穿越富水断层破碎带隧道塌方机理分析与预防

穿越山岭隧道常遇到断层破碎带。由于缺乏断层复杂岩体稳定性机理的研究与理解,隧道施工曾导致多起大变形甚至塌方事故。本文使用理论分析、离散元数值模拟方法,结合现场监测结果,对江西某高速铁路隧道过断层施工案例进行综合分析。在考虑断层破碎带地下水影响的前提下,开展富水断层破碎带施工过程中围岩失稳塌方的内在机理研究。研究得出：隧道穿越富水断层破碎带时,岩体结构面发育,且结构面间多充填碎屑或黏土充填物。随着施工扰动引发结构面发生错动,流动的地下水进一步对结构面形成冲刷,从而降低围岩的完整性与力学强度。断层破碎带抗剪强度越低,围岩松动范围越大,塌方概率与范围越大。根据“防水排水,强化围岩”的思路,本文提出了穿越断层破碎带防塌方的措施：设置迂回导坑、地层预加固、增加支护强度、优化施工工法及加强监控量测,可为此类隧道工程的安全施工提供参考。     

金湖凹陷隐性断裂带形成机制及分布

金湖凹陷基底存在北东、北西向两组断裂。北西向基底断裂活动较弱,对盖层变形影响较小,在盖层中多以隐性断裂带显现;北东向基底断裂活动强烈,对凹陷盖层变形影响较大,不仅形成了凹陷东部边界杨村断裂在内的多条显性断裂,而且形成了多条隐性断裂带。凹陷中部的北东向石港显性断裂带将凹陷分割成西部斜坡带和东部凹陷带。东部凹陷带受基底北西向断裂隐性活动的影响呈现南北分段特征。凹陷盖层中还发育了大量近东西走向的三、四级正断层,它们大致平行成带分布,形成了宝应平行雁列式断裂构造带、唐港雁列式断裂构造带、卞闵杨平行雁列式断裂构造带、西斜坡平行入字型断裂构造带、汊涧泥沛平行雁列式断裂构造带等一系列油气富集区带。上述构造带中的油气藏分布明显受到北东和北西向基底断裂活动影响,呈现北东、北西或近南北向成带、成串分布特征。应用区域地质、重磁等资料开展隐性断裂带预测,识别出10条北东向、5条北西向、6条南北向隐性断裂带。沉积盖层中形成的这些隐性断裂带控制了储集砂体分布、改善了储层物性、使隐性圈闭成带成串分布,是油气聚集成藏的有利区带。     

矿井涌水量预测及其对沙漠植被的影响

矿井涌水对井下安全生产存在潜在威胁,同时可能引发因矿区地下水位下降造成的地表植被难以逆转的演替退化。针对涌水量数值模型构建时边界条件概化不准确和水文地质参数选用不可靠等关键问题,以准确预测矿井涌水量保障煤层安全开采为目标,并为研究区沙漠植被的保护提供理论和数据支撑,选择以天然边界作为研究区周界,在充分收集与分析钻探、物探、抽水试验、地下水长观和矿井采空区范围及其涌水量等资料的基础上反复修正模型,构建了较为逼真的地下水三维非稳定流数值模型。此外依据矿井采空区拓展进程及其涌水量和地下水监测数据等进行模型模拟识别,论证了该模型的合理性和可靠性。利用所建立的数值模型预测了煤层开采条件下的矿井涌水量和潜水位降深场,进而基于潜水位埋深与沙漠植被关系分析了潜水位下降对沙漠植被的影响。结果表明：根据矿区先期煤层开采预测矿井涌水量为3.08×10⁴ m³/d,引起矿区内潜水位下降2.08～2.35 m,将导致矿区内代表性植被沙柳和小叶杨的长势变差、甚至部分枯萎,呈现由中生植被类型向旱生植被方向的演替趋势。研究结果为研究区提供了较准确的涌水量预测值,可以为制定科...     

晚更新世以来黄渤海海侵与黄土高原地貌区域分异

晚更新世以来, 黄渤海盆地沉降速率较大, 发生了三次大规模的海侵, 黄渤海的出现加强了东亚夏季风和黑潮暖流对黄土高原东部地区气候的影响; 东部地区晚更新世温湿期的气候较早中更新世为湿润, 降水特别是汛期降水较多, 侵蚀强烈。和黄渤海三次大规模海侵相对应, 东部地区晚更新世以来有三次强侵蚀期, 中更新世末的统一黄土高原被侵蚀分异为梁峁区和塬区。东部地区的东北部陕北北部、晋西北一带, 由于黄土粒度粗, 抗蚀性差, 侵蚀暴雨多, 侵蚀最为强烈, 形成了现今的梁峁地貌; 南、西、西北部, 由于黄土粒度细, 抗蚀性较好, 或侵蚀暴雨少, 侵蚀相对微弱, 形成现今的塬、残塬地貌。     

中国北方更新世极端冷期冬季风的快速变化

对黄土高原中部洛川和西峰黄土堆积的“上、下粉砂层”进行了间隔 5～ 6 cm的详细采样 ,测量了 80 0多个样品的粒度分布和磁化率值 ,根据沉积速率模式建立了一个相对独立的、较精确的时间标尺。结果表明 ,中国北方更新世极端冷期的黄土堆积记录了东亚冬季风频繁的和较大幅度的千年尺度变化。冬季风加强事件一般持续约1.8～ 2 .4ka。亚轨道时间尺度冬季风变化的可能原因是 ,在极端冷期赤道和极地气温差增大 ,纬向西风环流加强引起的大气环流和蒙古高亚不稳定 ,从而引起东亚冬季风千年尺度变化。在极端冷期降雨量和平均温度低于某个阈值的时候 ,虽然夏季风强度存在变化 ,但不足以影响磁铁矿和磁赤铁矿的形成 ,所以那时磁化率的变化不能很好地记录夏季风气候变化。     

防护林疏透度对近地层大气降尘的影响——以新疆策勒为例

防护林在削弱风速、减少风蚀的同时又可以影响近地层的大气降尘。为探讨防护林疏透度（β）对大气降尘的影响,对新疆杨防护林庇护区0.5 m和3 m高度降尘进行野外观测,并分析了两个高度降尘量空间分布。结果表明：β大于0.47时,防护林对降尘空间分布没有明显影响,0.5 m高度降尘量大于3 m高度,且林后3 m高度降尘量比较平稳,而林后0.5 m高度降尘量出现较大波动;β从0.47下降到0.2时,防护林可以明显影响林后降尘,两个高度降尘量变化趋势相似且平均降尘量差距减小;此段时间,林后两个高度均出现高降尘区,且0.5 m高度的高降尘区滞后于3 m高度。防护林在中等疏透度时（0.2～0.47）可以明显影响林后水平和垂直方向大气降尘,导致林后出现高降尘区,并促进3 m高度降尘,减小两个高度降尘量的差距。因此,应避免将易受降尘危害的作物种植在林后高降尘区。     

北魏（AD386—534）鄂尔多斯高原的自然—人文景观

通过使用历史地理学研究方法，对北魏时期（AD386-534）历史文献记录进行断代考证研究，参用研究精度较高的第四纪地质实验分析资料。围绕鄂尔多斯高原景观问题按地理要素展开探讨，取得的结果是本时段内库布齐沙漠沙深，面积广大，毛乌素沙地已有风成沙丘，植被不丰，干燥气候条件下多个季节仍有雨雪冷湿天气，高原上呈现沙草并存在荒漠-荒漠草原景观，居住其上的人民在套上黄河支流发育地段务农，牧民和载畜量由北向南增多，东南缘边最为集中。     

泾河泾阳段一级阶地前缘古洪水沉积与洪水变化

根据泾河泾阳段一级阶地前缘古洪水沉积剖面(JYc)中285个样品的粒度成分和元素含量分析,结合野外观察、剖面顶部样品光释光测年结果和历史文献记录,研究了泾河泾阳段公元960-1662年间持续约702年的JYc剖面沉积所指示的古洪水变化.结果表明,泾河泾阳段持续约702年的JYc剖面沉积物以粗粉砂、极细砂为主,各组分在整...     

Yonger Dryas时期东亚季风气候和中国东部沙区沙漠变化

位于沙漠／黄土过渡带的杨桃峁剖面,高分辨率地启示记录了ＹｏｕｇｅｒＤｒａｙｓ时期东亚季风气候和沙漠变化历史,在ＡＭＳ＾１４Ｃ测年基础上,磁化率,粒度和有机质含量等替代性气候指标的测试结果分析表明,ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ时期东亚季风气候在全球气候变化的影响下,总的表现为与北半球高纬度地区相同的干寒特征,即沙漠总的具有扩大的趋势,但又与南北半球大气相互作用,特别是赤道太平洋地区气压异常引起亚洲季风气     

Younger Dryas时期东亚季风气候和中国东部沙区沙漠变化

位于沙漠／黄土过渡带的杨桃峁剖面,高分辨率地记录了ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ时期东亚季风气候和沙漠变化历史。在ＡＭＳ１４Ｃ测年基础上,磁化率、粒度和有机质含量等替代性气候指标的测试结果分析表明,ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ时期东亚季风气候在全球气候变化的影响下,总的表现为与北半球高纬度地区相同的干寒特征,即沙漠总的具有扩大的趋势;但又与南北半球大气相互作用,特别是赤道太平洋地区气压异常引起亚洲季风气候的不稳定有关,表现出降水变化特点,沙漠出现逆过程变化,存在短暂成壤固定时期。