考虑海水-海床耦合效应的海底隧道地震响应研究

在近海海域修建海底隧道必须考虑地震灾害的潜在威胁,进行海底隧道地震响应研究时考虑海水动水压力的影响将更贴合实际情况。为研究考虑海水-海床耦合效应的海底隧道地震响应规律,本文基于某海峡海底盾构隧道工程,考虑了海床土体和隧道混凝土的动力非线性特性以及海水与海床之间的耦合效应,建立了海水-海床-隧道动力相互作用的有限元模型,研究了在不同地震动输入、不同地震激励方向、不同上覆水深条件下海底隧道的地震响应规律。结果表明:使用ABAQUS中的声学模块能够有效地实现流-固耦合作用的模拟;在水平地震作用下,隧道在左右拱肩及拱脚位置应力集中显著;地震作用时水域最大动水压力出现在隧道正上方左右两侧海床表面处;当处于双向地震激励时,海床表面动水压力显著增大,隧道各点处的应力峰值也随之显著增大;相较于高频丰富的地震动,低频丰富的地震动输入对海底隧道的影响更大;海底隧道地震损伤随着水深增加逐渐减小。研究结果有助于更好地掌握实际海底隧道地震响应规律。     

象山港海底某公路隧道最小岩石覆盖厚度及选线方案优化研究

通过对国内外海峡海底隧道的调研分析,归纳得到三种确定最小岩石覆盖厚度的方法——挪威经验公式法、日本最小涌水量预测法以及国内顶水采煤经验法。利用上述三种方法,对象山港海底某公路隧道的最小岩石覆盖层厚度进行工程类比。综合考虑三种方法的分析结果,结合隧道地质条件,获得最优的岩石覆盖厚度。结合隧道海底的地形及地质条件,选择一个剖面作为控制剖面,根据隧道的设计坡度分别得到隧道底板线的位置及各个剖面在设计坡度下的岩石覆盖厚度,并与工程类比厚度比较。根据分析比较结果,调整隧道底板线部分段的坡度,使得隧道在满足安全的条件下,得到最短的隧道线路,从而决定隧道的最优选线方案。     

渤海海峡跨海通道工程地质条件初步分析

渤海海峡跨海通道工程的前期研究一直停留在规划层面,系统性的工程地质勘察工作基本是空白。本文通过资料搜集、现场调查、海上钻探、海洋物探、室内试验等手段,重点围绕跨海通道沿线工程地质特征、特殊岩土性质、不良地质作用和主要工程地质问题等开展了系统研究。研究表明:(1)海峡通道内海底第四系覆盖层厚度深浅不一,邻近岛屿附近埋藏较浅,海峡腹地、峡道中部厚度较大;老铁山水道中央位置处覆盖层最厚,附近ZK1钻孔深度达到186.3m,仍未见基岩;(2)通道沿线地层岩性主要有石英片岩、变质砂岩、长石砂岩、片麻岩等,岩性较为坚硬,岩体基本分级以Ⅲ~Ⅳ级为主;(3)沿线特殊岩土有填筑土、新近黄土、软土和泥质膨胀岩4类,不良地质作用有危岩落石、人为坑洞、有害气体和地震地质灾害等;(4)工程地质问题主要有跨越断裂带和海底隧道突涌水两方面,隧道突涌水风险集中在断裂破碎带附近。研究成果对科学论证渤海海峡跨海通道工程建设方案具有重要意义。     

厦门翔安海底隧道不良地质段施工风险识别与应对

修建海底隧道技术难度高、施工风险大,其中不良地质段是施工高风险地段。厦门翔安海底隧道是中国大陆地区第一条海底隧道,长6.05 km,最深处位于海平面下约70 m,采用设置服务隧道的3孔隧道方式,设双向6车道,钻爆法施工。隧道场区以花岗岩地层为主,主要不良地质段包括两端陆域及浅滩全强风化地段和海域多处风化深槽,其施工期风险管理尤为重要。应用风险评估与分析理论,探讨了海底隧道施工风险发生机制及风险水平评估方法。针对厦门翔安隧道施工图设计阶段的地质勘测、土建结构设计和拟采用的施工方法,对不良地质段施工期的典型地质风险和施工风险进行识别与风险水平评估,研究了降低风险的相应对策,以便在施工中对风险进行管理,采取必要措施保障施工安全与质量。     

复杂条件下地震模拟和解释问题的研究

地震方法技术在能源和工程地质勘查中是一种有效的方法技术。由于在金属矿区所涉及到的地震地质条件十分复杂，地震方法技术在金属矿勘查中的应用受到了限制。为有效地识别和利用地震记录上复杂的地震波场，并使地震方法技术较好地应用在金属矿勘查中，结合内蒙古大井多金属矿区的地震试验，开展了复杂条件下的地震模拟和解释问题的研究，取得了一些初步研究结果。     

海底隧道围岩位移全曲线研究

限于施工现场条件,目前的隧道量测位移均是隧道实际位移的一部分,而隧道量测全位移则少有研究。以厦门海底隧道工程为依托,对隧道开挖各部拱顶下沉监测数据进行了回归分析,得出了海底隧道CRD1和CRD3部拱顶下沉未监测到位移的第1部分Y1。采用三维有限差分程序研究海底隧道各部位移全曲线,得出了掌子面到达研究断面前发生位移所占比例。根据实测资料得出海底隧道CRD1部和CRD3部拱顶下沉未监测到的位移第2部分Y0。将Y0和Y1与实测部分Ym相加,即得到隧道位移全曲线。     

平面P1波入射下海底隧道与海床土交界面滑移接触效应解析解

基于理想流体波动理论和Biot饱和多孔介质波动理论,考虑工程实际中海底隧道与周围海底土体的滑移接触关系,建立了含滑移界面海底隧道模型,该模型还考虑了海水-海床土-海底隧道的动力相互作用。采用Hankel函数积分变换法和波函数展开法,推导了平面P₁波入射下海底隧道与周围海底土体滑移接触界面效应的解析解。在解析解的基础上,通过数值计算分析了滑移接触条件对海底隧道地震动力响应的影响。计算结果表明：滑移接触条件对海底隧道的位移响应和应力响应影响明显;考虑隧道-海床土界面滑移接触条件下海底隧道的位移响应和应力响应显著高于界面无滑移条件时的位移响应和应力响应。     

工程物探在桥位选址中的应用——舟山朱家尖海峡大桥物探实例

本文介绍性在舟山朱家尖海峡大选址阶段，采用工程地球物理的浅地层剖面和多次覆盖水浅上地震勘查，取得良好的地质效果，为朱家尖海峡大桥选址提供科学的地质依据。     

青藏铁路昆仑山隧道工程地质条件

主要论述了昆仑山隧道这一高原冻土隧道的工程地质条件，特别就隧道区多年冻土的认识及具体的工作方法、古冰川作用及冰锥的分布及其成因和隧道山体地下水情况分析等做了较为详尽的描述，为隧道设计、施工提供了科学的地质依据及工程措施意见。     

震害与地质条件

地震对建筑设施及场地所造成的破坏决定于三种因素:1、地震条件,包括地震震级、震源深度、地震历时、震中距等;2、地质条件,包括区域地质构造和局部场地条件;3、结构物抗震性能,其中地质条件的影响表现在两方面:第一是对地震惯性力的影响,在这方面,地基特性和地震波传播介质性状的差异可导致地面结构物的不同破坏,     

台湾海峡表层沉积物中黏土矿物特征及物质来源

利用X射线衍射仪,对比分析台湾海峡及周边表层沉积物的黏土矿物特征,讨论长江、福建和台湾河流对海峡黏土矿物的贡献程度。福建河流（闽江）的黏土矿物以高岭石为主（>40％）,其次是伊利石（30％）和绿泥石,不含蒙脱石;长江和浙闽泥质区的黏土矿物特征是伊利石含量最高（61％～66％）,其次是绿泥石（16％～17％）和高岭石（10％～13％）,少量蒙脱石（6％～9％）。台湾河流（浊水溪）黏土矿物组合为伊利石（>70％）和绿泥石,不含高岭石和蒙脱石为特征。台湾海峡高岭石含量由西向东明显减少,说明高岭石主要来自福建的河流。〖JP2〗台湾海峡50 m等深线以东区域的黏土矿物具有高的伊利石和绿泥石含量,低的蒙脱石和高岭石含量,且伊利石的化学指数和结晶度值都明显低于长江和福建的河流,反映台湾河流的物质来源。在台湾暖流作用下,台湾河流为台湾海峡中北部提供了大量的伊利石和绿泥石。福建近海的黏土矿物主要是由福建河流提供的,但在平潭岛周边海域的黏土矿物可能有长江物质的混合。〖JP〗     

Tracking neolithic interactions in southeast China: Evidence from stone adze geochemistry

The authors conducted a sourcing study of stone adzes recently excavated from the Damaoshan site on Dongshan Island, Fujian province, China. They used XRF, ICP‐MS, and petrographic thin‐section techniques for geochemical and petrographic analysis of six stone adzes from the site and three geological samples from Dongshan Island. The chemical data of these samples compared with other lavas in Fujian, Zhejiang, Penghu, and Taiwan suggest that the Damaoshan people imported stone raw materials either from the Penghu Archipelago in the Taiwan Strait or from the Niutoushan area on the Fujian coast. This indicates that exchange networks along the southeast coast of China, and possibly spanning the Taiwan Strait, had developed as early as 4300–5000 yr B. P. © 2005 Wiley Periodicals, Inc.     

海峡西岸城市群地质环境特征研究

福建南部沿海是全国城市化水平最高的地区之一,国内生产总值占福建省的51．64％,现已成为“海峡西岸经济区”建设的核心区域。城市是以人类社会为主体的生态系统,是城市社会(人口、劳动、智力)与城市空间(地质、资源、环境)对立统一的系统。区域地壳稳定是城市建设的基本条件,水是城市发展不可缺少的自然资源,闽南沿海花岗岩风化壳发育,软土环境工程地质问题突出。本文重点讨论城市区域稳定性问题、城市水资源供需平衡问题和城市开发建设可能涉及的工程地质问题。     

台湾海峡西部表层沉积物磁化率特征

为研究台湾海峡西部表层沉积物磁化率变化特征及其控制因素,对采自平潭至汕尾近海海域的228个表层沉积物样品进行了磁化率分析,得出低频磁化率和频率磁化率值均呈从近岸向外海递减趋势,且厦门湾以北近岸海域的低频磁化率明显高于厦门湾以南的,频率磁化率在平潭岛外侧和汕尾近岸海域相对较高,且自平潭岛向南,有一明显的递减趋势。通过和前人关于台湾海峡西部沉积物类型和重矿物分布研究的对比发现台湾海峡西部表层沉积物磁化率在近岸细粒沉积物中高,外海粗颗粒沉积物中低,磁化率值的变化趋势和沉积物中磁铁矿含量的变化趋势一致,说明台湾海峡西部磁化率和频率磁化率主要受沉积作用和沉积物来源的影响。     

福建省沿海经济带生态地球化学分区研究

在福建省沿海经济带生态地球化学调查基础上,根据地质背景和地貌类型、土壤酸碱度和SiO2含量,将调查区划分为36个生态地球化学区,归纳了各区特征性的化学元素种类。为了正确评价各生态地球化学区的质量,分析了福建省历史文化名镇（村）的地质背景,探讨了滨海地区土壤有机质含量和稻米汞含量的关系。结果表明,海峡西岸生态环境质量良好,花岗岩低山丘陵区特别优良,重金属元素异常主要分布在河口平原,而在滨海沙地有害元素的生物有效性高。     

地质工作辉煌的50年——纪念福建省地质矿产勘查开发局建局50周年

福建省地质矿产勘查开发局是一支具有光荣历史和优良传统的队伍,建局50年来取得了丰硕的地质找矿成果,为福建省经济建设和社会发展作出了重要贡献。作为福建省地质工作的主力军,福建省地质矿产勘查开发局正积极融入海峡西岸经济区建设,不断拓宽地质工作服务领域,力争为福建经济发展作出更大的贡献。     

平潭海峡大桥海上地震勘探

全长3478m的平潭海峡大桥是一大型桥梁工程, 桥位自然条件恶劣, 工程地质条件复杂.为了克服浅层水域常见的电火花震源激发频率高、能量衰减快、探测深度浅等不足, 采用工程地震仪和振动冲击震源在海上开展地震反射波勘探工作, 结合地质钻探工作, 查明了桥址区的地层岩性分布、地质构造等工程地质问题, 为桥梁建设提供了重要的地质依据.工程应用表明: 在地球物理条件不利的情况下, 获得了较清晰的地震反射波, 其有效波主频为200Hz左右, 是水域工程地震勘探经济环保、简单有效的工作方法之一.      

福建二叠系中统文笔山组页岩气储层条件分析

为丰富福建省页岩气资源调查评价的基础研究工作,以有机地球化学、岩石矿物成分和储层物性分析等实验为重点,结合野外地质调查、露头及钻井等资料,分析研究了福建省二叠系中统文笔山组页岩气储层地质条件。结果表明:福建二叠系中统文笔山组泥页岩干酪根为Ⅲ型;有机碳质量分数普遍在1%~2%,有机质丰度中等;R_ran值介于3.76%~4.91%,泥页岩处于过成熟演化阶段;岩石脆性矿物普遍较低;泥页岩孔隙度中等,渗透率极低,微孔和中孔提供了气体吸附的主要场所。与国内外典型含气泥页岩相比,福建文笔山组具有形成页岩气的物质基础和埋藏条件,初步认为福建省中部龙岩一带可以作为下一步工作的重点区域。后期需要加强有机质成熟度和微观孔隙结构对储气性能的研究,了解研究区内泥页岩的吸附能力、孔隙形态及发育特征,为福建地区页岩气勘探开发提供指导作用。      

中国近海潮汐变化对外海海平面上升的响应

针对外海海平面上升对中国沿海潮波系统和潮汐水位可能带来的影响,通过西北太平洋潮波数学模型对边界海平面上升后潮波变化进行了数值模拟。研究发现边界海平面上升后,在无潮点附近东侧迟角增加,西侧迟角减小;无潮点北侧振幅增加,南侧振幅减小;辽东湾、渤海湾顶、辽东半岛东海域、海州湾至鲁南沿海、苏北沿海、台湾海峡至浙东沿海和南海平均潮差增加,海平面上升0.90 m后潮差最大增幅达0.40 m;长江口、杭州湾至对马海峡、朝鲜西海岸和莱州湾海域潮差减小。随着海平面上升量值的增加,渤海、台湾海峡潮差变化速率相对稳定,黄海、东海和南海站位变化速率有所变动;平均高水位的变化趋势与潮差一致;潮差增加的区域,高水位抬升幅度超过边界海平面上升幅度。海平面上升引起的高水位超幅变化,增加了沿海地区对风暴潮和其他灾害防护的风险。     

Quantitative Tectonic Markers of Large Coastal Earthquakes in Fujian, Guangdong, Taiwan and Hainan——with a Discussion of Qualitative Indicators

This paper expounds the quantitative tectonic indicators and some qualitative indicators of large earthquakes in the coast areas of Fujian, Guangdong, Taiwan and Hainan. The main quantitative indicators include uplift amplitude of the Moho, Quaternary and Late Holocene coasts. The paper also gives a brief account of the research method on quantitative indicators of surface uplifted zones. Taiwan is a famous neotectonic zone and an area of large earthquakes in the world. There is only one large-earthquake area in each of Fujian, Guangdong and Hainan Provinces. Along the coast large earthquake areas there are certainly many remains of crustal activity. Among these remains, coast activity, taking the sea level as the accurate marker horizon, can determine not only the amplitude of coastal elevation and subsidence in a certain period, but also the cycle and rate of positive or negative movements.