分析

针对煤矿采动区建筑物的地震损伤演化过程尚不明晰的问题,考虑到煤矿采动与地震联合成灾机制的复杂性,基于损伤力学理论,采用地震工程学和开采学理论,建立煤矿采动损害影响下的建筑物动力损伤判据,探讨煤矿采动与地震联合作用下建筑物损伤演化灾变过程,通过有限数值计算分析煤矿采动建筑物地震动力破坏的损伤成灾机制。结果表明:"联合作用"能够更好的描述煤矿采动与地震对建筑的破坏作用,煤矿采动损害影响下建筑物的次生损伤与其应力成反比,煤矿采动加剧了建筑的地震动力响应,所产生的次生损伤不断发展演化,导致建筑物的薄弱层位置形成塑性铰,严重削弱了建筑物的抗震性能。     

土—结构相互作用对煤矿采动损伤建筑的抗震性能影响分析

为了探讨土—结构相互作用对煤矿采动损伤建筑地震动力破坏的影响,基于损伤力学和能量耗散理论,研究采动区土—基础—上部结构的协同作用,通过建立考虑土—结构相互作用的煤矿采动损伤建筑的动力学方程,重点分析了煤矿采动损害影响下的建筑物地震动力灾变演化过程。计算结果表明:土—结构的相互作用对煤矿采动建筑的地震动力响应影响较大,不考虑土—结构相互作用是偏于安全的;煤矿采动作用明显改变了建筑物的结构动力特性,建筑结构的薄弱层位置改变明显、塑性铰和层损伤分布规律发生改变,严重降低了建筑物的抗震性能,对于煤矿采动区建筑应当开展安全损伤评估工作,以保证矿区工程建设的安全性和可靠性。     

煤矿采空区地震安全防护的若干问题

针对煤矿采空区地下岩体结构的地震安全防护不足的问题,分别从煤矿采空区灾害的特征与危害、煤矿采空区的形成与基本特点及煤矿采空区失稳破坏的基本模式等方面深入研究煤矿采空区场地可能导致的次生灾害。通过分析煤矿采空区地下岩体结构地震灾变的相关研究成果,总结煤矿采空区地震安全防护所涉及的关键安全问题,揭示地震作用下煤矿采空区的场地稳定性与地下岩体结构安全防护迫切需要解决的技术难题,为采煤沉陷区工程建设及地震安全防护提供参考。     

地震和煤矿采动耦合作用下露天矿边坡及采空区稳定性研究

为了探讨地震和煤矿采动耦合作用下的露天矿边坡及采空区的稳定性,以辽宁排山楼金矿露天转井工开采为研究对象,基于FLAC3D有限元分析平台,采用强度折减法研究了未进行煤炭开采时和煤矿采动单独作用下露天矿边坡的安全系数,重点探讨了煤矿采动和地震耦合作用下露天矿边坡及采空区应力场、位移场及塑性区的分布规律。结果表明:未经采动时,露天矿边坡的安全系数为1.21,边坡处于稳定状态;煤矿采动后露天矿边坡安全系数降为1.12,仍处于稳定状态,单独的煤矿采动作用不会导致露天矿边坡失稳;在地震和煤矿采动耦合作用下,露天矿边坡坡体内出现了较大的拉应力,采空区顶板出现冒落现象,底板出现底鼓现象;在地震和采动耦合作用下,边坡将出现失稳破坏,破坏形式主要为采动区顶板的大面积冒落和边坡的崩塌。     

采动区建筑物抗震、抗变形双重保护作用机理分析

采动区建筑物保护是一个涉及采矿工程、结构工程、防灾减灾工程等多学科的综合性、交叉性问题,采动区建筑物的变形损坏是由于采空区上的土层变形与建筑的基础变形不协调,从而产生附加应力而引起的建筑物倾斜、出现裂缝等一系列问题。由于受到采动区地质条件的物理力学的性质以及煤炭的开采方法、开采面积等开采因素的影响,加之建筑物的结构型式、结构的强度刚度、基础的稳定性、地基的承载能力以及建筑物在采动区的位置等因素的存在,很难按照经典的数学模型和力学计算理论进行统一度量并加以分析研究。本文采用AN SY S有限元结构分析软件,对采动区地震和开采沉陷变形对建筑物的耦合作用机理进行分析,将采动区建筑物抗震设计和开采沉陷的抗变形设计结合起来进行分析研究,提出了采动区建筑物抗震抗变形双重保护的具体措施,发展和补充了采动区建筑结构抗震抗变形控制理论,不仅能够合理地解决地上建筑物保护与地下开采的矛盾,同时也为采动区已有建筑的加固防护、减少采动区建筑物的损害破坏以及新建建筑的结构设计提供理论依据和技术支持。     

福建水口库区地震活动及其动力成因分析

根据水库蓄水后地震活动的时间分布特征,将水库诱发地震分为三个阶段,通过对三个阶段地震活动的震中分布、震源深度、震源机制解等活动特征进行分析,同时考证震中区历史上曾发生过的强烈有感地震,得出以下认识:①库区三个阶段地震动力成因各不相同,第一阶段主要是水库蓄水引发的初始应力释放,第二阶段地震动力来自东南方向,第三阶段地震动力来自西北方向。②水库诱发地震震中区历史上曾发生过强烈有感地震,震中区将成为区域构造应力场调整释放的"窗口",因此应加强水口库区的地震监测与防御。③在讨论福建地区地震动力成因时,不能只强调来自台湾岛弧碰撞对福建地区地震的控制作用,而忽略来自喜马拉雅碰撞带对福建地区的作用力。     

地震作用下煤矿开采损伤建筑的能量耗散演化致灾分析

基于耗散结构理论,从能量理论角度对煤矿开采区建筑物的动力破坏过程进行了系统的定量分析。提出了建筑物能量耗散的理论判据,研究了地震作用下煤矿开采区建筑的损伤演化灾变过程。根据结构动力学理论,建立了煤矿开采区建筑物在地震作用下的能量演化平衡方程,定量分析了地震作用下煤矿开采区建筑物系统中耗散能量的变化过程。结果表明:在开采沉陷和地震联合作用下,建筑物与外界产生更多的有害的能量交换,进而产生更多的塑性损伤变形,结构阻尼耗能降低;根据建筑物能量耗散演化趋势应建立合适的抗开采沉陷变形隔震保护新体系,为我国矿区建筑物保护提供借鉴意义。     

地下结构抗震理论分析与试验研究的发展展望

目前我国在地下结构抗震分析与破坏灾变机理研究中尚存在诸多问题需要解决,在分析总结我国地下结构抗震理论与试验研究的基础上,重点阐述了需要进一步深入研究的六个关键问题:地下结构振动模型试验研究技术,土体非线性动力本构模型,高轴压的地下结构承重构件地震破坏机理,非一致波动输入及非一致波动输入下地下结构的地震反应,饱和砂土液化大变形理论及本构模型,大型三维非线性土-结构动力相互作用分析模型。这些问题的研究和解决对于完善地下结构抗震理论分析方法与试验研究技术,获得大型地下结构在地震作用下的反应规律与破坏灾变机理具有重要的科学意义和工程应用价值。     

玉树地震地表破裂对建筑物影响的分析

本文首先以玉树县结古镇、隆宝镇沿破裂带追索等调查资料为例,详细介绍了该地区地震破裂带附近的典型建(构)筑物灾害事例,然后结合既往有关的科研成果和关于汶川地震地表破裂的研究成果,根据地表破裂的特征和建(构)筑物震害性质,对考察现象进行了分析和讨论,探索提出了玉树地震地表破裂宽度和建(构)筑物震害指数的相关性和基本特点,为今后该地区的抗震防灾提供参考。     

东、南洞庭湖的径流、泥沙特征及冲淤规律

通过实地调查并对1957年以来水文、泥沙观测资料做系统分析和计算,探讨东、南洞庭湖出、入湖水量、沙量的年际和年内变化特征,以及长江下荆江段裁弯对湖区径流和泥沙的影响。提出了湖区泥沙汛淤枯冲的变化规律及水位升降与湖区泥沙冲淤的关系;论证了丰、平、枯年湖区淤积严重,面积日益缩小对径流的调节作用正在减弱。     

石油双机(有机+无机)混合成因的研究与探索

石油与天然气的成因问题关系到我国乃至世界各国能源结构的配置及其能源在社会与经济发展中的地位和导向.自从17世纪展开对石油的有机与无机成因的争论以来,至今已有约300~400年的历史.尽管有机成因论占据了统治地位,但是无机成因论亦不断地在兴起!通过对这二者的理解和研究,从理论上讲他们都具有一定的物质基础和论据.基于对国内、外一些特异油田的生储环境,原油中所富含的微量金属元素的聚集与散失,某些油田中并未找到卟啉分子这样的生物标志物,碳、氢、氧化学合成实验等方面取得了一定的成效,故全盘否定无机生油的论点和论据确尚感为时过早或欠妥!显然,在以有机物成油为主体的前提下,无机物亦可生成部分石油,并通过运移、渗透到各油田的储集层中应是完全可能的.基于这样的分析、研究和探索,现提出石油的双机(a有机+b无机)混合成因的新理念.诚希能在今后的石油工业发展中,从理论、技术、实验和实践中强化对双机混合成因新理念的深化研究与探索,以达深切理解和扩展石油生、储空间环境等是不无裨益的!     

南极大陆及其周缘海域重、磁异常特征及区域构造分析

许多国家和组织在南极地区开展了大量的重、磁调查工作,并依据调查成果开展了区域地质构造等相关学科的研究,而中国此方面调查和研究工作很少.本文收集了南极地区最新的重、磁异常数据,首次对其进行了重、磁异常对应分析处理,详细描述了重、磁异常特征及对应分析特征.在此基础上,对区域构造进行了初步分析和解释,指出了东南极克拉通存在东、西深部构造差异,并对几个深大断裂进行了划分,探讨了东南极太古宙陆核的分布,对西南极及其周缘海域岩浆岩分布进行了初步划分.     

Correlation of foreshocks and aftershocks and asperities

A close correlation in spatial distribution of local seismic activity and energy release patterns before and after the 1979 Petatlan, Mexico earthquake suggests heterogeneity within the fault plane of this major low-angle thrust event associated with subduction along the Middle America Trench. A simple two-asperity model is proposed to account for the complexity. Foreshocks and aftershocks of the neighboring 1981 Playa Azul earthquake showed a similar pattern. As both events occurred at the junction of the Orozco Fracture Zone and the Middle America Trench, we speculate that the observed complex fault plane is caused by subduction of the rugged ocean floor of the Orozco Fracture Zone. Short-term precursory seismicity prior to the Petatlan earthquake can be explained by using the asperity model and migration of a slip front from the south-east to the north-west across the main shock source region.     

Temporal variations and scaling of streamflow and baseflow and their nitrate-nitrogen concentrations and loads

The patterns of temporal variations of precipitation (P), streamflow (SF) and baseflow (BF) as well as their nitrate-nitrogen (nitrate) concentrations (C) and loads (L) from a long-term record (28 years) in the Raccoon River, Iowa, were analyzed using variogram and spectral analyses. The daily P is random but scaling may exist in the daily SF and BF with a possible break point in the scaling at about 18 days and 45 days, respectively. The nitrate concentrations and loads are shown to have a half-year cycle while daily P, SF, and BF have a one-year cycle. Furthermore, there may be a low-frequency cycle of 6–8 years in C. The power spectra of C and L in both SF and BF exhibit fractal 1/f scaling with two characteristic frequencies of half-year and one-year, and are fitted well with the spectrum of the gamma distribution. The nitrate input to SF and BF at the Raccoon watershed seems likely to be a white noise process superimposed on another process with a half-year and one-year cycle.     

福建沿海、台湾海峡GPS观测分析及地球动力学特征研究

利用 3期GPS联测结果所获得的福建沿海地壳水平运动信息 ,采用ITRF94全球框架为基础的GPS测站地壳运动模型及其处理软件 ,对所获得的观测数据进行处理和精度分析。得到福建省高精度的GPS测站大地坐标、边长及其位移矢量 ,其精度达到 1 7×10 - 8。计算了福建地壳运动速率、主应变率 ,东西与南北向线应变率、面应变率、剪应变率、大地转动率和最大剪应变率等值线并给出了它们的分布图象。根据多年形变和现今GPS观测资料 ,分析福建地壳垂直运动与水平运动 ,显示区域应力场优势分布特征。最后 ,对福建沿海及台湾海峡地壳动力学特征作了初步的探讨     

套损检测新技术

介绍了套损检测的紧迫性和油田开发中的重要意义,从声波、井径、光学、电磁等方面论说了当前世界上如斯伦贝谢、哈利伯顿、阿特拉斯、松旦克斯及俄罗斯地球物理等公司研制的具有特色套损检测先进仪器,详细介绍了各种仪器原理、特点和技术指标,各种检测仪国内油田基本上有应用,而且引进了部分仪器.     

Magnetic anisotropy of HED and Martian meteorites and implications for the crust of Vesta and Mars

We investigate the petrofabric of crustal rocks from Mars and Vesta through the measurement of the anisotropy of the magnetic susceptibility (AMS) of achondrites. Previous data are integrated with new measurements to obtain a dataset that provide macroscopic information about the magnetic fabric of 41 meteorites of the howardite–eucrite–diogenite clan (HED, falls only) and 16 Martian meteorites. The interpretation takes into account the large contribution of paramagnetism to the magnetic susceptibility of these meteorites. We use a model that allows the computation of the anisotropy degree of the population of ferromagnetic grains and provides a quantitative proxy for the degree of shape preferential orientation of these grains in HED and Martian meteorites. The results also provide quantitative information about the shape of the magnetic fabric (prolate, oblate).In HED achondrites, the ductile FeNi grains are sensitive strain recorders and our magnetic fabric data provide the first quantitative insights to the strain history of the crustal rocks of Vesta. Most HED achondrites are breccias but display a strong and spatially coherent magnetic anisotropy, indicating that intense deformation of FeNi grains took place after brecciation. The average fabric of eucrites, howardites is oblate (i.e. the texture is foliated) whereas the fabric of diogenites is more neutral. The howardite results suggest the existence of an isotropic fraction of ferromagnetic minerals that can be ascribed to the presence of carbonaceous chondrite clasts that have preserved their original magnetic fabric. In this hypothesis, howardites have an intensity of petrofabric very similar to eucrites and diogenites. Thermal metamorphism (itself possibly impact-related) plus lithostatic compaction occurring after brecciation appears as the best candidate to explain the observed petrofabric in eucrites and diogenites, whereas compaction by hypervelocity impacts may be reponsible for the fabric of howardites.Martian meteorites may still possess their primary magmatic fabric. Among Martian meteorites, basaltic shergottites and nakhlites display an oblate fabric (foliated texture) with only limited variations among each group. Olivine–phyric shergottites have a neutral fabric that points to a different petrogenesis. Nakhlites have weaker fabric intensity than shergottites. The fabric intensity is comparable to what is classically observed in terrestrial volcanic and plutonic rocks.     

浅析搜救犬注意力的分类及培养

搜救犬目前在地震应急救援中发挥着突出作用。本文旨通过提出搜救犬注意力概念,并对犬的注意力进行分类。通过对搜救犬有意注意和无意注意的实践性阐述,提出搜救犬的注意力在工作中的重要性,并提出切实可行的训练和实践方法。     

"地震科技信息网站"的建设与发展

1我国地震信息网站建设概况 2004年初,中国地震局地震信息中心对我国网站进行了普查,据初步统计,目前,国内约有229家地震网站,其中200家网站保持正常运转状态,网站分布全国各地,小到区、县及学校社区,大多数以普及地震知识为主.地震信息网站建设中存在的主要问题有: