水平井压裂储层应力场分布模拟方法

在研究分析水力压裂对储层岩石力学特性参数影响的基础上,提出一种压力储层应力场分布模拟计算方法。通过建立水平井储层原地应力场模型和水力压裂产生人工裂缝诱导应力场模型,并且利用实际的水力压裂测井参数对储层原地应力场和压裂产生裂缝诱导应力场分布进行了模拟计算。模拟计算结果表明,压裂产生人工裂缝会对储层应力场分布造成很大影响;压裂后储层应力主要在裂缝周围得到积累,并且距离裂缝越远,应力值积累越少;压裂生成裂缝长度也会影响储层应力场分布,裂缝越长,裂缝诱导应力场减小越慢。     

海南岛海岸带风险性评价

对海岸线变化和脆弱性的了解对地方政府部门非常重要,拥有这方面的知识将有助于进行沿海地区的管理和开发。为了研究海南岛的海岸变化特征及其脆弱性,近年来我们采集了大的沉积物样品,并结合海图和遥感卫片分析海岸线变化特征。海南四大城市（海口,文昌,三亚和长江）虽然没有显著的侵蚀特征（海岸线处于相对稳定状态）,通过脆弱性评价发现其均为中等脆弱性,主要是由于大量人口对海岸造成的压力所致。因此,本文提出的基于包括人为-自然因素的海岸脆弱性评价方法,具有制定海岸带管理和适应性策略的运用潜力。     

Interactions between freeze–thaw actions,wind erosion desertification,and permafrost in the Qinghai–Tibet Plateau

The unique natural environment of the Qinghai–Tibet Plateau has led to the development of widespread permafrost and desertification. However, the relationship between desertification and permafrost is rarely explored. Here we study the interaction between desertification and permafrost using a combination of simulations, experiments, and field observations in the Qinghai–Tibet Plateau. Results show the cohesion values of the test samples that experienced 1, 3, and 6 freeze–thaw cycle times decreased by 65.9, 46.0, and 35.5 %, respectively, and the compressive strength of the test samples decreased by 69.6, 39.6, and 34.7 %, respectively, compared to the test samples that did not experience freeze–thaw cycles. The wind erosion rate of the test block eroded by sand-bearing wind was far larger than that by clean wind under the same conditions; the maximum value was 50 times higher than that by clean wind. The wind erosion rate increased with an increasing number of freeze–thaw cycles, water content, and freeze–thaw temperature difference. The ground temperature below the sand layer was decreased, compared to the natural ground surface that without sand layer covering, the drop amplitude of yearly average temperature was roughly maintained at 0.2 °C below the thick sand layer (1.2 m), and the maximum drop of yearly average temperature was 0.7 °C below the thin sand layer (0.1 m). Therefore, with the presence of water, the destruction of surface soil structure caused by repeated and fierce freeze–thaw actions is the main cause of wind erosion desertification in the permafrost region of Qinghai–Tibet Plateau, and sand-bearing wind is the main dynamic force. The development of eolian sand deposits after the desertification emerges. As a result, the properties of the underlying surface are altered. Due to the high reflectivity and poor heat conductivity of the sand layer, the heat exchange of the land–atmosphere system is impeded, causing a drop in the ground temperature of the underlying permafrost that subsequently preserves the permafrost.     

腾冲地块梁河早始新世花岗岩成因机制及其地质意义

腾冲地块梁河地区芒东和青木寨花岗岩是新特提斯洋演化过程中重要的壳源岩浆活动产物。岩石形成年龄为48~51Ma,属于早始新世,与腾冲地块西缘盈江地区大量的酸性和基性侵入岩的形成年龄相近。梁河地区的早始新世花岗岩具有高硅、钾的特征,属于准铝质-强过铝质高钾钙碱性S型花岗岩。这些花岗岩具有高的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值和富集的Nd同位素组成,Nd模式年龄显示源岩应为中元古代的地壳岩石。同时,芒东花岗岩具有高的CaO/Na_2O和相对低的Al_2O_3/TiO_2、Rb/Sr和Rb/Ba比值,说明源区为变质杂砂岩。而青木寨花岗岩具有低的CaO/Na_2O和Al_2O_3/TiO_2、相对高的Rb/Sr和Rb/Ba比值,指示其源岩以变泥质岩为主。结合区域内中-新生代岩浆活动特征,我们认为芒东和青木寨花岗岩是印度-亚洲大陆东向初始碰撞或同碰撞时期挤压背景下,腾冲地块中下地壳成熟度较低的杂砂岩以及成熟度较高的泥岩在高温条件下部分熔融的产物。     

木寨岭深埋隧道北段地应力测量与围岩稳定性分析

基于兰渝铁路木寨岭深埋隧道工程区活动断裂调查和3个钻孔水压致裂地应力测量,获得了木寨岭隧道工程区北段的现今地应力分布特征,结果表明,北段工程区最大水平主应力为38.38 MPa,属于高地应力区;三个主应力的关系为SHShSv,表明该区地壳浅表层现今构造活动以水平运动为主,主应力关系有利于逆断层的发育和活动;最大水平主应力优势方向为NE,反映穿越隧道北段的NWW向主要断裂带具有逆冲兼反时针扭动活动特征。根据地应力测量结果、相关理论及判据认为:隧道北段横截面形状以水平长轴、垂直短轴,且长短轴之比近似于隧道截面上侧压力系数的椭圆形为宜;隧道北段在埋深范围开挖时,硬岩具有岩爆发生的可能性,软岩具有发生严重挤压变形的背景。该成果为深入研究隧道区应力场特征,分析隧道围岩稳定性,科学设计隧道断面形状、结构和强度等工程地质问题提供了依据。     

同源花岗岩谱系填图——内蒙古二连宝德尔石林花岗岩填图试点

单元-超单元花岗岩谱系填图方法是以同源岩浆演化理论为指导思想建立发展的。该方法从20世纪80年代开始在中国推广和应用,然而,随着岩浆岩理论的不断发展及填图实践过程中遇到的问题,填图方法回归到早期的"岩性+时代"方法。在新的形势下,如何开展好新一轮的花岗岩填图工作,谱系填图是否仍具有适用性值得分析探讨。以中蒙边境地区出露的宝德尔石林花岗岩体填图试点成果为例,阐述岩浆岩填图试点方法的可行性。填图结果显示,该岩体为复式杂岩体,发育约160Ma和140~124Ma两期二长花岗岩,这两期二长花岗岩时代和岩石结构存在差别,野外的主要区别在于粒度。它们处于同一个区域性伸展背景,属于同源岩浆演化的产物。依据谱系划分方案,可以划分为晚侏罗世和早白垩世2个序列及5个单元,且可以进行区域对比。因此,基于岩浆演化规律,以解体岩体和进行岩石类型归并为精髓的谱系填图对于同源花岗岩仍是适用和必须的,但不可扩大化。     

阵列式探地雷达信号极化场特征

阵列式观测是探地雷达系统研制和新型探测方法的一个重要发展趋势,而同形多源并发地下目标响应特征分析成为系统研制和数据处理研究的基础和前提。阵列式天线的多源并发信号及目标反射信号存在复杂的极化特性,但同时也包含更多目标特征的响应信息。本文针对基于似平面波探地雷达系统,分析了目标体在极化平面波照射下的响应特征,从多极化信号角度分析典型地下目标体形态特征;并采用时域有限差分正演分析方法,通过对阵列天线接收到的数据沿时间轴进行积分来获得目标在地表投影的分布情况,分析了一维及二维分布的收发天线阵列对目标的检测。研究成果表明,多极化综合特征分析能够有效改善目标检测的稳定性,提高目标响应信号的信噪比,减弱天线方向图和目标散射截面闪烁对数据剖面的影响,降低数据处理和解释的难度。     

砂土中抗拔桩与抗压桩模型试验研究

为研究单桩在抗拔与抗压条件下承载能力、桩身轴力以及侧摩阻力分布规律的不同,进行了砂土中长径比大于40的抗拔桩与抗压桩室内模型试验,通过桩身内设置电阻应变片,测得各级荷载下桩身不同深度的应变。分析表明,抗拔桩不论是位移还是位移增长速率,都远远超过抗压桩。因此,抗拔桩设计时应综合考虑桩顶上拔量来确定抗拔承载力。抗拔桩与抗压桩的桩身轴力分布具有相似的特性,试验所得抗拔总侧摩阻力折减系数?=0.56。抗拔桩与抗压桩侧摩阻力都是从上部开始发挥并向下传递,随着荷载的增加,上部侧摩阻力变化很小,桩身中下部侧摩阻力迅速增长。抗拔桩桩端部侧摩阻力表现出弱化效应,抗压桩则表现出强化效应。     

油页岩灰渣制备人造大理石及其性能

利用油页岩灰渣、不饱和聚酯树脂为主要原料,辅助加入固化剂和促进剂,室温固化合成一种新型人造大理石装饰材料。运用实验系统研究原料配比、固化剂和促进剂用量、固化时间、树脂类型与填料粒度等因素对材料性能的影响,并确定了大理石制备的最佳配方。基层最佳配方（质量分数）：不饱和树脂1号为20%～27%、引发剂0.5%～2.25%、促进剂0.5%～1.5%、油页岩灰渣50%～70%、碳酸钙粉5%～20%;表层最佳配方（质量分数）：不饱和树脂1号为25%～30%、引发剂0.5%～2.0%、促进剂0.5%～2.0%、氢氧化铝40%～50%、碳酸钙粉20%～30%。采用该方法制备的人造大理石外形平整美观,压缩强度为79 MPa,弯曲强度为7.4 MPa,放射性比活度I_Ra和I_r分别为0.67、0.45,质量符合国家标准。     

都江堰—汶川公路边坡地震破坏模式研究

汶川特大地震发生后,都江堰至汶川公路两侧地质灾害尤为发育,先后多次完全中断震中生命线的交通,严重影响了公路的安全运行和灾后重建的顺利进行。通过汶川地震前后都江堰-汶川公路边坡现场调查资料对比分析,研究了该地段边坡的主要地质灾害类型及其破坏模式、易发性分区和防治建议。研究表明破坏类型主要为碎屑流式、碎裂滑移崩塌,剪断-溃滑型、拉裂-溃滑型、顺层溃滑型滑坡和沟谷型泥石流。都汶公路两侧的边坡灾害以崩塌为主,滑坡、泥石流次之。地震使区内泥石流暴发的频率和规模增大,特大型泥石流主要发生在映秀-北川断裂带的地震烈度较高区域。防治此类地质灾害,应以治理为主,预防和避让相结合。