黄河三角洲现代泥质沉积物非构造裂缝空间展布研究

通过对黄河三角洲现代泥质沉积物非构造裂缝进行实地考察观测、室内数据处理、实验分析等,分别针对水下收缩裂缝、干燥裂缝和混合成因裂缝,研究其空间展布特征和规律,详细探讨了3种裂缝的定量分级、分形特征、平面及剖面生长特征等,并且建立了不同类型现代泥质沉积物非构造裂缝的形成模式.本研究对于建立不同种类泥质沉积物非构造裂缝系统的...     

水下收缩裂隙形成过程及裂缝充填模式研究

通过野外实地考察测试,对水下收缩裂隙整体形成过程、裂隙内充填物沉积模式、影响因素等进行了详细讨论,并且建立了相应的地质理论模型。水下收缩裂隙的形成共分4个阶段,依次为:泥水混合物进入低洼地带的初始混浊状态;沉积压实稳定阶段;水位线下降,盐度增大,裂隙形成阶段;沉积裂隙充填阶段。其中“异常高压作用”,对于初始裂隙的形成、沉积物孔隙水的有效排出以及主要渗流通道的发育起到了重要作用。单一泥质地层裂隙内充填物沉积模式与沙泥互层的多旋回地层略有差异,主要表现为沙层的润滑作用以及对早期裂隙内充填物类型的影响。上述两种地层裂隙内充填物沉积特征均与后期充注期次相对应,表现出很好的韵律性。裂隙纵剖面中生物发育层的出现,对裂隙内充填物的物理、化学性质将产生重要影响。     

水下收缩裂隙形成过程及裂缝充填模式研究

通过野外实地考察测试,对水下收缩裂隙整体形成过程、裂隙内充填物沉积模式、影响因素等进行了详细讨论,并且建立了相应的地质理论模型。水下收缩裂隙的形成共分4个阶段,依次为:泥水混合物进入低洼地带的初始混浊状态;沉积压实稳定阶段;水位线下降,盐度增大,裂隙形成阶段;沉积裂隙充填阶段。其中“异常高压作用”,对于初始裂隙的形成、沉积物孔隙水的有效排出以及主要渗流通道的发育起到了重要作用。单一泥质地层裂隙内充填物沉积模式与沙泥互层的多旋回地层略有差异,主要表现为沙层的润滑作用以及对早期裂隙内充填物类型的影响。上述两种地层裂隙内充填物沉积特征均与后期充注期次相对应,表现出很好的韵律性。裂隙纵剖面中生物发育层的出现,对裂隙内充填物的物理、化学性质将产生重要影响。     

水下收缩裂隙天然实验研究中获得的新认识

通过青岛市唐岛湾沿岸7个实验工区的考察测试、实验分析、数据处理等,对现代泥质沉积物水下收缩裂隙的整体形成过程、定量分级、各参数间拟合关系、开裂规律以及充填物沉积模式等进行了详细研究,并且建立了相应的地质演化模型。裂隙整体形成过程分4个阶段,依次为:泥水混合物初始混浊阶段;沉积物压实稳定阶段;裂隙形成阶段以及裂隙充填阶段。裂隙形态定量分级可分别用横缝长、纵缝长、裂隙面积和基块面积等参数表示,共分4级。其中裂隙各参数之间的拟合关系以及开裂规律地质建模分析等,对于定量描述裂隙形态、结构、变化规律,预测区域性裂隙规模、判别区域沉积环境等具有重要意义。沙泥质地层裂隙开裂过程中的异常高压作用(形成机理与大地构造中的异常高压相似)以及裂隙分叉角度的统计分析(最多为90°,其次为120°)均属首次提出。其中异常高压作用对于初始裂隙的形成、沉积物粒间水的有效排出以及主要渗流通道的发育起到了重要作用。单一泥质地层裂隙内充填物沉积模式与沙泥互层的多旋回地层略有差异,主要表现为沙层的润滑作用以及对早期裂隙内充填物类型的影响。裂隙纵剖面中生物发育层的出现,对于裂隙内充填物的物理、化学性质将产生重要影响。     

山东灵山岛莱阳群水下非构造裂缝特征及意义

收缩裂缝在前寒武纪到显生宙各个地质时代都有发现,其成因一直存在争议。作者在灵山岛莱阳群泥岩和砂岩中都发现了大量的非构造裂缝,除了收缩裂缝外还有应力脆性裂缝和混合裂缝。这些裂缝通常在单层内发育,极少量延伸到邻层,具有多形态、多尺度、多充填方式、多期次和多级别的特征,与干燥泥裂和后期构造裂缝区别明显,结合地层中无暴露标志,认为是在水下环境形成。总结水下裂缝的关键特征并对比Pratt提出的地震收缩裂缝特征,推测灵山岛裂缝亦是地震触发而形成。灵山岛已经识别出了大量地震成因的软沉积变形构造,证明当时本区域地震活动频繁,具有裂缝地震成因的要素。前人总结收缩裂缝特点发现裂陷盆地明显多于被动大陆边缘挤压盆地,作者认为收缩裂缝在裂陷盆地拉张环境下容易形成和保存。灵山岛裂缝解释为水下环境地震成因具有更多的地质意义:可以解决沉积时水体深度问题;记录了古地震能量与频次,有效反映古地震的节律;是灵山岛莱阳群属于裂陷盆地沉积的有利证据。     

致密砂岩储层构造裂缝形成机制及定量预测研究进展

致密砂岩裂缝性储层已逐渐成为非常规油气资源勘探开发的重点,构造裂缝形成机制研究及定量预测也相应成为热点问题.从构造地质学和地质力学角度对目前的裂缝研究方法进行系统分析,并对含微裂隙的岩石损伤力学实验分析、复合地层本构关系及破裂准则的建立以及不同应力场作用下裂缝参数的定量表征方法进行详细对比后认为,裂缝的产生、裂缝的位置和方向以及裂缝参数的量化是实现裂缝准确预测的关键.今后裂缝研究的发展方向主要有3个,即基于构造地质学和岩石损伤力学的宏观野外观察和微观室内试验相结合研究裂缝形成机制,考虑多重影响因素并基于能量转换理论的复合岩石破裂准则建立,基于精细构造地质模型的有限元数值模拟实现各期应力场作用下裂缝参数的三维定量表征.     

聚丙烯纤维改良膨胀土干缩裂隙试验研究

为了更好地探究聚丙烯纤维对膨胀土干缩裂隙的抑制作用,在相同的蒸发温度下分别从定性和定量两个方面对有纤维和无纤维的膨胀土表面裂纹发展、演变和特征进行分析。研究结果表明,水分蒸发过程中聚丙烯纤维对膨胀土的裂缝有显著的抑制作用,而在干缩裂缝形成过程中裂缝数量与裂缝接缝的比值γ能够反映裂缝的穿透程度,其值越小,裂缝的穿透程度越强。这种物理改良方式能够使聚丙烯纤维与膨胀土连接成为整体,进而将干缩应力扩散到膨胀土中,有效减缓其裂缝发展的速度。研究成果可在干缩裂隙膨胀土地区路基处理中推广应用。     

不同应力条件下断裂带结构发育特征探讨

脆性断层断裂带内部结构主要包括破碎带和诱导裂缝带两部分。断层性质、断层活动性、埋深、断层两盘（主动盘、被动盘）、岩石力学性质、距离断层远近、断层组合规律等都可以成为影响断裂带内部结构发育的因素。通过讨论不同的应力条件下断裂带内部结构的发育特征,认为正断层形成的破碎带范围较小,裂隙形态不规则,诱导裂缝带中发育张裂隙和剪裂隙;由逆断层作用形成的破碎带范围较大,诱导裂缝带主要是由张裂隙和剪裂隙组成。由平移断层作用形成的破碎带延伸较稳定。     

大尺寸真三轴煤岩水力压裂模拟试验与裂缝扩展分析

水力压裂是一项广泛应用于低渗煤层的卸压增透技术。为了深入研究煤岩受力、天然裂缝、泵注排量对水力裂缝扩展规律及空间结构的影响,采用大尺寸真三轴水力压裂试验系统、压裂液中添加示踪剂等方式,在真三轴条件下对大尺寸煤岩进行了水力压裂试验。通过剖切压裂试样描述了水力裂缝扩展和空间展布规律,分析了裂缝宽度与应力之间的关系,并初步探讨了煤岩水力裂缝网络的形成机制。结果表明:(1)水力裂缝自割理处起裂并沿割理扩展、连接割理,进而形成复杂的裂缝网络结构;(2)水力裂缝受应力条件作用明显,当最大水平主应力和垂向应力相近,且远大于最小水平主应力时,易形成复杂的裂缝形态;(3)煤岩天然裂隙的存在是形成裂缝网络结构的前提,泵注排量对裂缝网络的形成也有重要影响;(4)煤岩裂隙在局部区域影响水力裂缝转向、分叉,但最终水力裂缝在扩展过程中逐渐转向至最大主应力方向;(5)水力压裂过程中,裂缝宽度的变化不仅与煤岩所受应力有关,还受到压裂液排量、天然裂缝等因素的影响。研究结果可以为煤岩裂缝网络的形成机制、现场施工参数的选取提供技术支持。     

陆源碎屑细粒沉积岩中收缩裂隙形成机制研究进展及地质意义

陆源碎屑细粒沉积岩收缩裂隙广泛发育（湖）海陆过渡相中,其成因机制对古环境研究具有重要指示意义,也是震积岩和微生物成因沉积构造领域的研究热点。通过调研国内外收缩裂隙的相关研究,系统总结了收缩裂隙的形态特征、成因机制及其研究的地质意义。结果表明：收缩裂隙主要发育在（湖）海陆过渡相粉砂岩与黏土岩互层的陆源碎屑细粒沉积岩中,通常发育在粉砂岩层的底面,向下逐渐尖灭于下部黏土岩层,呈肠状、脉状或蠕虫状的粉砂质充填,其层面形态可分为纺锤形裂隙、不规则裂隙、多边形裂隙等多种类型,反映了不同的沉积环境。收缩裂隙的成因包括与盐度变化相关的合气作用、地震作用、风暴作用、微生物席破裂作用等。收缩裂隙对沉积环境、事件性沉积、高频（湖）海退—（湖）海侵界面具有重要指示意义。根据收缩裂隙的形态特征及其组合可以指示沉积相带,根据收缩裂隙的发育特征及其伴生现象可以指示地震、风暴、重力流等事件性沉积;微生物成因的收缩裂隙具有沉积物暴露的指示作用,能够指示不同级次的（湖）海退—（湖）海侵界面及古（湖）海平面变化。     

水平井多段压裂应力场计算新模型

为了准确认识水平井多段压裂过程中井筒周围应力场变化,指导裂缝起裂和延伸机制研究,综合考虑井筒内压、地应力、压裂液渗流、热应力、射孔和先压开裂缝等因素的影响,根据应力叠加原理,建立了水平井多段压裂应力场计算模型。该模型利用位移不连续法,重点考虑了先压开裂缝在水平井筒周围水平面上产生的诱导应力大小,克服了裂缝诱导应力解析模型只能计算裂缝高度平面诱导应力大小的局限。结果表明,通过应力场模型进行的破裂压力预测与实际破裂压力值吻合度较高,验证了建立模型的准确性;人工裂缝形成后会对水平井筒周围应力场造成很大影响,在裂缝尖端出现应力集中,造成应力分量降低,在裂缝周围一定区域造成应力分量有较大的升高;多段压裂压开人工裂缝越多,应力之间干扰越严重,水平井筒周围应力分布越复杂。该研究对认识多段压裂存在先压裂缝干扰下后续裂缝的起裂和延伸机制,指导压裂施工具有一定意义。     

类节理岩石直剪试验力学特性的数值模拟研究

节理岩体的剪切特性是主导岩体工程稳定性的关键因素。基于PFC2D离散元颗粒流程序,结合室内试验结果对比分析,选取合理的细观参数进行数值模拟,分别从细观角度研究了节理岩石的裂纹发展、能量转化及声发射现象等特性,从宏观角度研究了节理岩石的强度模型和破坏形态。结果表明：节理岩体主要呈现磨损和剪断两种破坏形态,不同的破坏形态对应不同的强度模型;随着剪切变形增加,岩体沿节理面发生破坏,弹性阶段以法向裂纹为主,而塑性阶段切向裂纹起主导作用,滑移区R、P裂纹贯通形成破碎带,节理面产生较大滑移;在应力达到峰值强度前,边界能主要转化为应变能,法向裂纹生成较多;越过峰值强度后,摩擦能快速增长,并伴随大量切向裂纹产生。与室内试验结果相比,PFC2D较好地模拟了节理岩体剪切力学特性,弥补了室内试验中无法进行细观特性研究的缺陷,对于节理岩体后期研究提供了一些参考。     

Resource concerns for territorial conflict

The objective of this paper is to engage constructively with literature on armed conflict and resources in order to draw attention both to assumptions that hinder a more accurate or useful understanding of natural resources and their role in territorial conflict as well as to aspects of this field of research that merit further work. In much of the literature on resource conflict, territorial aspects are either implicitly or explicitly tied to resource conflict largely through the assumption that the value of territory is intrinsic. Little of the literature attempts to advance theory, specifically, either on the particular role of resources or on the meaning and objectives of conflict beyond a one-dimensional objective of maintaining or securing control of territory. The paper considers themes of resource scarcity and resource abundance in conflict. A third section focuses on an analysis both of natural resource databases and of conflict databases (both international and civil) which emphasizes problematic results of blending these databases to demonstrate correlations. UIUC territorial conflict management workshop     

泥页岩非构造裂缝形成机制及特征

泥页岩非构造裂缝是泥页岩中常见的裂缝类型。非构造裂缝对页岩气成藏与保存评价具有重要意义。在前人研究成果基础上,考虑泥页岩本身固有的特性,初步提出泥页岩裂缝的分类方案,划分了非构造裂缝的类型,并总结各类非构造裂缝的形成机制。依据野外露头和岩心观察,描述了泥页岩非构造裂缝的特征。初步分析认为,在泥页岩非构造裂缝中,成岩层理裂缝、欠压实超压裂缝和生烃超压裂缝与页岩气成藏和保存关系密切。     

缝洞型油藏连通单元地质建模研究——以哈拉哈塘油田为例

针对哈拉哈塘油田奥陶系裂缝孔洞型储层连通单元井组注水效果差异性很大的问题,开展缝洞单元连通井组地质建模研究。哈拉哈塘油田储集空间岩溶洞穴、孔洞、裂缝非常发育,类型形态多变,具有极强的非均质性,储层空间缝洞体识别及连通方式预测与定量评价难度大。本文首先利用地震识别的大型溶洞和蚂蚁体追踪的大尺度裂缝分布,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;然后在储层的波阻抗数据体和缝洞体储层构造模型的空间约束下,建立缝洞体连通单元的储层孔隙度模型,储层渗透率模型主要通过线性回归建立基质孔隙度、裂缝参数与渗透率关系,结合动态数值试井对静态回归计算的渗透率数值进行修正;最后利用曲率属性形象表征微裂缝,采用多属性协同模拟方法,建立多尺度离散缝洞储集体三维地质属性模型。该方法定量刻画了缝洞储集体在三维空间的展布特征,很好地表征了单元连通井组连通方式,为单元连通井组开发奠定了坚实的地质基础。     

洞室和围岩温度对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力影响研究

以溪洛渡无压泄洪洞为研究对象,采用三维有限单元方法对不同洞室环境温度和围岩温度情况下的施工过程进行仿真模拟,通过比较底板、边墙和顶拱不同衬砌部位的最高温度、最大内表温差、最低温度、早期和冬季最大拉应力等,对洞室环境温度和围岩温度的变化对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力,以及温度裂缝发生、发展与控制的影响进行分析。结果表明,洞室气温和围岩温度对衬砌混凝土的温度场和应力场均有明显的影响。在冬季施工衬砌混凝土更容易产生早期裂缝,夏季施工时既要防止早期裂缝,也要注意防止冬季裂缝。围岩温度低时,衬砌围岩侧混凝土拉应力明显增大,但对表面和中心的应力影响很小,因而对温度裂缝的发生影响很小。研究成果为隧洞工程衬砌混凝土的设计和施工提供有价值的参考。     

国土空间生态修复若干重大问题研究

国土空间生态保护与修复是实现美丽中国、关系中华民族永续发展的根本大计。本文采用文献资料综合分析法、系统回顾法、实证分析法、类比分析法、趋势外推法、政策环评等相结合的方法开展了一系列工作:从国家方略、顶层设计两个方面,梳理了国土空间生态保护与修复的脉络;从国土空间生态修复规划、技术路经与方法、野外台站和科研样地等角度,阐明了国土空间生态保护与修复研究的方法论;举例辨析了国土空间生态保护与修复的若干“伪生态”和“假技术问题”;指出了国土空间生态保护与修复发展的战略方针、战略目标、战略方向、战略原则、战略重点、战略对策;从生态保护与修复的重大科学问题和热点、语境分析、分区分类、差异化、生态补偿机制等5个方面,提出了助推中国国土空间生态保护与修复需要的科技支撑;讨论了“两屏三带”、科学推进生态修复,以及管理逻辑与技术逻辑融合问题。研究结果为破解国土空间“整体保护、系统修复与综合治理”过程中生态要素的综合性与管理事权的部门化、生态空间的连续性与区域的政区化、生态工程的长期性与行政管理的届次化三大矛盾,提供了科学依据。     

岩石细观统计渗流模型研究(Ⅰ): 理论模型

渗流模型是岩石流固耦合研究的一个关键问题。岩石在裂纹开始产生至裂纹充分贯通前，其渗透性质受内部孔隙和不断演化的微裂纹的共同控制。目前，岩石的渗流模型一般只是针对单纯的裂隙（或裂隙网络）或孔隙建立的，因此，不能很好地描述岩石裂纹扩展演化过程中的渗透性质和现象。针对这一问题，提出了岩石细观统计渗流模型，该模型将岩石裂纹演化过程中的渗透性视为一个非线性动态过程，同时，考虑了裂纹扩展演化和孔隙渗流的共同作用。因此，该模型可用于分析岩石裂纹扩展过程中的渗透性演化。