雄安新区附近主要隐伏断裂第四纪活动性研究

雄安新区建设是调整优化京津冀城市布局和空间结构的重大举措,雄安及邻区内主要隐伏断裂活动性研究对保障新区的规划、建设具有重大意义。通过可控源音频大地电磁测深、浅层地震、高密度电阻率法综合地球物理探测,结合钻孔地层剖面记录,基本查清雄安新区外围保定—石家庄断裂及徐水—大城断裂的几何分布特征与第四纪活动性。结果表明:1)保定—石家庄断裂为走向NE–SW,倾向SE,倾角45°～75°的正断层; 2)徐水—大城断裂为走向WNW–ESE,倾向S,倾角约70°的正断层; 3)保定—石家庄断裂第四纪以来不活动,徐水—大城断裂晚更新世以来不活动,雄安新区整体处于构造稳定区。     

中国大陆强地震成组活动迁移及其机理分析

研究了中国大陆西部地区(东经108°以西)20世纪初以来7.5级以上大地震成组活动,以及华北至东北地区(30°~55°N,108°~135°E)20世纪20年代以来6.0级以上强地震,10年时间尺度的成组活动迁移过程。在1900~2001年中国大陆西部7.5级以上浅源大地震,分别在1902年1月至1916年12月、1920年1月至1947年3月和1947年7月至1988年12月三个时间段中,先后出现3次成组活动;1997年1月至2001年12月时间段内发生的玛尼和昆仑山西口大地震,可能是第四次成组活动的开始;并且,不同时间段的地震成组活动地区是不重复的,大体上,显示了顺时针的迁移图像。在1927~1998年中国大陆华北至东北地区6.0级以上浅源强地震,分别在1927年1月至1948年12月、1966年1月至1976年12月和1979年1月至1998年12月三个时间段中,先后出现3次成组活动。成组地震活动主体地区随时间的迁移,表现为往返迁移的图像。成组地震活动群集在一个主体地区内,它们或发生在一条活动构造带上或在多条邻近的活动构造带上。同时,应用断层系统内各个断层相互耦合作用和应力转移的模型,去分析成组地震活动迁移过程的机理。     

广昆铁路复线秀宁隧道大皮坡—中村段岩溶塌陷成因

塌陷灾害的发生直接影响着秀宁隧道大皮坡-中村段沿线工农业生产和城镇居民生活,本研究以地质环境与隧道建设活动为基础,分析了区内塌陷的发育特征,揭示本区塌陷在隧道建设前后存在三个发生期:缓慢出现期、集中爆发期、后续影响期;本区塌陷发育存在四个阶段:初始稳定阶段、应力初步变化阶段、塌陷阶段、阶段性稳定阶段,并得出月累积降雨量210～290 mm为本区塌陷发生的临界降雨强度;进一步对本区岩溶富水带塌陷发育模式、断裂带塌陷发育模式进行了讨论,并通过引入塌陷斜率因子μ对区内不同地段潜在塌陷能力进行了对比分析,据此提出了防治措施。     

复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力比例的研究

复合式衬砌结构中衬砌分担围岩压力的评价方法是隧道工程技术的重要研究课题之一。依托某新建铁路隧道工程,提出了一种基于监测位移反分析评价围岩和支护应力,进而计算初期支护和衬砌背后压力的方法。根据监测位移和衬砌施作时间,确定初期支护的已发生变形和剩余变形。通过有限元反分析求出与已发生变形和剩余变形相对应的围岩和支护应力,得到初期支护和衬砌背后压力。对比初期支护背后压力及衬砌背后压力的现场监测和反分析的计算结果,两者比较一致,说明了该方法的可行性。该新建隧道初期支护闭合95 d后施作衬砌,计算得到衬砌背后压力约0.04～0.06 MPa,衬砌分担围岩压力比例约13%～16%。研究成果对复合式衬砌结构的设计具有一定的参考意义。     

考虑断层效应的高铁列车动荷载对地面沉降影响机理研究——以京张高铁怀来段为例

京张高铁怀来段位于怀涿、延矾盆地复合部位,盆地内土体工程地质特性的差异及隐伏断裂稳滑活动产生的地面沉降无疑会威胁京张高铁的安全运行。依据工程地质钻孔及地球物理探测资料,构建跨活动断层地基土体二维地层结构模型,通过数值模拟手段开展考虑断层效应的高铁列车动载荷对地面沉降的影响机理研究。研究表明:列车动荷载主要影响50 m深度范围内的土体,随车速增加动荷载造成的土体竖向位移降低,随车重增加竖向位移增加;在列车动荷载和断层滑移双重作用下,随深度增加,土体竖向位移以受列车动荷载影响为主转为以断层滑移影响为主,50 m以下土体竖向位移全部由断层滑移所致,且紧邻断层两侧距离相同位置上盘土体竖向位移大于下盘。      

泡酸解卡技术在TZ4SH井的实践与认识

水平井卡钻采用泡酸解卡,在塔里木油田塔中区块被证明是最迅速有效的方式。该方法解决了一批水平井卡钻事故,解卡成功率达100%。TZ4SH井解卡作业创造了塔中泡酸解卡多个第一,第一次在非奥陶系地层进行泡酸解卡作业,第一次泡酸地层碳酸盐含量低于90%,第一次使用土酸作业但解卡失败,第一次泡酸作业中发生井壁失稳。实践表明,泡酸解卡不是将卡点的阻碍物完全溶解而是溶解部分阻碍物后使其松动,减弱其对钻具活动的影响。泡酸解卡不仅对卡点岩性及其含量有要求,还要求考虑卡点岩石的胶结强度、井壁稳定性等因素。     

华北地区强震的等待时间研究

从概率论出发,推导出从上一次地震发生时间到下一次地震发生时间(等待时间)的数学表达式,并给出了威布尔分布、指数分布、均匀分布的等待时间表达式。在此基础上,以河北省及其邻近地区为例,用3个分布函数分别计算了各地区发生5.0级以上地震的等待时间发震概率及回溯性检验,并利用AIC准则对何种分布函数更适合华北地区5.0级以上强震危险性分析进行了讨论。     

K_(cv)值在河北及邻区地震预测中的应用研究

地震空间分布非均匀性指标Cv值作为一种有效的预测指标近几年来得到了广泛应用。然而受空间分布的事件样本数大小的影响,Cv值会有所改变。本文采用Cv值标准化后的Kcv值,统计了河北及邻区的地震事件空间非均匀性分布,并与地震时空概率增益综合预测模型相结合,进行研究区地震预测。依据河北及邻区40多年的地震观测资料进行了Kcv值扫描和震例统计,研究了该方法应用于河北地区的预测效能及最优时间尺度。对研究区2008—2012年M5及以上地震的概率增益、地震发生概率预测与实际地震发生情况的回溯性检验结果表明,此方法应用于河北地区地震发生概率的预测是可行的。依据上述方法,对2013—2017年河北及邻区M5及以上地震发生的概率增益和地震发生概率进行了预测。     

玉泉山泉九龙山-香峪向斜的水文地质意义

玉泉山岩溶水是北京市城市用水的主要水源。玉泉山泉水的补给,多数人认为来源于鲁家滩区、河北镇区以及军庄区岩溶水共同补给。岩溶水从军庄区（含永定河水的渗漏量）到达玉泉山要越过中间九龙山-香峪向斜。目前其向斜内钻孔所揭露的奥陶系碳酸盐岩顶板最大埋深1 669 m。就军庄区岩溶水是如何穿越九龙山-香峪向斜并补给玉泉山泉的,目前存在以下两种认识:岩溶含水层导水观点、军庄（永定河）断裂导水的观点。本文通过地质结构、地下水流场、岩溶发育机理以及水质组分含量的分析认为,军庄区岩溶水通过岩溶含水层越过深陷向斜到达玉泉山一带的径流路径存在较大的疑问,进而提出了首先通过上覆永定河松散层潜流过向斜轴部,而后在南部岩溶含水层隆起的红庙岭—八大处背斜轴通过断裂破碎带二次进入岩溶含水层并向玉泉山补给的另一种可能路径。      

开封市黄河滩区土地资源规避洪水风险的安全利用

基于ArcGIS与ERDAS遥感影像制图软件,利用2007年SPOT2.5m分辨率遥感影像,结合实地调查,详细编绘了开封市段黄河河道边界、开封段黄河滩区土地资源的利用现状。采用1992~2007年最大洪峰时期的TM影像与沿河水文站点的观测资料,提取1992~2007年7个典型日期的河道行洪边缘线,与本底数据叠加,编制了开封段不同常遇洪水流量下滩区淹没范围。按照黄河下游二维水沙数学模型,采用2004年汛后河道大断面资料,计算生成不同流量级大洪水在滩区的可能淹没范围图(淹没区边界)。在此基础上,结合土地资源管理与河道行洪安全性的要求,总结当前黄河下游滩区利用开发的现状与存在问题,制订土地安全利用规避洪险的原则,规划土地安全利用分区,分为临河风险缓冲带、近河宜耕地带、相对稳定利用带(中风险带)和稳定利用带。提出了黄河滩区土地资源合理安全利用的对策。