基于S变换的唐山四分量钻孔应力时频特征分析

以2016-02～11期间唐山四分量深孔地应力连续观测数据为基础,使用S变换技术获得区域构造信息的时频特征,讨论其与近场小震及远场大震事件的关联性。研究发现,唐山台近场25 km范围内5次小震事件发生前的数日内,其地应力连续观测数据的S变换结果在720～1 440 min周期范围内均表现为高能量簇异常,且与潮汐因子的日常形态存在显著差异;2016-04-15日本九州M7.0级地震的同震效应主要对地应力S变换结果中周期小于240 min的频段具有较大影响,因此,唐山地应力高能量簇特征可能来自于区域构造应力场动态调整,而非远场大震的同震效应,说明地震事件前后的构造应力时频演化特征与近场地震活动可能存在较高的前兆关联性。     

基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05～1.00 s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00～6.00 s中长周期成分具有显著影响。     

偏心环组对指向式导向系统性能的影响研究

指向式旋转导向系统在水平井和定向钻进中广泛应用,它代表了世界钻井技术的最高水平。首先假设偏心环组个数n=2时可以有效增大钻头的偏移范围,然后通过建立旋转心轴的力学模型,分别推导出n=1和n=2时旋转心轴的转角方程和挠曲线方程进行比较,最后得出当n=2时靠近钻头处的转角θ2要大于n=1时钻头处的转角θ1的结论,即安置2个偏心环组可以达到增大钻头偏移范围,减小井眼轨迹曲率半径,优化系统导向性能的目的。最后,对偏心环组B在L3=0的情况下的力学模型进行了优化。     

青藏高原地区构造变形模拟分析

利用陆态网络2009-2011年GPS站点相对于欧亚大陆的速度场数据,借助二维有限元方法,并考虑研究区域内地质构造上的二级地块和活动断裂,对青藏高原地区的速度场、应变率场进行了模拟,分析了青藏高原地区的形变特征.     

GPS结果揭示的龙门山断裂带现今形变与受力——与川滇地区其他断裂带的对比研究

本文构建川滇地区二维有限元接触模型,采用“块体加载”方法和1999—2007年GPS数据,模拟计算该区主要断裂带的形变运动,对比、分析其运动、受力特征和应力积累差异.结合区域强震研究汶川地震、芦山地震的力学背景.结果显示强震前龙门山断裂带保持低变形,右旋错动不超过1 mm·a-1,挤压不超过0.5 mm·a-1,明显低于其他断裂带,但其两侧应力值与其他断裂带相当,主压应力轴与断裂带走向垂直,形成很宽的挤压带,断层面法向挤压应力积累为-333.74 Pa·a-1,为全区最高.揭示1999年以来,龙门山断裂带及巴颜喀拉块体东部的挤压应力快速增加,致使实际应力可能处于高水平并诱发地震活跃,期间强震呈丛集性,出现汶川、芦山地震接连发生的现象.     

水泥环弹性模量和厚度对套管外挤载荷影响的理论研究

针对水泥环弹性模量变化对套管强度是否有帮助的讨论,采用弹性力学分析方法研究了水泥环弹性模量对不同性质地层内套管外挤荷载的影响规律。研究认为,在岩性较软的地层,应选用刚度较大的水泥环,可帮助套管抵卸一部分载荷;在地层岩性较硬时,选用刚度小的水泥环有助于提高套管抵抗外挤载荷能力。理想的水泥环特性应为高强度、低刚度。其机理是利用高强度抵御地层载荷、低刚度降低载荷传递系数,从而达到保护套管目的;单纯增加水泥环的厚度不一定能够改善套管的受力情况,只有当水泥环弹性模量大于一定值后,加大其厚度可改善套管的受力状况。因此,在实际现场中,应根据具体的地层情况,调整水泥浆特性,达到最好的固井效果。     

水锤效应影响洗井效果的原理

洗井工艺在水文勘探孔成井工艺中占有重要的地位。以封闭反压洗井为例,详细阐述了水锤效应的洗井原理,并通过相应的模型简化推算,得出了水锤效应所造成的水头差可达136 m,在理论上证明了水锤效应具有良好的洗井效果。最后,通过对水锤压强公式中变量的分析,提出了将泵的入水口置于封隔段最底端、提高泵量、减小封隔段长度等3种方法来优化水锤效应的洗井效果。     

四川地区地震前跨断层数据异常分析

概述四川7.0级以上大震前观测场地的异常情况。在核实2个大震震前异常的基础上,将传统异常判别方法进行汇总。总结近年来针对跨断层监测数据进行分析进而识别异常的方法:原始数据反映的断层活动速率异常以及转折异常。在此基础上,引入小波分析的方法对大震前的异常进行判别。对小波分解得到的两个趋势项进行分析,发现了大震与小波分解项异常的对应性。最后,基于对原始数据和小波分解项的分析,提出利用跨断层数据分析大震前兆的参考意见,为以后的震前异常研究工作提供了基础。