多尺度岩石力学层对断层和裂缝发育的控制作用

岩石力学层是控制断层裂缝系统的重要因素,岩石力学层级次和分布特征影响油气富集和高产.岩石力学层界面类型、特征及其对裂缝限制能力的差异决定了界面之间的岩石力学层存在多尺度特征,并影响不同尺度裂缝的垂向延伸.多尺度岩石力学层划分方法包括裂缝层和构造层等构造变形方法、岩石学方法、层序地层学方法、测井数据反演力学参数法、实测岩石力学参数法、叠前地震数据反演等.岩性是岩石力学性质演化和裂缝发育的物质基础,岩性组合控制了多尺度岩石力学层的纵向分布规律.岩石力学层界面对裂缝的限制能力决定了对应岩石力学层的尺度.岩石力学层厚控制了层内裂缝密度,主要有裂缝间距指数线性模型和幂函数模型两种定量关系.大尺度岩石力学层控制了大尺度断层裂缝的倾角、密度及构造样式等特征,进一步控制了流体运移、富集和成藏,决定了含油层系的垂向分布以及有利储层的发育.中小尺度力学层及微尺度力学层控制了断溶体储层垂向非均质性.研究深化了对多尺度断层裂缝主控因素的理解,为油气渗流富集研究以及裂缝性储层建模提供了依据.     

多尺度地震信号属性分析

地震信号的瞬时属性分析对地震岩性解释和烃类检测很有帮助,通过采用希尔伯特变换的复数道分析方法。利用这种方法,可以比较方便地从地震记录中分离出波的瞬时振幅、瞬时相位等参数。信号的不同频带具有不同的属性特性,而小波变换具有对信号进行多尺度分解的特性,如采用解析小波则分解后的小波系数仍为一解析信号,且其虚部是其实部的希尔伯特变换。因此根据这一特点可以研究地震信号在不同分辨率下的属性特征。     

井震联合地震道多尺度反演

多尺度（多分辨率）反演是近几年才提出的一种加快收敛速度，克服局部极小值影响，搜索全局最小极值点的反演策略，将垂向上分辨率较高的测井资料和横向上连续性较好的地震资料在地质理论指导下进行联合地震道反演，同时将小波变换多尺度分析（多分辨率分析）思想应用于上述反演中，实现对地震道多尺度（多分辨率）反演，理论和实际资料的处理均表明，这种反演方法具有收敛速度快，反演精度较高，适应能力较强的特点。     

青藏高原东北缘地震断层的研究

青藏高原东北缘新构造运动强烈,地震活动频繁。调查资料表明,伴随每次大地震的发生,都将产生规模不等的地震断层。本文研究了该区地震断层的分布规律、类型以及与先存断裂的关系等,同时对研究区不同地段的地壳稳定性进行了初步评价。      

考虑空间相关尺度特征的细观力学模型及其应用

天然岩石材料内部存在各种缺陷,在微、细观尺度表现出高度的非均质特性。基于连续介质力学框架,采用非线性标量损伤本构关系描述岩石材料的变形与破坏行为,建立了岩石细观损伤本构模型,并在常规Weibull随机分布模型基础上,引入空间相关尺度因子以模拟实际岩石材料各项物理力学指标具有的空间相关特征。选取典型岩石单轴拉伸试验算例,分析随机场内空间相关尺度因子的变化对试样荷载-加口张开度关系曲线以及破坏行为的影响。结果表明,考虑岩石材料各项物理力学指标的空间相关尺度特征对评价其力学指标的离散性以及破坏形态特征有着较显著的影响。     

滇中多尺度地质异常的构造背景场

滇中成矿带具有多尺度地质异常,它们受多级构造系统的制约。中南南北构造带控制了作为区域性地质异常的滇中成矿带,伸展构造系统,逆冲构造系统和剪切构造系统控制了局部性地质异常,剥离断层,逆冲断层－脆－韧性剪切带等控制了小型地质异常。     

地球空间数据集成多尺度问题基础研究

多尺度数据集成是地球空间数据集成中最难处理的问题。将多尺度数据的集成分解为空间和时间多尺度数据集成,在分析应用项目对数据尺度需求的基础上,就两种多尺度数据集成的传统和数据意义上的集成方法进行了详细的探讨。     

基于实验结果讨论断层破裂与强震物理过程的若干问题

基于断层摩擦滑动实验、含凹凸体断层的变形破坏实验、断层撕裂扩展的实验、交叉断层的变形实验等多种实验结果并结合前人的工作 ,讨论了与断层破裂与强震物理过程相关的若干问题。研究表明 ,断层的整体滑动引起其两侧块体弹性应变的释放 ,是强震发生的原因 ,因此构造活动区具有较大尺度、结构连续且简单、介质均匀的断层 (或断层段 )是产生强震必备的构造条件 ,深部新生断层(盲断层 )向上撕裂扩展产生强震 ,尚需“弱层”提供“解耦”条件以便断层发生整体滑动。强震孕育过程中包含着凹凸体的破裂 ,断层面上凹凸体的尺度、强度及数量决定着前震活动的特征、强震动态破裂过程以及前兆现象。由断层分割的块体通过边界断层的交替滑动、以“框动”的方式运动 ,因此块体周边的断层上强震活动具有交替性。     

影响地震道多尺度反演效果因素分析

测井、地震资料联合地震道多尺度反演方法是笔者近年来在地质理论指导下研究出的通过小波变换多尺度思想进行地震道反演的方法。理论和实际资料的处理表明,这种反演方法具有收敛速度快、反演精度较高、适应能力较强的特点。为了搞清各种因素对测井、地震资料联合地震道多尺度反演效果的影响规律,通过改变各种参数用上述方法分别对理论模型和实际资料进行了试算和处理,得到了一些有意义的结果,为该方法的进一步完善和拓宽其应用范围提供一点思路和方向。     

论走滑断层作用的几个主要问题

介绍了走滑断层作用研究前缘的若干主要方面。认为普遍使用走滑断层的术语外，在大陆上当断层性质不明时可使用平移断层。强调了单剪机制对大型走滑断层形成的作用，并评论了Ｘ破裂的纯剪理论。基于我国郯庐断裂带等的研究成果，提出走滑断层作用的若干新概念。指出剪曲（牵引）构造不同于雁列褶皱。认为中国地质学家从地质力学研究走滑断层的旋转构造已有卓绝的成就，只要同世界科学接轨，就会获得新的巨大生命力。文中描述了确定位移的方法，提出平移幅度与错距是两个不同的概念。强调了剪切热在大陆构造中的作用，提出走滑剪切带演化中剪切变形－断裂动热变质－重熔岩浆作用旋回。讨论了剪切成矿作用及已成矿体、矿带的走滑错移及变形。划分了三种基本走滑盆地类型及论证了大陆浅源走滑型地震机制。     

基于地震资料的多尺度小波变换识别沉积旋回技术

为探究基于地震资料的不同尺度小波变换方法下的沉积旋回识别特点,秉承前人运用测井数据连续小波变换进行地层旋回划分的依据和思路,以合成记录标定为桥梁,成功利用地震资料对歧口坳陷古近系沙三段31砂组进行旋回划分.通过建立理想声波曲线模型,总结了旋回界面和旋回内转换界面与能谱图和不同尺度小波系数曲线对应特征,并对实际测井资料进...     

岩石力学问题的若干问题

论述了岩石力学问题有关研究方法及逆分析中对参数估计与系统模型辨识方面的若干进展。     

地下介质横向变化的地震多尺度边缘检测技术

本文提出的地震多尺度边缘检测技术以坎尼最佳边缘检测准则和小波变换的多分辨分析为理论基础,能在地震记录上较方便而可靠地识别地下介质的横向变化。这些横向变化包括不能用肉眼在地震同相轴上直接发现而又实际存在的隐蔽特征。对地层尖灭,透镜体、岩性变化和孔洞、裂缝发育带均可进行识别。模型计算和实际地震资料的处理结果显示该方法具有实际应用价值     

多尺度岩石渗透特性的试验研究

岩体赋存于一定地质环境中,经过漫长的地质构造作用,形成由连续性状的岩石材料和非连续性状的各种地质结构面组成的复杂地质体。渗透率是影响这种复杂岩体渗透特性的重要参数之一,渗透率选择的正确与否直接关系到裂隙岩体渗流分析结果的可靠性与工程稳定性。采用室内试验的方法,结合达西定律确定裂隙岩体的渗透率。通过自行研发的5种尺寸压力室测定不同尺寸岩石试样的渗透率,得到由不同裂隙、孔洞组合的岩石试样在稳定流、非稳定流下的渗透率,并由此分析得到多尺度岩石的渗透特性。从多组试验结果中分析可得,随着岩石试样的尺寸增加,岩石的渗流通道增多,从而渗透率增大,但增大到一定程度后会趋于稳定,这一渗透规律对实际工程有指导意义。     

汶川Ms8.0级地震断层同震位移特征对断裂构造分析的启示

断裂构造是地壳浅层次最重要的构造现象,也是构造地质学研究的主要领域之一.以稳态区域构造应力作用下的岩石变形破坏过程为基础的断裂构造分析理论和方法,受到强地震过程中断裂构造复杂同震变形的挑战.汶川Hs8.0级地震过程中断层同震变形的几何学、运动学特征及其空间变化,为检验断裂构造的几何学、运动学分析的相关理论和方法提供一个现实的范例.本文通过对汶川Ms8.0级地震断层同震位移的方式、规模和空间变化特征分析,提出沿断层走向的位移方式和位移规模的空间变化是区域构造应力和地震动力复合作用的结果.汶川地震过程中地震断层的位移方式和位移规模的空间变化以及同一构造部位的断层摩擦镜面中却出现了不同运动学指向的擦痕线理等特殊的构造现象,对历史断裂构造变形分析中所遵循的某些原则提出了挑战,需要重新审视和研究.     

多层次多尺度的区域性震害预测模式

地震应急反应能力和灾害救援组织的效能是评价一个地区防震减灾水平的重要尺度。为了提高地震应急救援工作的能力 ,福建省地震局震害预测项目组采用多层次、多空间尺度的城乡震害预测技术途径和系统研究原则 ,以适应不同层次的地震应急、救援决策、组织指挥工作的需要。     

压剪应力作用下多裂隙岩体的力学特性：本构模型

本文从贝蒂(Betti)定理出发,考虑裂隙在压剪应力作用下的闭合效应,推导出有序多裂隙岩体的本构方程,同时采用数学弹性力学的方法,精确推导出传压系数的理论公式,并对传剪系数加以分析。     

边坡位移演化的多尺度分析

通过相邻两个时间区间位移观测结果均值差分的积分描述和Harr小波基函数的小波变换方程的对比分析,得到了一个将不同时间尺度下边坡位移均值变化表示为相应尺度下小波变换系数的基本关系。根据这一关系,提出了可以采用小波变换方法确定两个相邻时间区间位移均值在不同时间尺度下变化规律的边坡位移演化的多尺度分析方法。针对卧龙寺新滑坡、三峡永久船闸边坡开挖和隔河岩水电站进水口边坡变形的观测结果,讨论了它们的位移演化多尺度特征。当边坡位移呈现较规则的变化趋势时,在一个尺度上就可以提取它们的时间演化特征。开挖剧烈扰动的影响可以通过给定时间尺度支撑区端点与位移突变点之间递增连的线进行近似。     

5.12汶川地震断层的同震位移构造意义与运动学模型

5.12汶川8.0级地震断层的同震位移方式、大小和空间变化为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了一个现实范例。本文通过对汶川8.0级地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析,并考虑到地震动力作用的影响,探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题,继而讨论了汶川8.0级地震过程中所呈现出的断层构造变形的现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示。提出了如下初步认识:(1)根据地震破裂面两侧地表高程差确定的断层垂直同震位移,并不完全是深部震源破裂的构造位移扩展到地表所致,而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏(膨胀)强烈程度差异所形成的非构造位移;(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲位移大小和方式的空间变化,可以用区域稳态构造应力和地震动力的联合作用给予合理解释,即断层的逆冲位移成分可以归因于为垂直断层的南东向的区域构造挤压应力作用之结果,而水平走滑位移则与震源体破坏过程形成的地震动力作用方向与不同区段断层的交角变化所致,即震源体上方映秀-北川断层南段和彭灌-江油断层,无论是区域构造应力,还是地震动力,都与断层走向近于直交,因此,断层以逆冲为主;而映秀-北川断...