龙门山断裂带测区古构造残余应力场对大地震的控制

一、引言地壳岩体古构造残余应力测量,已在中国、美国、日本、英国、葡萄牙和澳大利亚等许多国家开展起来. 本课题,在龙门山断裂带1.1×10~5km~2范围内,用X射线法,以岩体正交异性弹性理论为基础,选测了岩体中力学性质呈高级轴对称的矿物石英和方解石,进行了宏观残余应力测量,绘成最大、最小水平和铅直主应力水平分布等值线图、最大水平和铅直     

应力场重叠法预测龙门山断裂带测区大震时空强分布

一、序言在龙门山断裂带测区,沿断裂带南起邓生北至阳平关长约450km,宽约250km范围内,横跨及平行断裂带布设了6条测线,在57个测点取样,以岩体正交异性弹性理论为基础,取岩石中选测矿物的轴面异性弹性参量,用X射线法,测量了岩体中宏观残余应力的水平和铅直三维主应力的大小、方向及最大剪应力的水平分布场,绘出了它们的水平分布等值线和水平主应力线图。且在测区内三个小区的21个大口径深钻孔中,按各小     

应力场重叠法预测安宁河断裂带大震时空强分布

一、序言安宁河断裂带,北起拖乌,南至碧城,东西宽约200km,南北长约400km。在此范围内,布设了6条测线共42个测点,以岩体正交异性弹性理论为基础,取岩石中选测矿物的轴面异性弹性参量,用X射线法测量了岩体中的宏观残余应力,并绘出其水平等值线分布图和水平主应力线图。同时测量了测区内9个大口径深钻孔不同深度处的宏观残     

古构造残余应力场X射线测量

以岩体正交各向异性弹性理论为基础,用 X 射线衍射法,沿红河断裂带布设7条测线,完成了岩体中三维残余应力测量,绘出了宏观残余应力场等值线及主应力线图.     

X射线法测量石英方解石的轴面异性及其在岩体应力测量中的应用

矿物晶体的力学性质一般为各向异性。在岩体现今应力测量和残余应力测量中,国际上使用的X射线法。由于测量方法的困难,在原理上仍以岩体力学性质为各向同性的假设为前题,在技术上也以岩体各向同性弹性理论为基础,形成各国都在使用的sin~2ψ法。本文对石英和方解石晶体力学性质方向性的进一步研究。使得岩体力学性质由各向同性假设步入正交异性的新水平,成为用X射线法在正交异性岩体中进行应力测量的基本依据,使应力测量从原理到技术都建立在正交异性弹性理论的基础上,这较为符合岩体的实际情况,并提高了测量的准确性。     

古构造残余应力场研究

一、概况和进展古构造残余应力场,是近40年来地学中开展起来的一个新兴研究领域,它填补了地学研究中的一个空白。国际地学界的一些专家都以岩体各向同性弹性理论为基础,用X射线法或机械法,选取岩石中石英的平均弹性参量和其晶面系(32～54),在美国、日本、英国、奥地利、葡萄牙、澳大利亚各个陆块的一些测点,开展了宏观残余应力三维主分量的测量(表1)。前苏联别辽耶夫院士、乌孟斯基院士,我国陈宗基院士、孙广忠教授、日本米谷茂教授,也曾强调残余应力在力学、地震学、岩体力学研究中的重要意义,发表了研究成果。诸家     

中国西南部强震带古构造残余应力场对大震的控制

一、前言我国西南部的北西向红河断裂带和鲜水河断裂带、南北向安宁河断裂带、北东向龙门山断裂带地震活动频繁。两条互相平行的北西向红河断裂带和鲜水河断裂带,大震时一个右旋而另一个却左旋水平错动,则又不失其特殊性。这四条断裂带皆处于我国大震多发区,对大震活动研究有较好的验证作用。古构造残余应力场,是古构造应力场残留至今的残余应力;其性质为岩体中微观残留自平衡应力;形成机制是由岩体强塑性变形固结所造成,只要岩石结构不变便在岩体中长期保存。在岩石新裂面表层中,平行新裂面的残余应力保留,垂直新裂面的在一定深度内     

唐山矿区构造应力场特征及其对冲击地压的影响

河北唐山矿冲击地压的发生除了受开采技术条件、煤层顶底板岩石学特征等因素影响外,主要受赋存环境的影响,其中地应力条件是一个重要的影响因素。以唐山矿构造应力分布规律为背景,对不同水平构造应力条件下回采工作面煤层及其顶底板围岩的三维场进行了数值分析,系统研究了构造应力对煤层及其顶底板围岩的冲击地压的影响。结果表明,在煤矿开采过程中,高水平构造应力对采区煤层及其顶底板围岩的应力场和能量场的分布规律具有重要影响。高构造应力条件下,煤层及其顶底板围岩中的高水平应力为冲击地压的发生提供了力源条件,而在高地应力环境下所积聚的大量弹性应变能为冲击地压的发生提供了能量条件。      

影响工程岩体原岩应力状态的地质因素

工程实践表明,岩体应力量测结果主要受以下两类因素的控制与影响, 1.应力量测方法的稳定性与可靠性。不同的应力量测方法不仅具有相应的适用条件,而且具有不同的稳定性及量测精度; 2.各类地质因素的影响。由于受复杂的地质因素影响,岩体中存在极其复杂的非均匀分布的应力场。除区域性构造应力或构造残余应力的作用外,这些影响因素一般包括:地形;剥蚀作用及岩浆岩的侵入挤     

断层破碎带对川藏交通廊道通麦隧道初始地应力场影响

正确认识岩体结构、地质构造对地应力场的影响是评估地下工程岩爆和软岩大变形的基础.但由于缺乏单点大量实测数据的支撑,目前断层破碎带对地应力特征的影响还不是很清楚.依托川藏交通廊道通麦隧道勘察设计,开展了嘉黎断裂带及两侧完整岩体的大量地应力实测,并分析了其量值的离散性、极大值等分布规律.结果表明通麦隧道在埋深1 107.4 m处完整岩体实测最大水平应力SH为41.57 MPa（兆帕）,属于极高地应力.而断层破碎带内实测应力量值离散且相同深度范围的平均值低于完整岩体,因此完整岩体内的实测数据才能用于区域地应力场评估.受断裂构造影响的岩体应力局部集中有一定限度,与正常应力值相比,可能不会达到量级的差异.预测隧道最大埋深处SH的中间值约为55 MPa.     

河南省熊耳山地区晚侏罗世-白垩纪构造应力场变化及其对岩浆、热液活动的影响

通过对河南省熊耳山地区晚侏罗世-白垩纪构造应力场、同位素测年以及同期的岩浆、热液活动进行了研究,结果表明,在侏罗纪晚期(145～135 Ma),区内构造应力场最大压应力方向为NW向,同期形成了NW走向的五丈山岩体以及NW向展布三人场、黄水庵2个角砾岩带;在白垩纪早期(135～123 Ma),最大压应力为NNW向,同期花山斑状黑云母花岗岩体上侵,并伴有NW向的祁雨沟角砾岩带的形成;其后(123～105 Ma),构造应力场最大压应力方向变为NE向,同期形成了NE向含金石英脉及角砾岩体中金矿体;最后(105～90 Ma),区域构造应力场的最大主压应力方向变为NEE向,同期形成了雷门沟花岗斑岩以及NEE向展布的雷门沟角砾岩带(含钼矿床).     

酒泉盆地南缘老君庙构造带应力场数值模拟

老君庙构造带处于酒泉盆地南缘新生代前陆冲断带上,纵向上,叠置于早白垩世断陷盆地的南部隆起和石大凹陷之上。利用构造应力场数值模拟计算,分别对酒泉盆地南缘山前冲断带的老君庙构造带新生代平面断裂系统及老君庙构造带西段北东向地质剖面进行应力场分析。通过与油气分布区域的对比,得出了以下结论:应力场数值模拟X方向位移场显示构造带西侧的断层具有左行走滑性质,构造带中部以逆冲为主,东部断层位移具有右行走滑的性质;Y方向位移场显示断层位移具有左行走滑性质。老君庙构造带上高应力区中所圈闭的低应力区是油气聚集最有利的区域,应该把这些应力圈闭区域作为油气勘探的重点,如庙西背斜、老君庙推覆体中盘、下盘以及老君庙背斜翼部等低应力圈闭区。     

旋扭构造应力场初析

岩体受外力作用时,它内部的应力呈现某种分布规律性为了突出的指明它具有这种规律性,我们就把这种物质连同它内部的应力分布称为应力场。地应力分布是有一定规律的。它的方向、大小和性质,取决于外力的大小作用方式边界条件,以及外力作用下的岩石力学性质。在地质力学中,构造体系和构造型式展布的状况也反映了地应力的规     

古构造应力场数值模拟及危险性预测研究

在精确确定构造序列与构造格架的基础上,探索出一套从建立构造模型、确定边界条件、选取岩体力学参数与危险性判断准则、计算古构造应力值、预测危险区与安全岛的基本思路与方法。采用有限元法,建立了矿区平面应力与三维构造模型,从加载方式和加载大小两方面模拟历史时期作用于成庄煤矿上的古构造应力。根据地表岩体和深部煤层中的节理,计算其内摩擦角和岩体抵抗变形破坏的能力,获得了古构造应力作用下地表表层、3#煤层的临界区、危险区与安全区。结合研究区节理、断层、褶皱、陷落柱等构造形迹特征,对危险性分区进行综合预测。预测结果揭示,山西晋城成庄煤矿区存在先南北向、后东西向的两期大的古构造运动,即先东西向加载60 MPa,再南北向加载110～180 MPa,可能的危险区分东、西两带,该结论对煤层岩体应力集中带和瓦斯突出区的预测具有重要的意义。     

MATLAB在构造应力场研究中的应用

MATLAB是目前应用最广的科学计算软件之一,利用MATLAB的偏微分方程工具箱(PDE Toolbox)可以求解弹性力学的平面问题.文章利用MATLAB来解决构造应力场的一些问题,在PDE TOOL GUI中求出了简单剪切构造应力场的主应力分布及圆孔附近应力重新分布情况.     

山东沂南金矿田成矿构造系统和构造控矿规律

通过成矿构造研究并辅以多种找矿手段综合分析,以期取得危机矿山找矿的新突破。通过矿区构造地质调查、构造地球化学测量、构造蚀变带填图和以往勘探资料系统整理编图,厘定了沂南金矿田区域性断裂构造(入字型构造)与岩体侵位构造(仌字型构造)复合成矿构造系统,阐述了复合成矿构造系统的基本要素、特征和控矿作用,系统地总结了矿田构造控矿规律。提出:由金场岩体、铜井岩体、银山庄岩体构成了门字形的区隔化空间,控制了金场矿区和铜井矿区富矿段的产出;中酸性岩柱、岩颈及近接触带的寒武系和新元古界多层次的层间滑动带和岩床构造,控制了多层次金铜矿体的产出,但在远离接触带的部位,高角度次级的NNE、NWW-NW向断裂,控制了构造蚀变岩型的金铜矿体;堆金山矿段不是典型的斑岩型金矿,而是产在玢岩体中受NWW-NW向断裂控制的构造蚀变岩型金矿;土门群和泰山群不整合面亦是重要的控矿界面,值得下一步找矿的重视;矿田矿化深度东深西浅,南深北浅,与基底泰山群顶界的埋深具有明显相关性。     

高地应力地区河谷应力场特征

利用数值模拟以及地应力实测资料,研究了高地应力区河谷应力场的分布特征,发现对于无卸荷带的均质弹性边坡,从坡表到坡内可以划分为应力降低区（ ）、应力平稳区（ ）2个区;对于存在卸荷带的边坡,从坡表到坡内可以划分为3个区：应力降低区（ ）、应力升高区（ ）、应力平稳区（ ）。卸荷带的存在是最大主应力从坡表至坡内出现3个带的本质原因。高地应力区边坡由于构造应力场的存在,使得边坡应力集中的水平明显提高,集中的范围明显变大,边坡常常存在较宽卸荷带,因此,高地应力地区高陡边坡的应力场也可以大致划分为应力降低区、应力升高区、应力平稳区3个带。但一些高地应力地区边坡内部发育深部卸荷裂缝,其应力集中区向坡体内部转移,应力降低区内的应力出现波动变化,深部裂缝存在部位应力明显降低     

大伙房水库输水隧洞地应力场特征

为了解大伙房水库输水隧洞地应力场分布对洞室围岩稳定性的影响,采用地质力学方法研究了该区构造形迹特征,阐明了地应力场演化特征,首次将应力场演化划分为4个期次,并结合实测地应力数据建立了工程区地应力场分布模型。结果表明该区是以水平残余构造应力为主的中应力区,最大水平主应力方向为近EW,与洞轴线夹角为39°~46°,对围岩稳定性影响较大。     

考虑地应力分布形式的坝址区初始应力场二次反演方法

在建的乌东德水电站区域构造运动强烈,断层、褶皱及节理较为发育,加之河谷纵横、沟谷深切,导致该区域岩体地应力分布极为复杂,非线性特征显著。为准确获取坝址区初始地应力场的分布特征,通过对地应力分布形式进行优化,提出了考虑地应力张量分布特征的岩体应力场二次反演方法。首先,将地应力张量分解成自重应力、构造应力及非线性应力3个部分,同时依据坝址区地形地貌、地质构造及非均匀性岩层等因素,构建FLAC3D计算模型,利用叠加法原理对坝址区初始地应力场进行一次反演。然后,主要考虑坝址区附近小规模构造及局部开挖条件的影响,构建三维离散元（3DEC）精细模型,同时从一次反演中提取精细模型的初始地应力侧压系数和自重修正系数,并利用均匀设计法进行优化,对精细模型进行二次反演。研究结果表明：一次反演计算获得的初始应力场整体上与实际情况吻合较好,但在局部构造附近与实测值相差较大;二次反演考虑局部地质构造及开挖条件的影响,同时结合一次反演的计算成果,各测点的应力计算值与实测值基本一致;通过将大型商业软件FLAC3D和3DEC相结合来反演复杂条件下工程区初始应力场,在一定程度上实现了岩体应力场在大范围内整体连续、小范围内受局部地质构造等影响导致不连续分布的特点。该研究方法可为类似工程提供借鉴。     

铜陵凤凰山矿田成矿构造应力场模拟研究

本文分析了凤凰山矿田构造复合时序,厘定出D4及D5两期构造变形作用为主要的成岩成矿构造,确定了区内成矿构造应力场的最大剪应力方向为NNE向。在此基础上,建立数值模型,进行同成矿构造应力场的数学模拟。初步得出,矿田内岩体接触带边缘及两侧的韧性剪切带为应力、应变及变形能的异常密集处,在多组构造复合处应力得以调整形成应力低,有利成矿部位必须对应剪应力变化梯度较大处,在此基础上,进行了成矿预测。