隧道突涌水机制与渗透破坏灾变过程模拟研究

针对岩体渐进破坏和充填体渗透失稳两种典型突涌水灾害,阐述了动力扰动、开挖卸荷与高水压三者联合作用下岩体渐进破裂机制,以及高渗透压作用下充填体"变强度-变渗透性-变黏度"的渗透破坏机制。针对渗透破坏突涌水的变黏度机制,采用DEM-CFD耦合计算方法,开展了流体黏度对渗透破坏机制影响的定性模拟研究,分析了流体黏度对平均接触力、流量(流速)、孔隙率、颗粒运移过程、运移轨迹以及临界水力梯度的影响规律。结果表明,低黏度条件下的临界水力梯度比高黏度条件下的要小,换言之,低黏度条件下充填体更容易发生渗透破坏;平均接触力对水力梯度临界值的响应最为敏感,而流量难以准确反映该信息。从渗透破坏突涌水的变黏度机制这单一角度出发(不考虑渗透性增大的影响),随着黏性介质流入水体,流体黏度会增大,但流动速度会降低,两者共同作用下反而阻碍了渗透破坏过程的发展。最后,采用DEM-CFD计算方法,对工程尺度突涌水过程进行了模拟,再现了突涌水优势通道的形成与扩展过程,并指出了实现突涌水灾变机制模拟所需解决的参数选取与定量分析难题。     

东海周边中小型河流沉积物锶钕铅同位素组成及其物源示踪意义

通过对东海周边9条中小型河流沉积物进行锶钕铅(Sr-Nd-Pb)同位素测试,分析了其组成特征及其物源指示意义。结果表明,~(87)Sr/~(86)Sr、~(143)Nd/~(144)Nd、~(206)Pb/~(204)Pb平均值分别为0.719 056、0.512 056和18.614 94。Sr-Nd-Pb同位素组成主要受地质背景和风化作用的制约,空间变化规律明显,可作为区分不同来源河流沉积物的有效指标。统计结果确立出三个端元值,分别为台湾岛东部河流(~(87)Sr/~(86)Sr-0.713 355,ε_(Nd)--8.488)、台湾西部河流(~(87)Sr/~(86)Sr-0.718 804,ε_(Nd)--12.375 7)和大陆东南部河流(~(87)Sr/~(86)Sr-0.722 195,ε_(Nd)--11.944 4)。确立这些端元可为认识中国东部陆架区沉积物"源-汇"过程及陆海相互作用提供科学依据。     

合肥市不同天气条件下大气气溶胶粒子理化特征分析

为探讨合肥市霾天气大气气溶胶粒子的组成及来源,在2012-2013年代表性月份用安德森分级采样器在合肥市区进行大气气溶胶粒子采样,并分析各样本中水溶性无机离子成分(NH4+、Mg2+、Ca2+、Na+、 K+、NO2-、NO3-、Cl-、SO42-)。根据同期气象资料把采样背景天气分为晴空、雾、霾、轻雾等4类,详细分析了这4种天气下大气细粒子(指PM2.1)和粗粒子(粒径大于2.1 μm部分)的浓度、组成以及主要离子组分的异同。结果表明:(1)观测期间晴空天多对应空气质量优良,雾、霾天对应轻度到重度污染,从晴空天到雾、霾天,PM2.1浓度大幅度上升,且其占总悬浮颗粒物(TSP)的比例显著上升。(2)从晴空天到雾、霾天,水溶性无机离子质量占PM2.1质量浓度的比例上升,分别为46%(晴空)、67%(霾)、61%(雾)、80%(轻雾)。PM2.1中水溶性无机离子浓度居前3位的雾、霾天是SO42-、NO3-和NH4+,晴空天为SO42-、Ca2+、NO3-。(3)与晴空天相比,霾天PM2.1中水溶性无机离子浓度变化倍数最大的是NO3-(为晴空的6.1倍,下同)、其次是NH4+(3.6倍)和SO42-(3.0倍);雾和轻雾天PM2.1中水溶性无机离子浓度变化最大的是NO3-(>10倍)、其次是NH4+(>5倍)和Cl-(>4.0倍)。(4)4种天气下,与人为污染有关的离子(SO42-、NO3-、Cl-、NH4+)尺度谱存在显著差异,呈双峰型、单峰型、三峰型等;而Ca2+的尺度谱无明显变化,基本上都呈双峰型。(5)在粒径3.3 μm以下,阳、阴离子平衡较好,随着尺度增大变差,且晴空天比雾、霾天差。主要阴离子浓度间、Cl-和Na+间的比值和相关性,在晴空天和雾、霾天差异较大。      

天然裂缝复杂程度对致密储层破裂特征的影响

地层内部总存在孔隙、裂隙、层理、裂缝、断层等结构特征从而体现为地层地质非均质性,并在人工注采过程中发生不同尺度的破裂而体现为跨尺度的裂缝时空延展特征和致裂机理。以致密油为代表的非常规油气藏开采开发在我国油气产能中占比越来越大,并往往利用水力压裂储层改造技术产生人工裂缝以增强油气渗流而实现其规模经济开发;同时,这类低渗透油气藏亦是CO₂压裂、注入和封存的重要对象。文章基于真三轴大型物理模型水力压裂实验和工程尺度下水力压裂微地震监测结果,通过不同尺度裂缝/裂隙活动所致声发射和微地震事件的时空展布研究岩体多尺度裂缝的破裂特征。研究表明,无论是相对稳定的真三轴水力压裂,还是实际地质工程尺度下的水力压裂微,岩石原生裂缝、裂隙分布趋势和方位对裂缝扩展具有主控作用。     

柴达木盆地西部油田水钾硼锂富集规律及影响因素研究

在对国家“十五”科技攻关2004BA602B-08项目实施的基础上,通过对柴达木盆地西部主要构造油田水的分布特点分析,研究了油田水中主要组分及钾、硼、锂的富集规律,并进一步指出,气候环境、构造演化是油田卤水中主要物质组分富集最主要的影响因素。     

中国近海裸甲藻类分类研究

裸甲藻的分类鉴定工作是其生理生态学研究和赤潮研究的基础,为进一步完善我国裸甲藻分类体系,并为裸甲藻鉴定提供参考依据,收集了国家海洋局第一海洋研究所近年来在中国近海海域进行浮游植物调查所采集的水样与网样标本,针对裸甲藻目进行鉴定,初步鉴定出裸甲藻25种,其中在我国海域首次记录的有6种。以《中国海洋生物名录》收录的分类体系为基础,参照World Register of Marine Species的最新分类系统,将鉴定的25种裸甲藻分为5个科15个属。     

南极附近水域微小型藻类的研究 Ⅱ.南设得兰群岛邻近海域微小型浮游甲藻的分布特征

根据1987年1月17日～2月2日我国第三次南极考察期间,在南设得兰群岛邻近海域所获28个测站的甲藻样品,分析研究了微小型浮游甲藻的种类组成、数量分布和群落结构特征。经鉴定共有11属47种甲藻,其中以圆甲藻属(Gyrodinium spp.)、裸甲藻属Gymnodinium spp.)和原多甲藻属(Protoperidinium spp.)为主。网样甲藻平均丰度为(6.47×10~3个/m~3;水样甲藻平均丰度达2511.43×10~3个/m~3。微小型浮游甲藻的组成具有鲜明的南极海区的地方特点,大部分种是南极地区特有种,适宜在南极高寒海域大量繁殖;部分种为南极沿岸种或南极—亚南极冷水种;还有一部分为南极寒海域冷水种或分布较广的寒温带种;仅个别为广温广布种;南极海域出现的甲藻类分别代表着南极海域生物地理学和海洋生态学的特点。     

快萃仪/GC-MS法测定土壤中11种半挥发性有机物

以贵州省余庆至凯里高速公路某边坡工程为依托,采用数值计算分析了该边坡的稳定性,计算结果表明该边坡处于不稳定状态,有必要对其进行加固治理。应用有限元程序从稳定系数、位移、剪应力等方面分析了挡土墙支护、抗滑桩支护、锚索框架梁支护及挡土墙-喷射混凝土-锚索框架梁联合支护4种支护方案的稳定性,并结合工程造价、环境条件、施工难易程度、工期等因素进行了综合分析。结果表明,该边坡的最优方案是挡土墙-喷射混凝土-锚索框架梁联合支护。     

冲绳海槽北部CSH1孔岩石磁学特征及其早期成岩作用的影响

以2~4 cm为间隔,对冲绳海槽北部的CSH1孔岩心(17.36 m)进行了岩石磁学研究.根据岩心上部的两个特征火山灰层和浮游有孔虫组合分析建立了钻孔的时间框架,沉积物底部年龄可能为50 ka.除了在三个火山灰层和近表层向下的快速降低外,整个钻孔磁学参数的变化甚小,未能反映出50 ka来的气候变化.与大多数沉积物不同,该钻孔大多数层位的S值(S=-IRM-0.3T/SIRM,它代表了低矫顽力磁性矿物的含量)小于0.9,指示钻孔沉积物中存在相当比例的高矫顽力磁性矿物.代表性沉积物样品的磁化率-温度(K-T)曲线除了存在580℃磁铁矿的居里温度之外,还显示200~350℃的居里温度,指示样品中存在铁硫化物(胶黄铁矿-磁黄铁矿).这与加热过程中有刺鼻的臭味、加热后的沉积物变黑对铁硫化物的指示相吻合.自生成因的铁硫化物的存在以及表层磁性参数的快速降低,都明确表明沉积物遭受了早期成岩作用.除了三个火山灰层以外钻孔的其他层位无特征磁学变化,表明沉积物后来受到的改造作用强烈,磁学参数所蕴含的原始气候信号被破坏.在这一系列氧化-还原过程中消耗了沉积物中的有机质和水溶液中的硫酸盐,造成了沉积物中铁、锰元素的重新溶解和沉淀等.     

安徽张八岭隆起区金矿床构造控矿规律

摘 要:安徽张八岭隆起区内成矿期构造是郯庐断裂带长期性、多阶段活动的产物。以该区西张郢和瓦屋刘金矿床为研究对象,根据野外地质测量共厘定出４种与成矿有关的断裂构造,分别为ＮＷＷ向、近ＳＮ向(管店－下马断裂、宋圩－石店子断裂)、ＮＷ向和ＮＮＥ向断裂构造。其中ＮＷＷ向断裂与近ＳＮ向断裂(管店－下马断裂、宋圩－石店子断裂)规模较大,为郯庐左行走滑断裂带的派生构造,前者为右行扭压断裂,后者为左行扭张断裂;二者控制了矿床( 点)的区域分布,是主要的导矿构造。ＮＷ向断裂主要分布于西张郢矿区,为ＮＷＷ向断裂的次级断裂,成矿期受扭张性应力作用,使张八岭群片理构造发生活化,形成顺层滑动破碎带;ＮＮＥ向断裂主要分布在瓦屋刘矿区,为近ＳＮ向断裂(管店－下马断裂、宋圩－石店子断裂)的次级断裂,成矿期在扭压性应力作用下形成挤压破碎带。ＮＷ向断裂及ＮＮＥ向断裂均为成矿提供了有利空间,是张八岭隆起区内重要容矿构造,控制了矿体的空间展布、形态及产状,使矿体在平面上具有平行斜列,近等距性分布特征,垂向上具有南西向侧伏,尖灭再现、尖灭侧现规律。在对张八岭隆起区断裂构造特征分析的基础上,探讨了断裂构造对成矿的控制作用,总结了控矿规律,建立了张八岭隆起区构造控矿模式。