非达西裂隙流对渗透性基岩中流场及溶质羽的影响

以基岩渗流方向与裂隙轴向呈45度角为例,探讨了当裂隙轴向与基岩水流斜交时,裂隙流的非达西程度对流场及溶质运移的影响.使用Comsol Multiphysics多物理场仿真软件构建了一个在中部包含水平单裂隙的正方形多孔介质模型,裂隙中的非达西流用Izbash方程去刻画,裂隙的上游基岩中存在持续的溶质源.随着裂隙水流的非达西程度逐渐增强,流场及污染物分布表现出如下特征:（1）裂隙中水流流速逐渐增大;流线在裂隙与基岩界面处的折射逐渐偏离折射定律;（2）裂隙水流的流向逐渐偏向基岩水流的渗流方向;（3）溶质羽宽度变宽但对称性逐渐降低;（4）溶质在水平方向上的浓度峰值逐渐降低,右侧浓度逐渐升高;（5）裂隙产生的回弥散对溶质运移作用逐渐增强,使裂隙中更多的溶质运移到了上层基岩中.总体而言,裂隙流的非达西程度对流场及污染物分布有着显著的影响.      

基于高密度电阻率成像法的基岩裂隙网络原位识别试验研究

对于以低渗透性基岩为处置围岩的核废物地质处置库来说,基岩中的裂隙网络是地下水进入处置库和放射性核素从处置库向外界环境迁移的主要通道。因此,研究基岩内裂隙网络的空间分布特征,对核废物的地质处置是否安全具有十分重要的意义。本文以花岗岩为例通过野外试验,分析研究了利用高密度电阻率成像法（ERT）,对处于不同状态条件下的基岩中裂隙网络进行三维原位识别的效果及能力。结果表明在以高阻值为主要电特性的基岩中,利用ERT对基岩中三维裂隙网络进行原位识别是可行的,并且裂隙的电阻率特征能较好的反映出裂隙的空间分布位置和形态,但对裂隙网络识别的效果与测线方向有关。     

An In-situ Experimental Study of Fractures Network Identification within Bedrock by High-density Electrical Resistivity Tomography

对于以低渗透性基岩为处置围岩的核废物地质处置库来说,基岩中的裂隙网络是地下水进入处置库和放射性核素从处置库向外界环境迁移的主要通道.因此,研究基岩内裂隙网络的空间分布特征,对核废物的地质处置是否安全具有十分重要的意义.本文以花岗岩为例通过野外试验,分析研究了利用高密度电阻率成像法(ERT),对处于不同状态条件下的基岩中裂隙网络进行三维原位识别的效果及能力.结果表明在以高阻值为主要电特性的基岩中,利用ERT对基岩中三维裂隙网络进行原位识别是可行的,并且裂隙的电阻率特征能较好的反映出裂隙的空间分布位置和形态,但对裂隙网络识别的效果与测线方向有关.     

新疆和静县诺尔湖铁矿矿床水文地质特征

根据和静县诺尔湖铁矿地下水类型、含水岩组等区域水文地质特征,研究构造破碎带和地表水对铁矿安全开采的影响,结果表明:研究区地下水类型主要包括现代洪积砂砾层中的孔隙潜水、坡积碎石层中的孔隙潜水、冰碛砾石层中的孔隙潜水、基岩风化带裂隙网状水以及基岩裂隙脉状水等五种类型;区内地下水的补给来源主要是大气降水和冰雪融水,通过季节性溪流和渗入基岩风化裂隙两种方式径流和排泄;基岩破碎带和裂隙发育带的存在,为基岩充水提供了有利空间。     

甚低频电磁法在基岩裂隙水勘探中的应用

甚低频电磁法是一种轻便快速的方法。在1:50000水文地质调查中,结合航片解译,用该方法查明区域构造分布,作为水文地质调查的前期工作是有效的。在基岩裂隙水勘探中,采用详细的甚低频测量,加上少量的激电测深,可提供裂隙密集带位置、产状,并进行含水性分析,为布钻打井提供有用信息。     

新疆和静县诺尔湖铁矿矿床水文地质特征

根据和静县诺尔湖铁矿地下水类型、含水岩组等区域水文地质特征,研究构造破碎带和地表水对铁矿安全开采的影响,结果表明:研究区地下水类型主要包括现代洪积砂砾层中的孔隙潜水、坡积碎石层中的孔隙潜水、冰碛砾石层中的孔隙潜水、基岩风化带裂隙网状水以及基岩裂隙脉状水等五种类型;区内地下水的补给来源主要是大气降水和冰雪融水,通过季节性溪流和渗入基岩风化裂隙两种方式径流和排泄;基岩破碎带和裂隙发育带的存在,为基岩充水提供了有利空间。     

卡林型金矿床的控矿构造之一密集裂隙带的研究

密集裂隙带是由数条至数十条的力学性质不同的裂隙组成的裂隙带，它们成群、成带产出，单条裂隙的规模较小，沿裂隙发育了石英脉、重晶石脉和高岭石脉等热液充填物。密集裂隙带内的含脉密度为５～１５条／米，含脉率为１％～１０％。根据裂隙的形态、产状及结构面的力学性质，将密集裂隙带划分为压扭性、张性和扭性等三类密集裂隙带。密集裂隙带是卡林型金矿床的重要控矿构造和矿化定位空间，也是行之有效的找矿、评价标志。     

厚风积沙薄基岩浅埋煤层保水开采研究

厚风积沙薄基岩浅埋煤层实现保水开采,关键是煤层开采后在上覆岩层中形成的导水裂隙带是否破坏了含水层底部隔水层的稳定性。在分析含、隔水层的分布特征以及基岩层的物理力学特性的基础上,结合采动岩层内部移动变形规律,推导了岩层层向拉伸变形的计算公式,给出了一种预计导水裂隙带高度的预测方法,并结合相似模拟实验确定了厚风积沙薄基岩浅埋煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度,研究成果为保水开采提供了理论指导。     

西南某大型水电站中缓倾角裂隙发育模式及成因机制分析

中缓倾角裂隙的存在是重要坝肩地质缺陷之一,中缓倾角裂隙发育规律、成因机制分析是研究边坡稳定性的重要基础。通过对我国西南某大型水电站中缓倾角裂隙空间分布规律的深入分析,结合地质分析、微观电镜扫描和数值模拟,阐释了中缓倾角裂隙的成因机制。结果表明:（1）河谷间歇性快速下切是中缓倾角裂隙密集带相间分布的主要形成原因;（2）中缓倾角裂隙的断裂形式以拉裂和拉剪并存为主,少部分试样表现为剪切破裂,力学机制与河谷下切地质演化相对应;（3）如果岸坡内存在断层、岩脉等软弱带,若软弱带宽度较大,则沿软弱带的整体松弛效应明显,而弱化中缓倾角剪应变增量带的分布;（4）若软弱带的宽度较小且距坡表距离较小时,一方面除沿软弱带倾角方向的应变较为集中,另一方面,会使剪应变增量带自坡表至软弱带的中缓顷裂隙的集中程度和数量均有所增加,另外,岩脉间中缓倾角裂隙的密度亦增加。     

孙疃煤矿7_211工作面基岩风化带特征

煤层顶板基岩风化带特性决定了其隔水能力的强弱。通过分析孙疃煤矿7211工作面72煤层顶板基岩风化带的岩性特征、矿物成分、水理性质及物理力学性质、风化带分布特征等因素,表明:该工作面基岩风化带岩屑矿物主要为石英和长石;古地形对风化带的发育厚度变化影响较明显;风化带具有一定的隔水能力,具有抑制冒落带与导水裂隙带向上发育的作用,这对缩小防水煤岩柱、合理留设安全煤岩柱高度和回采上限十分有利。     

多层采动条件下采空区覆岩残余裂隙发育规律的实验研究

采空区残余裂隙的发育情况是采空区充填注浆设计需要考虑的重要因素。本文采用相似材料模拟实验的方法,探讨多层采动条件下采空区覆岩残余裂隙的分布规律和发育程度。研究结果表明:开采结束后采空区残余裂隙在剖面上具有明显的分区性,从采空区两侧到中间可划分为残余裂隙发育区、裂隙压密区和地表张拉裂隙区; 残余裂隙发育区的残余裂隙率一般介于19.54％～45.27％之间,裂隙压密区的残余裂隙率介于9.28％～19.33％之间; 离层裂隙发育高度是受采宽和累计采厚综合影响的结果。研究成果对于老采空区建筑地基的稳定性评价、采空区处治工程范围与深度的确定、注浆孔的合理布置、单孔注浆量的合理计算等都具有重要的理论研究价值和实际指导意义。     

应用大地电磁法TE、TM模式勘查构造裂隙水

基岩山区地下水类型以构造裂隙水为主,而山区构造裂隙发育具有各向异性以及容易受地形影响的特点.为此,研究了大地电磁测深法TM、TE两种观测模式的响应特征,认为通过这两种观测模式的对比应用,可以清晰地了解地层的各向异性,且TE观测模式在识别构造空间分布特征方面更具有突出的优势.在太行山区的实际应用验证了该技术的有效性,为山...     

中国“采水型”地裂缝特征和成因分析

过量开采地下水诱发的地裂缝("采水型"地裂缝)灾害对社会造成严重损失,受到人们普遍关注。近几十年来,国内外学者对其成因机制进行了大量研究,取得了丰硕成果。本文系统分析了前人的研究成果,归纳出"采水型"地裂缝的差异沉降成因、拉张性水平应变成因和四种成因模式;然后针对中国三个典型的"采水型"地裂缝发育区,即汾渭盆地、华北平原、苏锡常地区,阐述了各地地裂缝分布、发育特征和成因机理,并选择典型地段地裂缝进行成因分析,认为汾渭盆地和华北平原地区部分地裂缝属于"先期断层模式",而苏锡常地区地裂缝总体属于"基岩起伏模式",并阐述了该模式下导致地裂缝发育的差异性变形、水平应变作用机理。     

汾渭盆地地裂缝成因研究中的若干关键问题

汾渭盆地是我国地裂缝发育最强烈的地区,地裂缝类型多样,成因复杂。本文概述了汾渭盆地地裂缝的分布规律,分析了目前汾渭盆地地裂缝成因研究中存在的主要问题,重点围绕构造型地裂缝的成因问题,提出如下研究思路:通过多学科联合手段,重点研究汾渭盆地地裂缝灾害的分布规律及其与活动构造的分布关系与成生联系,建立构造地裂缝的地质结构模型;将现代物理数值模拟技术与高精度观测技术相结合,分析研究构造活动启动地裂缝灾害的力学机理以及构造作用与抽水作用耦合致裂机理;以GPS观测资料为约束,将汾渭盆地地裂缝的成生与青藏、华北大陆变形的动力学过程联系起来,研究该区地裂缝与现今中国大陆动力学的内在联系,揭示大陆驱动力产生地质灾害的动力学机制与模式。     

Fissure calcretes in the arctic: a paleohydrologic indicator

The effects of modern climate warming are expected to be amplified in northern periglacial regions. Paleohydrological reconstructions in the arctic provide important insights into natural climatic variations during the Pleistocene and Holocene with which to compare predictions of modern impacts. Here the authors describe a new material, calcrete found in fissures in arctic carbonate terrains, which record hydrogeological and climatic conditions during climatic optimums in the north. ²³⁴U and ²³⁰Th activity ratios suggest growth during northern insolation maxima.These fissure calcretes strongly resemble biogenic calcite precipitates (endostromatolites), and grow on the external face within fissures in carbonate bedrock in periglacial environments. In thin section, samples are finely laminated and are composed of diverse fabrics including a uniformly present basal layer with regularly spaced columns from several microns to 3 cm in length. Their surface morphology is often preserved in the relief of the adjacent fissure face in a micro-lapiès texture strongly suggestive of a dissolution-reprecipitation mechanism whereby the fissure widens in lock-step with column growth. Their highly enriched δ¹³C (0 to +8.4‰) composition suggests that methanogenenic bacteria, supported by a substrate of soil-derived organic matter, control growth in a network of groundwater-saturated near-surface fissures extending to a depth of 3 to 5 m. Accordingly, δ¹⁸O holds valuable paleotemperature information.     

泾阳县北部地区地裂缝地质灾害分布特征与形成条件分析

泾阳县北部地区是地裂缝灾害发育的地区,地裂缝主要分布在山前冲洪积扇区,发育在全新世地层中,平面形态上为直线型、雁列型、锯齿型和弯曲形,在分布上有方向性和群集性,在范围上从北到南呈逐渐扩大的趋势。本文在对区内地质环境论述的基础上,总结了区内地裂缝的发育特征和分布特征,分析了该区地裂缝的形成条件。作者认为其主要影响因素为土体结构、地质构造、地震、降雨和灌溉入渗。     

基于灰色关联度理论的苏锡常地裂缝危险性评价

苏锡常地区是我国地裂缝地质灾害重灾区之一,给当地群众的生产生活造成了巨大的经济损失。利用灰色关联度理论对苏锡常地区地裂缝进行了分析。通过分析苏锡常地区地裂缝形成条件,选取基岩埋深、基岩面起伏度、第Ⅱ承压含水层厚度、黏性土层厚度、主采层水位埋深、地面沉降梯度作为影响因子指标,计算了各个影响因子的关联程度和影响权重,对整个苏锡常地区地裂缝进行危险性分区。根据区划结果,划分出地裂缝的安全区、过渡区、较危险区以及危险区。通过灰色关联度理论对苏锡常地裂缝分析,达到了对该区地裂缝发育影响因素量化的目的,为地裂缝灾害防治工作提供一定的理论依据。      

煤储层裂隙研究方法辩析

从煤岩学的角度,对煤储层裂隙的研究方法进行辩析,提出有关裂隙的定义。分析认为,主裂隙的展布方向是渗透性的优势方位;裂隙几何形态参数是渗透率大小的量级;连通性裂隙网络是高渗透区的良好标志,为预测煤储层渗透性能提供一种简单易行的研究方法。     

西安地铁二号线沿线地裂缝未来位错量估算及工程分级

地裂缝在地铁设计使用期内的最大垂直位错量是西安地铁二号线穿越地裂缝结构设计的一个十分重要的参数。本文以历史水准监测资料为基础,分析了西安地铁二号线沿线各地裂缝在不同历史阶段的活动特征与活动原因,对各地裂缝的未来活动趋势进行了预测。然后通过基于不同时间段地裂缝活动速率的最大垂直位错量估算结果的对比分析,得出了地铁设计使用期内各条地裂缝与地铁交汇点处地裂缝的最大垂直位错量,并以此为依据,将西安地铁二号线沿线地裂缝分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级等4个工程级别。