盾构气压开舱条件下的泥膜闭气失效理论研究

近年来,泥水盾构工法在越江跨海隧道中被广泛应用,在泥水盾构施工过程中,带压开舱始终是一个高风险、高难度技术环节。盾构带压开舱能否成功的关键在于泥膜的闭气性能。然而,一直以来泥膜闭气破坏机制、闭气时间及其影响因素从理论上较少探讨。对此,首先考虑了气体对泥膜中孔隙水的驱替作用,建立了泥膜压气从渗流启动-击穿渗透带的多相流模型,提出了泥膜压气渗水量和闭气时间评估方法;然后开展了室内渗透柱泥膜压气破坏试验,验证了所提出理论方法的适用性;最后探讨了气压、地层参数、泥膜厚度、泥浆剪切强度等参数对闭气时间的影响规律,揭示了盾构带压开舱以“泥皮为主、渗透带为辅”的闭气作用。研究成果对泥水盾构带压开舱的安全保障有一定的借鉴意义。     

辽河滩海地区油气藏断压控藏特征及勘探意义

辽河滩海地区是典型的中—新生代陆相断陷盆地,构造上具有东西分带、南北分区的特点,不同构造带油气运聚成藏及分布都与温压场特征密切相关。运用整体、耦合的观点和地温-地压系统理论,在详细分析对比东部凹陷和西部凹陷温压场分布特征的基础上,发现辽河滩海地区主要发育单一型、低压型和高压型3种地温-地压系统。其中:西部凹陷西部斜坡带发育单一型地温-地压系统,笔架岭构造带发育低压型地温-地压系统;东部凹陷海南月东地区和太葵地区则普遍发育高压型复式地温-地压系统。同时,对比分析东、西部各构造带油气藏的形成与分布特征,不同类型地温-地压系统与断裂配置表明辽河滩海地区为明显的断压控藏特征:西部斜坡带主要为单一型和低压型断压控藏;东部斜坡带则主要为高压型断压控藏。     

显生宙褶皱带地壳变形的构造相分析

构造相分析是研究地壳变形的一个新方法.构造相是根据岩石构造共生组合特征划分的系列.显生宙褶皱带地壳可以根据不同深度上岩石的流变性质和所处的温压条件分为浅变带、中变带和深变带,它们各有其特征性的构造共生组合和变形形式,可以进一步划分成十个构造相.这是岩石变形的一个连续演化系列.构造相由地壳内温压条件和岩石性质决定,时间演化上是连接的,动力学上是相互联系的.构造相分析方法的应用可以定量描述构造和比较显生宙褶皱带的地壳变形程度.     

峻德煤矿296工作面回风巷冲击地压事故的成因及防治

根据峻德地质条件和296工作面回风巷发生冲击地压事故的调查分析,建立了该巷道发生冲击地压的力学模型,分析了产生冲击地压的影响因素及其作用规律。并根据冲击地压发生机理及实现条件,提出了切实可行的预防冲击地压的措施。     

商南—商城断裂带中段大型韧性走滑前切带研究

商南－商城断裂带中段的韧性剪切带是由多条糜棱岩带及其所夹的变质岩块体组成的大型韧性剪切带。它是以简单剪切为主要变形机制的、于绿片岩相温压条件下形成的韧性剪切带。剪切带糜棱岩的塑性和恢复重结晶作用强烈。     

潜江凹陷潜江组地温-地压系统特征及其与油气成藏关系

基于200余口钻井的实测地温、地压及声波测井等资料,利用地温-地压系统原理,剖析了潜江凹陷潜江组的地温场、压力场及温压系统特征,并从油气生成、保存及分布角度探讨了温压系统与油气成藏的关系.研究表明:蚌湖和周矶向斜带具有较高的地温梯度,有利于潜江组烃源岩成熟生烃.潜江组砂岩今地层压力多为常压,深部泥岩欠压实发育,强化了深部泥岩的封闭作用.潜江组纵向发育静压型和高压型两类地温-地压系统,其中静压型主要发育于潜北陡坡带、东部斜坡带和西部斜坡带,以自生自储型油气藏为主;高压型发育于蚌湖和周矶向斜带,油气藏集中分布在深层超压体系顶部和浅层常压体系内部.平面上可划分为常温高压、低温高压、高温常压、常温常压、低温常压、高温低压、常温低压和低温低压8个分区,油气多分布于常温常压区.      

拉萨地块松多高压变质带不同类型榴辉岩的变质演化过程及其限定方法探讨

拉萨地块中东部松多高压变质带是揭示拉萨地体形成与演化过程的重要研究对象。松多变质带记录了古特提斯洋的俯冲和闭合过程。前人对松多地区出露的榴辉岩及围岩开展了大量的岩石学工作,但变质峰期温压条件没有得到很好的限定,温压分布范围较广,且变质演化过程仍存争议。笔者等总结了松多变质带不同地区榴辉岩的岩石学和矿物学特征,汇总了不同计算方法得到的温压条件。通过对比发现,松多高压变质带内榴辉岩的峰期温压条件处于465~880℃,2.5~3.9 GPa的范围,其宽泛的峰期温压条件是由于不同计算方法和折返机制造成的。与传统矿物对温压计相比,变质相平衡模拟方法更适合低温榴辉岩的峰期温压条件及变质过程的限定。     

拉萨地块松多高压变质带不同类型榴辉岩的变质演化过程及其限定方法探讨

拉萨地块中东部松多高压变质带是揭示拉萨地体形成与演化过程的重要研究对象。松多变质带记录了古特提斯洋的俯冲和闭合过程。前人对松多地区出露的榴辉岩及围岩开展了大量的岩石学工作,但变质峰期温压条件没有得到很好的限定,温压分布范围较广,且变质演化过程仍存争议。笔者等总结了松多变质带不同地区榴辉岩的岩石学和矿物学特征,汇总了不同计算方法得到的温压条件。通过对比发现,松多高压变质带内榴辉岩的峰期温压条件处于465~880℃,2.5~3.9 GPa的范围,其宽泛的峰期温压条件是由于不同计算方法和折返机制造成的。与传统矿物对温压计相比,变质相平衡模拟方法更适合低温榴辉岩的峰期温压条件及变质过程的限定。     

内蒙古乌拉山地区变质作用演化及其动力学研究

研究区经历了麻粒岩相变质作用,并可划分为初期、主期、峰期和晚期四个变质阶段。各变质阶段具有特定的矿物组合、变质反应、温压条件和流体特征。变质泥质岩和变质基性岩具有一致的变质演化特点和相对应的标志。高密度的CO_2流体占主导和低H_2O逸度是麻粒岩相变质流体的特点。变质作用演化的P-T-t轨迹与变质流体的演化特点是一致的,具有典型造山带型变质作用演化特征。反映了变质作用与地壳演化的关系及其动力学机制。     

拉萨地体东南部变质岩的成因与中-新生代造山作用

本文对青藏高原拉萨地体东南部林芝地区分布的变质岩进行了岩石学和年代学研究,结果表明这套岩石在中-新生代经历三期变质作用,形成了三个变质带,它们是:(1)米林变质带,经历了高温中压麻粒岩相峰期变质作用和角闪岩相退变质作用,峰期麻粒岩相的变质作用温、压条件为830～900℃和0.9～1.3GPa,变质时代为90～80Ma的晚白垩世;(2)八一变质带,经历了低压角闪岩相变质作用,变质作用温、压条件为625～679℃,0.4～0.55GPa,变质作用时间为55～50Ma的始新世;(3)布久变质带,经历中压角闪岩相变质作用,变质作用温、压条件为615～663℃和0.5～0.8GPa,变质作用时间为32～26Ma的渐新世。研究表明,拉萨地体东南部的中高级变质岩系的原岩主要由形成在晚古生代的沉积岩和古生代-新生代的岩浆岩组成,变质沉积岩的物质源区具有格林威尔和泛非造山作用的构造热事件记录,表明拉萨地体具有冈瓦纳大陆的构造亲缘性。我们认为,拉萨地体东南部的晚白垩世高温中压变质作用发生在新特提斯大洋岩石圈向拉萨地体之下俯冲所导致的安第斯型造山作用过程中,始新世的低压角闪岩相变质作用发生在印度与欧亚碰撞和深俯冲的新特提斯洋壳断离过程中,而渐新世的中压角闪岩相变质作用发生在印度大陆向欧亚大陆之下的持续俯冲,地壳加厚过程中。因此,拉萨地体东南部的高级变质岩揭示了俯冲/碰撞复合造山带上盘中、下地壳的组成与构造演化历史。     

韧性剪切带中含金石英脉的就位机制

本文以韧性剪切带中含金石英脉的地质特征分析为基础。重点讨论:a.绿片岩相—低角闪岩相环境中的韧性剪切带内,变形岩石的韧—脆性转变既受温度、压力条件控制,又受高压流体相的广泛介入影响。对于多阶段金矿化过程,流体相的存在对岩石力学性质的转变具有更重要的意义;b.Roberts(1987)论述的含矿Riedal裂隙系(D、P、R、R′和T、P′)中不同类型裂隙内含金石英脉的就位机制有很大的差异;c.Ramsay的破裂—愈合机制可以很好地解释沿R、R′、T和某些沿D、P就位的含金石英脉的形成;d.本文作者提出液压扩容破裂机制是沿D、P方向就位的某些含金石英脉的重要就位过程。     

松辽盆地东北隆起区砂岩型铀矿成矿条件分析

运用水成矿理论,对松辽盆地东北隆起区砂岩型铀矿成矿的铀源、构造、沉积、水文地质、古气候等条件进行了分析,认为该区具有良好的砂岩型铀矿成矿地质条件.具体表现在区内存在受构造运动影响地层隆起遭受剥蚀的构造天窗,在盆地边缘发育向南西倾斜的斜坡带;有利铀成矿的河流相、三角洲相砂体发育;泥岩-砂岩-泥岩结构层发育良好,有含水透水层和隔水层;补-径-排机制较完善,水动力条件较好,具有渗入型自流水盆地特征.该区具有良好的勘探前景.     

韧性剪切带中的有限应变和增量应变组构

长英质韧性带中组构的形成机制超出了其狭窄的变形条件范围而显著地变化。低绿片岩相岩石中狭窄的半脆性糜棱岩和超糜棱岩带在岩石露头上显示出与叶理相关的单一有限应变,而在露头上则可显示出增量应变。较宽的两种叶理(S-C)糜棱岩带则更典型地被发现在中等绿片岩相到低角闪岩相岩石中。动态重结晶矿物相的粒度和结晶强度的不同及正、逆反应的产物在判定组构发育类型时是至关重要的。未变的长石在低绿片岩相条件下较石英要强硬,同时常有石英充填在其张性裂隙中,显示出重要的局部矿物转变。压溶表面更加难以被察觉,但可以表现为波状的富云母带。裂隙中细脉里定向纤维质生长可能表明晶格优选方位(LPO)的程度极高,在其     

西藏同卡地区高压麻粒岩的发现、PT轨迹及其大地构造意义

在班公湖-怒江缝合带的同卡地区发现了高压麻粒岩,它经历了至少两期变质作用,即高压麻粒岩相和退变质角闪岩相变质作用。峰期高压麻粒岩相矿物组合为:石榴石-单斜辉石-斜长石,退变质角闪岩相矿物组合:角闪石-斜长石。地质温压计的计算结果表明高压麻粒岩相的温压条件为600～750℃,11.0～13.0kb;退变质角闪岩相的温压条件为500～600℃,6.0kb左右,高压麻粒岩具有顺时针退变质的P-T轨迹特点。     

柴北缘超高压变质带都兰地区的构造演化历史——来自片麻岩独居石原位电子探针定年的证据

榴辉岩及其围岩的变质作用和年代学研究是揭示超高压变质地体形成机制及演化过程的关键,但是作为榴辉岩围岩的副片麻岩,由于其矿物组合相对简单,缺少指示温压条件的特征矿物,不容易将其岩石学特征与变质年龄相联系。本文对柴北缘超高压变质带都兰地区3个含石榴石副片麻岩样品进行了岩石学及独居石电子探针原位U-Th-Pb化学法定年研究,获得3个样品中独居石的表面年龄分别为433±15.4 Ma(8S01,沙柳河剖面)、440±11.2 Ma(8S55,都兰北带野马滩)和435±14.7 Ma(8S116,都兰南带)。其中沙柳河及都兰南带的两个样品年龄相似,与北带样品约有5 Ma的年龄差。3个测试样品中的独居石均表现为富集轻稀土元素,重稀土元素严重亏损,具有Eu的正异常,其中Eu/Eu^*与寄主岩石石榴石中Ca含量存在耦合关系。岩石学研究及温压条件计算表明独居石为角闪岩相退变过程中变质重结晶生长而成。都兰南带独居石样品测试点年龄介于440～430 Ma时具有较高的Y含量,且Y与Eu/Eu^*之间存在明显的负相关性,表明440～430 Ma之间都兰地区部分副片麻岩经历了角闪岩相退变质作用。     

大别山造山带的糜棱岩

变质作用是糜棱岩的主要形成机制和鉴别标志.大别山糜棱岩是在变质作用条件下形成的与断层(或剪切带)有关的岩石,可分为绿片岩相、角闪岩相、麻粒岩相和榴辉岩相糜棱岩.大别山糜棱岩的主要鉴别标志是相应变质相标志矿物的韧(塑)性变形或晶内变形,这与以往关于糜棱岩的定义有明显不同.大别山高压(超高压带内的各类糜棱岩的形成时代与同相...     

唐口煤矿3上煤层冲击地压形成机制及防治措施

通过对唐口煤矿地应力、3上煤层及顶板岩层冲击地压测试结果分析,认为3上煤层属强冲击倾向性煤层,3上煤层顶板属弱冲击倾向性岩层;在采深1000m条件下,随着地应力的增大,煤、岩层的冲击倾向性将会增大。因3上煤层为易碎煤,厚度较大,顶板弹性能易突然全部释放,形成冲击地压;3上煤顶板主要为中砂岩、细砂岩及泥岩,质地坚硬,在煤层开采过程中,煤壁附近出易现高应力集中带,在顶板中聚集的弹性能在自重力和采掘干扰下会突然释放,形成冲击地压。在生产过程中采取钻屑法、沿采煤工作面轨道顺槽安装顶板离层报警系统、合理开拓避免应力集中和叠加、对煤层进行注水,降低煤体弹性和强度、提高支护结构的承载能力等一系列措施,较好地预防了冲击地压的发生。     

冀北崇礼—赤城大断裂的多相逆冲——兼论内蒙地轴隆升的构造制约因素

阐述了内蒙地轴南缘崇礼—赤城东西向大断裂的多变形变质相构造岩带特征,确定并阐明了五台—吕梁期的角闪岩相韧性逆冲、海西晚期的绿片岩相脆—韧性逆冲及燕山早期的表层次脆性逆冲的多次逆冲运动。根据各期构造岩的变质温压条件,对北盘内蒙地轴在几次逆冲期的抬升幅度进行了分析,提出内蒙地轴是水平挤压体制控制下的隆起带。     

冲击地压的滑块模型研究

冲击地压具有典型的粘滑特性,用(Ruina,1983年)双状态变量模型(Two State Variable Model, TSVM)可以很好地模拟冲击地压的这一特性。在分析冲击地压系统的运动特性的基础上,根据冲击地压发生的力学和地质条件,研究了用双状态变量本构模型来模拟冲击地压的动力学和演化行为。分析表明：模型中参数K,β对冲击地压系统动力学行为和状态变量演化行为贡献较大,而系统动力学和演化行为对 , f初值的敏感性相对较低。模型模拟了冲击地压系统的粘滑特性和冲击地压系统的动力失稳过程,较好地解释了冲击地压发生机理,为冲击地压失稳破坏的预测预报提供了理论依据。     

软弱层带夹泥物理力学特征的仿真研究

软弱层带夹泥物理力学参数是评价岩体稳定性的基础。研究表明,在天然围压条件下,软弱层带夹泥的物理力学性质与其所承受的围压具有良好的相关性。因此,本文提出应用土工压缩定律及重力压密机制在室内对夹泥的物理力学特征进行仿真研究,并对仿真效果进行了评价。这为软弱层带夹泥物理力学参数的评价、预测提供了新的途径。