地下矿山裂隙岩体结构均质区三维划分方法研究

针对现有岩体结构均质区划分方法应用于地下矿山时存在细节辨识能力偏弱等问题,开展地下矿山岩体结构均质区三维精确划分方法研究。以广西铜坑矿锌多金属矿体3^#矿块为例,从岩体空间结构展布特性出发,构建由确定性与随机性结构面耦合的裂隙岩体三维模型;将岩体模型正交网格离散化,并选取模型网格子区的块体化程度值为均质区划分判据;利用K-means算法衡量不同数据源(网格)的相似性,结合误差平方和(SSE)度量聚类质量;最后重构三维岩体结构均质区,形成了一种地下矿山岩体结构均质区三维划分方法。研究成果表明:利用该方法能够从三维角度精确划分地下矿山岩体结构均质区,可为后续岩体质量评价及岩体离散元模拟的模型构建等工作提供有益参考。     

岩体结构均质区划分法的适用性研究

岩体结构均质区划分是结构面统计与建模的基础。实践中以主控要素作指标、以最优划法为依据,更易获客观真实划分结果。针对国内核废料处置库北山预选区岩体结构面,开展了测窗范围截取、取样偏差及块网变异修正前处理,编程实现了多种方法下的均质区划分,初步探究各法在北山的判别力、适用性、局限性。结果表明：针对北山预选区而言,关联系数法和Mahtab法适用性较弱,Miller法最强;而Miller法中又以“34格大面积块”的划分效果最佳。将此最优划法应用至北山芨芨槽块段,希望能给结构面网络建模及后续渗流计算提供有益参考。     

基于裂隙产状和迹长划分岩体统计均质区研究

岩体统计均质区的划分是岩体工程设计的首要步骤,因为不同的均质区内岩体的结构特性和力学特性都存在差异。大多研究考虑产状或者其他单一参数划分岩体统计均质区,却很少有人考虑多参数进行划分研究。考虑了裂隙产状、迹长两个参数,提出了一种划分裂隙岩体统计均质区的新方法,即基于秩和检验评价两个样本之间的相似性,从而实现对裂隙岩体统计均质区的划分。结合工程实例即云南省马吉水电站左岸坝肩某两高程4个平硐的岩体结构统计均质区划分,分析了多参数对裂隙岩体统计均质区划分的影响。研究结果表明：PD241和PD253、PD201和PD241分别划分为一个统计均质区,而PD201和PD251 以及PD251和PD253不具有统计相似性。考虑了产状和迹长因素对岩体统计均质区的影响,划分结果较Miller方法更加合理可靠。结合现场调查分析,新方法的结果更加吻合实际情况。     

岩体结构统计均质区的划分

本文介绍由Ｍｉｌｌｅｒ提出的基本概率统计理论的关联表分析，结合施密特投影图研究岩体统计均质区的划分方法。对该法进行了适当的修改，编写了相应的计算机程序。并对三峡永久船闸地区的岩体结构，进行了岩体结构统计均质区的划分，获得了良好的效果。     

宁杭高速公路东芦山超高边坡岩体特征分析

对东芦山的岩石成因、结构构造,以及物理力学性质等特征进行研究,指出该类岩石在变形特征上可视为均质弹 性各向同性体。依据边坡区岩体构造的基本特征、空间产状、原生结构面性质及分布规律,对东芦山边坡岩体工程地质岩 组和岩体结构类型进行划分。并在此基础上建立东芦山边坡岩体的地质模型。     

基于卡方检验法对长白山龙门峰裂隙岩体统计均质区划分

岩体统计均质区是裂隙岩体研究的一个重要内容,是三维裂隙网络等的基础研究范围。在列联表卡方检验基础上建立起考虑裂隙岩体迹长的方法用来划分岩体的统计均质区,即在统计均质区划分过程中考虑裂隙迹长的因素,通过列联表卡方检验建立两对比样本,计算对比样本各属性之间的实际频率,计算卡方值与临界卡方值。在判断样本之间是否具有统计相似性的基础上,建立了确定统计均质区的划分方法,使得裂隙岩体统计均质区划分更为全面与客观。     

土体结构系统层次划分及其意义

土体结构系统研究是一项综合性、跨学科、具有重要理论和实践意义的基础性工作,它在尺度上涵盖了从宏观土区到微观粒子的整个土体系统。本文依据土体性质随尺度变化的原则,将土体结构系统从宏观到微观划分为7个层次,对每个层次的含义、研究内容和研究方法作了阐述。在分析了土体结构系统层次划分的意义后,进一步介绍了土体结构系统研究中面临的几个重要课题。土体结构系统的层次划分厘清了土体工程性质研究中的一些模糊认识,使土力学和工程地质学紧密结合在一起,为全面系统地研究土体结构系统打下了坚实基础。     

河流储层建筑结构要素的定量识别——以胜坨油田二区沙二段3砂层组为例

针对地下河流相储层内部建筑结构分析难度大、非均质性突出的问题,在岩芯、露头、钻井、测井资料分析的基础上,以胜坨油田二区沙二段3砂层组（胜二区S32）辫状河沉积体为例,运用Miall的结构要素分析法,进行层次界面解剖、岩相类型和建筑结构要素的划分,提取相应测井曲线特征参数,建立有效的结构要素定量模糊识别模型,并编成软件,对研究区进行了实际资料处理,结果与地质专家解释结果相当吻合,最后建立了储层建筑结构展布模型,精细表征了砂体间的接触方式和连通程度,为进行精确的储层预测和剩余油挖潜提供了地质依据。     

综合指数法在河流相储层非均质性研究中的应用

在储层建筑结构划分、测井多参数处理结果的基础上,根据熵的原理,应用熵权法定量计算了胜坨油田二区沙河街组二段3砂层组4小层（简称沙二段34）河流相储层的非均质综合指数,按照不同的开发时期详尽分析了储层的层间、层内、平面非均质性特征,并阐述了储层非均质性的主要影响因素,结果表明：沙二段34储层层内、层间及平面非均质性中等—较强,随着注水开发的进行,非均质性有继续增强的趋势,平面非均质性较之层内和层间非均质性要更强烈一些。同一小层及韵律层在不同开发时期的非均质程度有明显的差异。建筑结构控制储层非均质程度,成岩作用使非均质性复杂化,注采井网不完善加剧了非均质性的差异性。研究成果为剩余油挖潜提供了一种可行方法。     

综合指数法在河流相储层非均质性研究中的应用——以胜坨油田二区沙二段34储层为例

在储层建筑结构划分、测井多参数处理结果的基础上,根据熵的原理,应用熵权法定量计算了胜坨油田二区沙河街二段3砂层组4小层(简称沙二段3⁴)河流相储层的非均质综合指数,按照不同的开发时期详尽分析了储层的层间、层内、平面非均质性特征,并阐述了储层非均质性的主要影响因素。结果表明:沙二段3⁴储层层内、层间及平面非均质性中等-较强;随着注水开发的进行,非均质性有继续增强的趋势,平面非均质性较之层内和层间非均质性更强烈。同一小层及韵律层在不同开发时期的非均质程度有明显的差异。建筑结构控制储层非均质程度,成岩作用使非均质性复杂化,注采井网不完善加剧了非均质性的差异性。研究成果为剩余油的挖潜提供了重要依据。     

结构面赤平投影极点图的统计分形在岩体工程分类中的应用——以中科院国家天文台500米口径大射电望远镜(FAST)台址为例

岩体质量分类是区域稳定性评价中一个重要指标。本文通过对FAST台址区裂隙岩体结构面的统计分析,得出场地结构面极点图的分形特征。通过与规范分级方法对比分析,作出了研究区FAST台址的岩体质量分区图。得出了分形理论作为岩体结构分类的定量评价指标的可行性和可操作性。     

胶东大尹格庄金矿床构造蚀变分带特征与成矿关系

大尹格庄金矿床是胶西北地区的特大型金矿床, 为典型的破碎带蚀变岩型金矿床。研究大尹格庄金矿构造蚀变分带规律, 对胶西北地区矿床研究及深部外围找矿有重要意义。通过对大尹格庄金矿床构造蚀变分带特征, 以及各带岩石的岩相学、岩石地球化学、构造应力测算的系统研究, 揭示大尹格庄金矿构造蚀变成矿的构造地球化学和构造物理化学过程。研究表明, ①矿床断裂下盘由远矿围岩到矿体的构造蚀变分带模式为: 弱钾化花岗质蚀变岩带→强钾化花岗质蚀变岩带→绢英岩化钾化花岗质蚀变岩带→黄铁绢英岩带(金矿主要发育带); ②金矿由远矿蚀变带→黄铁绢英岩带, 古构造差应力值呈现由小到大的变化趋势; ③由远矿蚀变带→黄铁绢英岩带, Si、Na、Ba、Sr迁出, K、Fe、Cu、Zn、Pb迁入, Au含量不断增加, 在未蚀变到弱钾化阶段, 元素总体含量变化幅度较小, 而在强钾和绢英岩化阶段变化幅度较大。成矿过程中构造应力场与岩石组分迁移具有耦合关系, 绢英岩化阶段古构造差应力值较大, 岩石破碎产生张性空间, 同时元素含量变化幅度大, 热液活动强烈, 易富集成矿。     

三维岩体质量的多重分形评价及分类

岩体中结构面的存在往往会对岩体质量造成显著影响。笔者剖析了传统岩体质量指标的不足,以白云鄂博铁矿主矿边坡岩体为例,在工程地质测绘的基础上,利用蒙特卡洛（Monte Carlo）法仿真出三维岩体结构网络图,从多重分形几何的角度出发,计算和绘制出其表征岩体结构分布和复杂性的多重分形谱,对岩体质量作出定性评价和定量分析,并且进行了岩体质量的多重分形分类。     

非均质共面断续节理岩体拉伸剪切破裂机制研究

工程开挖面附近卸荷扰动区的岩体,受结构面和拉应力共同影响作用,其变形和破坏具有拉剪复合特征。为研究节理岩体的拉剪力学特性,基于颗粒离散元法针对共面断续节理岩体开展了系列数值模拟研究。通过假设粒间接触的力学参数服从Weibull分布表征岩体的非均质性,探讨了非均质性、均质度、法向拉应力和节理连通率对节理岩体拉剪强度和破坏模式的影响。研究表明:拉剪应力条件下非均质性节理岩体主要沿阶梯型破裂面破坏,剪应力-水平位移曲线可以分为线性变形阶段、非线性变形阶段、峰值及峰后阶段;随均质度提高,节理岩体的剪切强度逐渐增加且提升幅度逐渐减弱,趋于均质岩体,岩体中微裂纹由弥散型分布向破裂面集中;节理岩体峰值剪切强度和法向拉应力的大小呈非线性负相关关系;岩体剪切强度随节理连通率增加而显著降低。     

河北平泉县下金宝金矿床岩体地球化学特征及其与成矿的关系分析

从矿床地球化学特征入手,对下金宝矿体矿石、矿体围岩的常量元素、稀土元素和微量元素特征进行探讨。结果表明:下金宝岩体的花岗斑岩类岩石属于硅酸过饱和类钙碱性过铝质岩石,属于A型花岗岩,且K、Nd、Hf、Th、Rb相对富集,而亏损Ta、Nb、Sr和Ti,说明其岩浆并非单纯来源于上地幔,在岩浆上升过程可能受到了地壳物质的混染;结合下金宝金矿床的控矿因素、蚀变分带特征、岩体地球化学特征、矿石结构构造、围岩蚀变、成矿温度,得出斑岩体是区内成矿的必要因素,下金宝金矿床应是以次火山热液作用为主的斑岩型金矿床。     

岩溶隧道隔水岩盘安全厚度预测模型

岩溶隧道掌子面不采取支护措施,极易成为突水灾害的常发部位,其又为隧道施工的工作面,突水灾害势必会带来严重后果。在岩溶隧道掘进过程中,掌子面与前方含水构造间的隔水岩盘厚度留设问题非常关键,决定着突水灾害的发生与否。对掌子面前方隔水岩盘安全厚度的影响因素进行分析,认为岩盘质量与岩溶水压是主导因子。利用三维有限元方法模拟岩溶隧道开挖过程,研究隔水岩盘安全厚度与其主导因子的相关变化规律。基于非线性回归方法,提出了能简单快速预测掌子面前方隔水岩盘安全厚度的数学模型,并为工程实例所验证。该预测模型具有简易、快捷、实用等特点,为岩溶隧道隔水岩盘安全厚度的预测提供了一个为现场工程师所接受的强有力工具。     

裂隙岩体渗透性理论研究进展

裂隙岩体的渗透性是地质灾害、水电工程、矿山工程等研究中需要考虑的重要因素之一。岩体裂隙本身的渗透性取决于它的空间几何参数,因此,可以通过直接测量裂隙的几何要素计算出岩体的渗透系数。岩体的结构及其透水性直接关系到建筑物围岩的稳定及安全.通过水力劈裂试验,可以真实地反映高水压作用下岩体的结构和渗透性的变化规律.以某水电站工...     

岩浆溶离型Cu—Ni硫化物矿床元素组合和地球化学评价指标

铜镍矿床的地球化学勘查评价实质上是基性－超基性岩体含矿性的评价。岩浆铜镍硫化物矿床与基性、超基性岩体具有空间和成因联系，其主要成晕微量元素以Cu、Ni、Co、Cr、Ag为主，而且含矿岩体的这些元素的平均值高、离差大。矿床区域地球化学异常发育，异常的分布受基性－超基性岩岩群和岩带制约，异常浓集中心与矿田的岩矿体一致。矿区异常继承了区域异常的组分，异常的高值区与矿床对应。矿床的原生晕具有组分分带，前缘元素是I、F、B、Ba、As、Mo；近矿元素是Ag、Cr；矿元素是Cu、Ni、Co。利用原生晕的组分分带特征可判断矿体的剥蚀程度和预测隐伏的岩矿体。