工程地质界面: 从多元表征到演化机理

工程地质界面是地层中两种或多种介质间的接触面, 以及对三相介质迁移、物态变化和岩土体稳定性起控制作用的转换面, 它们受自然营力和工程活动的共同作用, 在地质灾害的孕育、发展和发生过程中具有控制性作用。如何准确获取界面的多场演化信息, 厘清界面的灾变动力学机制和相互作用, 是工程地质防灾减灾领域的核心科学技术问题。在回顾工程地质界面研究领域发展历程的基础上, 梳理和归纳了工程地质界面的基本概念、分类体系和主要特征, 并以长江三峡库区典型滑坡为例, 结合本团队的研究工作对界面多元表征与演化机理方面的最新研究进展进行了详细的阐述, 最后对该领域未来的发展趋势进行了展望。上述综述表明, 工程地质界面是诱发地质灾害的关键带, 可分为物质界面、状态界面和运动界面3类。通过引入光纤传感等尖端感测技术, 初步实现了工程地质界面多元信息的智能表征。在对库岸滑坡长期原位监测的基础上, 系统总结了滑坡灾变的演化机理和界面控制模式。根据新时代学科发展趋势和国家重大需求, 今后应进一步关注如何结合工程地质界面的特征, 研发并构建空-天-地-内立体化监测网络, 实现关键界面热-水-力多场耦合信息的实时获取和表征, 并结合大数据及人工智能等技术研发相应的预警预报系统, 以提升对各类重大地质灾害的防范水平和应对能力。      

苏州西部环状构造与推覆构造

环状构造特征该区的地层、岩体、多金属扩床明显呈环状分布,放射状断裂十分发育。遥感、航(地)磁、重力和地化原生晕异常也均显环状特征(图1)。在苏州市以西光福镇以东的广大范围内,分布着以燕山晚期苏州花岗岩体为中心的航磁平坦中磁区(100nT)、重力负异常区(绝对值12毫伽)、遥感大型环状异常。它们     

埕岛油田海域海底沉积特征与工程地质特性

详细阐述了埕岛油田海域海底沉积和冲淤特征,介绍了沉积物的成分、类型和分布特征,并综合描述了埕岛海域海底地貌形态和海底沉积物的物理力学特性,上述研究对埕岛油田的进一步研究和开发有指导意义。     

尕斯库勒砂西区块N1-N21油藏沉积相特征研究

通过对尕斯库勒砂西区块N1-N^12油藏Ⅺ、Ⅹ-Ⅸ、Ⅷ-Ⅵ、Ⅴ-Ⅰ油层组段沉积相特征、沉积体系展布及演化规律的综合分析，认为砂西区块N1-N^12油藏从下向上发育滨浅湖亚相、辫状河三角洲前缘．滨浅湖亚相、辫状河三角洲平原一前缘亚相，整体为一套反旋回沉积．在此基础上分析了砂西区块N1-N^12油藏沉积相与油气分布的关系．结果表明，分布于Ⅷ-Ⅵ油层组的辫状河三角洲分流河道及构造高部位的河口坝、远砂坝微相砂体为该地区的主要储集体，Ⅴ-Ⅰ油层组发育的泛滥平原微相泥岩为该区的区域性盖层．     

柴达木盆地西部跃进二号油田早渐新世沉积相研究

目前在柴达木盆地西部跃进二号油田沉积相研究工作中,存在对微相类型争议性大、展布特征不精细等问题,这些问题制约着油田高含水期的精细开发。因此,根据沉积学基本原理,采用地质相识别(包括岩石学标志和沉积构造标志)与测井相分析(包括自然伽马和自然电位的曲线特征)的综合研究方法,细化该油田早渐新世辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘、滨浅湖沉积亚相,得出水上分流河道、泛滥平原、水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂、分流间湾、砂坝、砂滩、滨浅湖泥10种微相。该套地层纵向从下至上具有完整的辫状河三角洲平原-辫状河三角洲前缘-滨浅湖的退积式正旋回相序。结合沉积微相平面展布和纵向相序,跃进二号油田早渐新世这套油藏存在2种类型的沉积模式:辫状河三角洲模式和湖泊模式。     

月表空间环境因子动态建模驱动的探测区选取

针对在复杂的月表环境下及时高效地选择合适的探测区域这一问题,考察已有的月球探测研究资料,分析了可能影响到科学探测的月球空间环境因子,在此基础上开发了一个可对环境因子动态建模并应用模型自动选取探测区的GIS系统。基于该系统,构建了一个针对嫦娥三号着陆区附近探测区域选取的评价模型,并将其成功应用于嫦娥三号巡视器科学探测目标的选取工作。     

基于杭州偏晚终雪记录的南宋（1131-1270年）气候再推断

本文整理、考订了南宋时期杭州偏晚终雪记录,诊断了此类资料的气候指示意义,进行了各年代不同数量终雪日期值至对应年代平均终雪日期值的转换,进而分析了重建序列所指示的温度变化特征与其他文献证据、气候变化重建结果之间的一致性。结果表明：① 史料记述的杭州偏晚终雪现象系以惊蛰以后为标准,且不包括霰和冰粒类微量降雪类型,其有着明确的气候指示意义（-0.34 oC/10d,R² = 0.37,P<0.001）,可有效用于温度重建。② 基于非线性的波尔兹曼函数,以不同样本量偏晚终雪日期值可有效估算10年平均终雪日期,其外推结果较之线性函数和二项式函数具有更小的不确定性。③ 南宋时期杭州春季的平均温暖程度大致相当于1951-1980年,该时期在百年尺度上可划分为1131-1170年的寒冷期和1171-1270年的温暖期。其中,后一阶段有1181-1200年和1221-1240年两个亚冷期。④ 南宋时期杭州10年平均终雪日期的变化与中国其他地区温度变化的代用证据和重建结果具有较好的一致性,并与太平洋十年涛动的冷暖位相变化比较吻合,这可能说明了中世纪暖期太平洋十年涛动对中国大部分地区气候所具有的共同影响。本文为更深入认识12-13世纪中国东部季风区的气候变化特征提供了新的证据。     

2014年大西洋水在楚科奇边陲区域的上边界混合

This study presents an analysis of the CTD data and the turbulent microstructure data collected in 2014, the turbulent mixing environment above the Atlantic Water(AW) around the Chukchi Borderland region is studied.Surface wind becomes more efficient in driving the upper ocean movement along with the rapid decline of sea ice,thus results in a more restless interior of the Arctic Ocean. The turbulent dissipation rate is in the range of4.60×10~(–10)~(–3.31×10~(–9) W/kg with a mean value of 1.33×10~(–9) W/kg, while the diapycnal diffusivity is in the range of1.45×10~(–6)–1.46×10~(–5)m~2/s with a mean value of 4.84×10~(–6) m~2/s in 200–300 m(above the AW). After investigating on the traditional factors(i.e., wind, topography and tides) that may contribute to the turbulent dissipation rate, the results show that the tidal kinetic energy plays a dominating role in the vertical mixing above the AW. Besides, the swing of the Beaufort Gyre(BG) has an impact on the vertical shear of the geostrophic current and may contribute to the regional difference of turbulent mixing. The parameterized method for the double-diffusive convection flux above the AW is validated by the direct turbulent microstructure results.     

光纤和砂土界面耦合性能的分布式感测试验研究

地质与岩土工程领域中,变形监测一直是评价岩土体稳定性的一个重要指标,其时空演化规律可为工程设计与施工 技术参数优化、地质灾害预警阈值设定提供科学的依据。随着光电感测技术的不断发展,其在地质与岩土工程变形监测中 的作用越来越重要,然而分布式感测光纤与岩土体之间的耦合性对监测结果有显著影响,阐明两者间的作用机理成为该技 术应用的关键环节。文章在综合分析当前地质与岩土工程变形监测技术的基础上,开展了基于BOTDA感测技术的光纤-砂 土界面耦合性能拉拔试验,从试验结果和感测光纤特性两方面分析了感测光纤与砂土的耦合性及二者间的应变传递规律。 试验结果表明：除第一级拉拔外,数据拟合R2均在0.99以上,显示了光纤实测应变分布具有良好的规律性;由试验数据反 算得出的光纤弹性模量约为0.35 GPa,与给定值基本一致;通过感测光纤的F-S端和F-S尾关系,得出光纤-土界面作用过程 可分为全耦合、半耦合和相对滑动三个阶段。上述研究结果为分布式感测技术在各类地质与岩土工程变形监测中的应用提 供指导,同时为开展各类室内模型试验提供参考依据。