膨胀土干湿循环胀缩裂隙演化的CT试验研究

对南阳重塑膨胀土在干湿循环过程中裂隙的演化进行了CT试验研究，试样的CT图像显示了原有裂隙开展，新裂隙产生，裂缝数量增加并连通，最后形成裂隙网络的过程。定义了基于CT数据的裂隙损伤变量，分析了裂隙损伤变量随累计干缩体变的变化规律。     

采用复合单元法模拟裂隙多孔介质变饱和流动

采用复合单元法建立了模拟裂隙多孔介质变饱和流动的数值模型。该模型具有以下特点：裂隙不需要离散成特定单元，而是根据几何位置插入到孔隙基质单元中形成复合单元；在复合单元中，分别建立裂隙流和孔隙基质流的计算方程，二者通过裂隙?基质界面产生联系并整合成复合单元方程；复合单元方程具有和常规有限单元方程相同的格式，因此，可以使用常规有限单元方程的求解技术。采用欠松弛迭代、集中质量矩阵以及自适应时步调节等技术，开发了裂隙多孔介质变饱和流动计算程序。通过模拟一维干土入渗和复杂裂隙含水层内的流动问题，验证了该模型的合理性和适用性。模拟结果为进一步认识非饱和裂隙含水层地下水流动特性提供了理论依据。     

利用地质统计学方法模拟岩石裂隙网络的三维空间分布——以云南个旧高松矿田为例

裂隙在地学的诸多领域中均具有重要意义,其空间分布可以使用地质统计学方法进行模拟,同时考虑裂隙的方向(走向和倾角)。利用序贯高斯模拟方法可以估计裂隙密度的空间分布,并根据裂隙密度数值随机产生裂隙位置的空间分布。裂隙方向被划分成若干(非)均等的方向组,将裂隙方向归属到其所属方向组,表示为由若干二值变量组成的指示形式,0和1分别代表该裂隙方向不属于和属于该组。为了便于计算,减少方向指示变量的成分数目,使用主成分分析法求出方向指示变量的主成分,用普通克里格法估计各主成分的空间分布。把估计结果反演为原始的指示形式,并找出其中数值最大的方向组且将其赋值为1。按照对应方向组内裂隙方向的累积密度函数,随机产生裂隙的方向。根据估计结果,将符合一定距离和角度标准的裂隙元连接为一个裂隙面,从而形成裂隙网络。根据在云南个旧锡矿高松矿田白云岩中进行裂隙网络模拟的应用,可见该方法由于组合了序贯高斯模拟法、普通克里格法和主成分分析法,可以较好地对岩石裂隙位置和方向进行合理的模拟。     

基于FDEM-Flow研究地应力对水力压裂的影响

用提出的FDEM-Flow(考虑流固耦合的离散元-有限元耦合方法)方法作为工具,研究了地应力对水力压裂的影响。通过一个注水圆孔的算例,研究不同地应力状态对压裂裂隙的走向和形态的影响。研究结果表明,起裂压力的大小和压裂裂隙的方位均与地应力有密切关系。在竖向地应力v?保持不变的情况下,且侧压力系数?1时,随着?的增大,起裂压力和失稳压力均减小;?1时且取值较小时,主要产生水平向的裂隙,并有斜向裂隙产生;?1时且取值较大时,裂隙严格按照最大主压应力的方向扩展,不再出现斜向裂隙;?1时,主要产生竖向的裂隙;?=1时,水平地应力和竖向地应力相等,裂隙的扩展不存在优势方向。不同侧压力系数条件下,裂隙的扩展方向与最大主应力的方向一致,水力压裂裂隙的起裂和扩展主要由最大主拉应力控制,裂隙在拉应力集中的区域起裂。这些结果与已有的试验及理论认识是相符的,进一步验证了FDEM-Flow方法用于模拟水力压裂问题的有效性。     

煤内生裂隙的成因

根据多年对煤层裂隙的几何形态、分布规律、性质、与煤层的组合关系等的研究，认为煤内生裂隙是在煤化作用过程中，由于脱水、脱挥发分、煤体积收缩作用产生或者是由于煤化作用生成的水、气体及温度升高，孔隙产生膨胀，形成异常高压产生的；裂隙的发育方向因受区域应力场的控制，区域上具有一致性，且走向与最大主应力方向一致；内生裂隙属于张性裂隙。     

东营凹陷富有机质烃源岩顺层微裂隙的发育与油气运移

根据岩心观察，在东营凹陷沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段烃源岩中，发现大量顺层面分布的微裂隙，且大部分为亮晶方解石所充填。裂隙发育段在平面上的展布较广，在纵向上始于2900～3000m左右，与烃源岩成熟阶段对应。岩石学和有机地化研究表明，裂隙一般限于高有机质丰度、纹层理发育的页岩中，而有机质丰度较低、具块状层理的泥岩一般不发育，表现出较强的非均质性。裂隙发育与有机质丰度以及成熟度的关系表明，烃类生成是水平裂隙产生的主要原因。进入成熟阶段的富有机质烃源岩大量生烃，造成孔隙流体压力迅速上升，并最终导致顺层裂隙的产生。由于沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段以泥、页岩互层为特征，因而裂隙发育的非均质性造成裂隙发育段与裂隙不发育段的纵向叠置，并决定了其排烃过程以近似于三角洲前缘砂泥岩互层的排烃方式，从而一定程度提高了烃源岩的排烃速率和排烃效率。     

注水煤体应力能 V-f 转化与释放机理研究

文章分析了在煤层注水湿润后煤体弹性能的转化与消耗过程，给出在湿润状态下能量由体变弹性能向形变弹性能转化进而自耗释放的理论模型。指出在坚硬干燥煤体中，注水后在水压力和毛细力的切割作用下，裂隙大量扩展，丰富了自由裂隙，产生更多的裂隙启发(裂隙切口)，使原来近似的刚性煤体变成由裂隙分割的块体组成的组合体或半组合体。裂隙中水的粘滞作用及水分子吸附力使块体问粘性结合、刚度降低、形变增大。煤体形变弹性能自身消耗释放的形式有3种：产生剪应力导致自由裂隙问错动摩擦；强度降低，使裂隙启发被劈裂成自由裂隙；湿润煤体蠕变性增强，产生整体性移动作功。初步给出能量消耗的量化表达式。通过这一理论，能建立煤层注水湿润度与冲击地压灾害发生的更直接的关系，使进一步量化该关系成为可能。从更深层次解释煤层注水防治冲击地压的机理。     

裂隙岩体不均匀冻胀性研究

隧道冻胀力是引起隧道冻害的主要原因之一，隧道冻胀力主要由围岩不均匀冻胀引起。裂隙的存在会对岩体不均匀冻胀产生进一步影响，因此推导了岩体不均匀冻胀系数 的计算公式，并获得岩体不均匀冻胀系数 的相关规律。（1）岩体不均匀冻胀系数随裂隙与冻结方向的夹角? 的增大而增大。（2）温度梯度增加，岩体的不均匀冻胀系数 增加，岩体的不均匀冻胀性增强。（3）裂隙率对岩体不均匀冻胀的影响需要考虑到裂隙与温度梯度夹角?，当裂隙与温度梯度的夹角? 较小时，岩体不均匀冻胀系数 随裂隙率的增加而减小；当裂隙与温度梯度的夹角? 较大时，岩体不均匀冻胀系数 随裂隙率的增加而增大。（4）裂隙对岩体不均匀冻胀的影响程度与岩体的岩性有关，裂隙对孔隙率小的岩体影响较大。根据推导的裂隙岩体不均匀冻胀系数计算公式，计算得到了不同岩性不同级别含裂隙围岩的不均匀冻胀系数范围，从而，在寒区隧道设计中可以更精确地计算隧道围岩作用于衬砌上的冻胀力，对寒区隧道工程的设计具有重要作用，对路基、边坡等寒区工程冻胀力的研究也可起到推动作用。     

压实黏土干燥裂隙及渗透性能研究

压实黏土干燥过程中产生的裂隙可能对渗透性能有较大影响。通过室内模拟试验研究发现,裂隙面积率、裂隙总长度和裂隙宽度随含水率减小而增大。压实黏土中裂隙可分为主裂隙和次裂隙2类,次裂隙出现前后裂隙参数的变化速率有较大差异。较宽裂隙在湿化后不能完全愈合,干湿循环过程使压实黏土产生了不可逆的变化。采用试验筒壁上涂阿尔代胶的方法可以有效模拟土样中裂隙的形成,并能较好地防止侧漏。渗透试验发现,一次干湿循环导致压实黏土的渗透系数增大将近2个数量级。湿化过程中干燥裂隙不能完全愈合及微裂隙的形成可能是导致渗透系数增大的主要原因。     

酸化压裂工艺在地热井中的应用

酸化压裂是保持油田高产、稳产的有效措施之一，是对油气层的一种增产技术。根据多年地热井的施工经验，酸化压裂技术完全可以应用于碳酸盐基岩裂隙地热井，作为一项有效的增产技术手段。介绍了酸化压裂技术在WR95地热井中的应用。     

榴辉岩相变质岩中石榴石的塑性微裂隙

在变质岩中石榴石广泛发育微裂隙，这些微裂隙一直认为是在脆性变形过程中产生的。本文应用透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究证明，在榴辉岩相变质岩中，石榴石的微裂隙是塑性变形的产物。同时较为深入的探讨了这些塑性微裂隙的形成机制     

成都粘土裂隙成因研究

根据成都粘土中裂隙特征与地质环境条件的分析，提出成都粘土中途中眩要裂隙类型的成因模式，上升剥蚀引起的垂向卸荷作用产生波状水平裂隙，冲沟切割引起的侧向卸荷作用，产生平行斜列隙裂。     

巨厚火成岩在煤系中的水文地质意义

通过对海孜煤矿7煤各工作面突水的特征和水质对比等方法，结合采后形成的导水裂隙带高度，得出了导致7煤各工作面突水的水源是来自巨厚火成岩侵入时对围岩产生的破坏裂隙水，在此基础上提出了侵入裂隙的概念，突水通道为采后形成的导水裂隙，并针对突水成因，提出了控制采高和提前疏放等防治措施。     

基于颗粒流的直切槽式巴西圆盘裂纹扩展分析

利用颗粒流程序（PFC) 对直切槽式圆盘试样进行巴西试验模拟,分析了不同的裂隙倾角和裂隙长度对直切槽式圆盘试样裂纹扩展规律的影响。根据起裂位置的不同,主裂纹可分为从裂隙尖端萌生的Ⅰ型主裂纹和从裂隙尖端一定距离处萌生的Ⅱ型主裂纹;次生裂纹可分为从加载点附近萌生的Ⅰ型次生裂纹和从远离加载点的一侧萌生的Ⅱ型次生裂纹。当裂隙长度保持不变而增大裂隙倾角时,主裂纹从Ⅰ型过渡为Ⅱ型,次生裂纹则从Ⅰ型转变为Ⅰ型和Ⅱ型共存,最后又变为Ⅰ型。当裂隙角度保持不变而增大裂隙长度时,主裂纹保持不变,次生裂纹则由Ⅰ型逐渐过渡为Ⅰ型和Ⅱ型共存。另外,当径向应力达到峰值应力之后,试样内会有大量的微裂纹萌生、扩展,造成了圆盘试样的破坏。从力链和能量角度来看,巴西圆盘试样的破裂过程是试样内部拉应力集中产生的颗粒间黏结破裂以及应变能释放的过程。     

裂隙岩体渗透性影响因素的研究

采用UDEC离散单元法中关于裂隙岩体开挖模拟及水力全耦合分析模型,分析裂隙岩体洞室开挖后,因围岩应力与水力耦合作用导致裂隙隙宽变化及渗流变化的过程。为了更直观地了解耦合作用对裂隙岩体渗透特性的影响,以隧洞开挖为例,用开挖后隧洞内总涌水量来表征岩体的渗透特性。利用数值试验的方法,研究了块体边界大小、初始应力比、裂隙隙宽和裂隙夹角对开挖后隧洞内涌水量变化的影响,进而可以看出它们对裂隙岩体渗透性的影响。并得出如下结论：随着块体尺寸和初始应力比的增大,隧洞内总涌水量减少;随初始隙宽的增大涌水量增加并当达到某一固定值时保持不变;隧洞涌水量在θ2/θ1=3.5,其中θ1=30°,即两组节理的夹角为75°处达到最大。     

剪切带型金矿床中含金石英脉的一种可能成生机制

现在发现越来越多的产在太古代地块中的金矿床大多都是同构造剪切带型矿床，其容矿断裂是在区域构造应力作用下由液压致裂作用所形成，即含矿流体驱动裂纹的产生和扩展，并形成裂隙。而矿体中最重要的矿石类型──含金石英脉为同构造脉，即含矿流体紧随裂隙的张开而快速沉淀其中，形成含金脉体，并使裂隙愈合。含矿流体的不断补给和沉淀，使流体的压力发生周期性的波动，而这种波动的流体压力使＂裂隙－脉体＂系统发生周期性的裂开－愈合作用，由此形成了富金的多期多阶段的复式石英脉体。     

使用未改性硅胶电导检测离子排斥色谱法测定天然水中的碳酸氢根

本试验开发了一种简单快速测定碳酸氢根的离子排斥色谱法，用未改硅胶代替了Ｈ＾＋型阳离子交换树脂。经水淋洗和电志测定，达到了最佳分离。讨论了碳酸氢根分离的色谱条件和填料的孔隙度、粒度以及分离机理。为了保持样品溶液ＰＨ值不变，加硼酸缓冲液（ＰＨ７．３）。     

夹皮沟剪切带中金矿脉形成化学动力学

夹皮为剪切带中存在着两种类型金矿化：（１）片糜岩型金矿化，（２）黄铁矿石英脉型金矿化（脉）。在韧性剪切阶段，围压较大，△Ｖｒ＜０，不能产生流体压力，也不能形成金矿化；随着剪切带演化，围压降低，产生了流体压力大于围压，即面△Ｖｒ＞０，产生了流体压力裂隙，并有矿化作用形成。矿化早期形成片糜岩型金矿化主要由流体压力裂隙所控制，而黄铁矿石英脉型金矿化则是由流体压力及岩石应力性质所决定。由片糜岩型金矿化转化为黄铁矿石英脉型金矿化是一个漫长地质时期，但由流体产生的成矿裂隙时间较短，大约为４０～８０ａ。     

西南某水电站枢纽区夹泥型张裂隙成因机制探讨

通过对某水电工程坝区岩体结构的表生改造形迹调查，发现坝区除了发育与岸坡平行的正常的卸荷破坏方式外，还发育了一种破坏方式——夹泥型张裂隙。裂面性质的弱化和发育的普遍性，使这类破裂带可能成为控制坝区高边坡岩体稳定性的重要岩体力学边界。在其发育过程中的诸多控制因素中，岩体结构对这种岩体破坏方式的发育起了控制作用。夹泥型张裂隙与岸坡成大角度相交的陡倾角裂隙和缓倾角错动带组合并构成一个整体。缓倾角错动带的改造是前提。夹泥型张裂隙的发育则伴随陡倾角裂隙和缓倾角错动带的改造过程而产生，构成由陡倾角断裂或裂隙、缓倾角错动带组合形成的典型的岩体破坏模式。结合本地区构造特征和岩体结构特征，并通过大量的现场调查，该文主要探讨了坝区岩体结构特征和夹泥型张裂隙发育的关系，以及岩体结构对夹泥型张裂隙发育的控制作用。     

对各向异性介质中横波分裂现象的研究

在本文中，我们系统研究了各向异性介质中的横波分裂现象，探讨了各向异性介质中横波分裂现象产生的机理，并给出了引起各种异性的薄层组合以及裂隙定向分布的数学模型。