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。     

钻井液侵入含天然气水合物地层的机理与特征分析

海洋含天然气水合物地层是具有渗透性的多孔介质体,钻进过程中钻井液不可避免地会与它发生能量和物质交换,从而影响测井响应、井壁稳定和储层评价。在过压钻井条件下,水基钻井液驱替侵入含天然水合物地层和温差下热传导导致的天然气水合物分解是耦合在一起的,其侵入可描述为一个包含相变的非等温非稳态渗流扩散过程。分析了天然气水合物在多孔介质中的分解特性,指出了多孔介质中天然气水合物分解的影响因素,通过钻井液侵入含天然气水合物地层与侵入常规油气地层的比较,提出了借鉴天然气水合物开采渗流模型建立钻井液侵入数值模型的思路。     

塔里木盆地上白垩统依格孜牙组碳酸盐岩沉积学特征及地质意义

塔里木盆地西南缘沿西昆仑山前白垩系上统依格孜牙组沉积巨厚的碳酸盐岩，分布范围西至喀什，东至叶城县克里阳地区，主要岩相有以生物碎屑灰岩为主8种岩相，碳酸盐岩主要由亮晶鲕粒灰岩和高晶生物碎屑灰岩组成；沉积环境以台地边缘、开阔台地相、局限台地相为主；沉积环境自东向西由台地边缘-开阔台地相-局限台相演变；厚度在西向东由125m减薄至10m；巨厚的碳酸盐岩沉积可以划分7个米级旋回，7个米级旋回的碳酸盐岩沉积组成了塔里木盆地西南缘白垩系新的油气勘探目的层系，丰富的牡蛎、蛤、螺等化石，稳定的台地相、礁滩相台地边缘相沉积，说明当时塔里木盆地西南缘为向西北开口的海域，古气候温暖，古盐度为半咸到咸水；海域古地理西边与塔吉克相通，东边至叶城县克里阳地区，沿昆仑山前呈显一峡长条带。     

扬子地台北缘地壳演化与金成矿特征

文章讨论了扬子地台北缘地壳演化,地层分区,构造分带和金成矿特征,确定大部分大中型金矿位于扬子地台北缘裂谷系,微古陆内外接触带。认为该区经历了复杂的地质构造演化,形成了不同的金矿类型与矿化组合。最后总结了找矿方向。     

秦巴山区钡矿床分带初步研究

秦巴山区钡资源丰富,钡矿床（重晶石、毒重石）分３ 带：南带为毒重石矿带,北带与中带为重晶石矿带。成矿条件与成矿类型各不相同。在秦巴山区寻找大型、超大型钡矿前景乐观。     

新疆于田阿什库勒火山群若干新的野外地质证据

位于青藏高原北缘的新疆于田阿什库勒火山群地区是中国大陆现代火山和地震活动最活跃的构造区之一,是研究青藏高原演化的重要窗口,但由于地处高海拔(4700~5600m.a.s.l.)无人区,研究程度还很低,甚至还不曾开展过系统详细的野外地质调查。本文报道最近在这一地区的一次野外考察结果,在前人鲜为涉足的阿什库勒盆地北部发现了苏贝稀1号、苏贝稀2号和托甫热三个火山口,并且在前人有争议的盆地南部高台山地区找到确凿的证据,重新认定高台山火山的存在。我们还在高台山和椅子山火山之间考察了前人未曾报道的小黑沟火山。由小黑沟流向乌鲁克库勒湖的火山熔岩流动和冷却过程中形成的熔岩冢等火山地质景观在严酷的荒漠环境中迄今仍然保存完好,表明小黑山火山很可能是一座全新世的火山,是本次考察到的最年轻的火山。     

管棚力学行为的解析分析与现场测试

管棚超前预支护在隧道上部形成纵向拱效应,从而保证隧道的安全开挖。然而由于模型边界条件的复杂性,目前多局限于从管棚对控制围岩变形和开挖面稳定的整体效果进行研究,无法分析管棚真实的力学行为。对管棚的Winkler弹性地基梁模型进行了改进,并考虑了初期支护的延滞效应,基于Pasternak弹性地基梁理论,推导了管棚的挠度方程和内力计算公式,并提出求解方法。以一隧道开挖为例,通过Pasternak模型和Winkler模型的计算结果与管棚的现场测试数据的对比分析,说明Pasternak模型较Winkler模型与现场测试曲线吻合更好,说明Pasternak模型改进了Winkler模型中地基变形不连续的缺陷,更符合实际受力情况,能较好地反映管棚在隧道开挖过程中的真实力学行为。计算结果表明：管棚起着杠杆作用,能够有效地将开挖面附近的上部荷载向未开挖区传递,从而控制隧道变形,保证开挖面的稳定。     

河南洛宁县铁炉坪银铅矿床地质特征及找矿标志

通过对铁炉坪银铅矿床地层、构造、岩浆岩及围岩蚀变等地质特征研究,认为矿体受花岗绿岩带及构造断裂带的联合控制,并受后期热液叠加改造,属海底火山喷发-变质热液改造块状硫化物型矿床,归纳总结其找矿标志,对熊耳山地区寻找同类型矿床具重要指导意义。     

贵阳城市土壤重金属元素形态分析

选取贵阳市62个代表性的表层土壤样品,分析了其重金属元素的含量和存在形态.结果表明,贵阳城市土壤中5种重金属元素(Cr、Cu、Pb、Zn和Cd)的含量较高,且变化较大.表层土壤中Cr、Cu、Zn主要以残渣态形式存在,Pb主要以可氧化态形式存在.Cd可还原态含量高达47.5%,残渣态含量最低,说明Cd较活泼,具有潜在的环境影响能力.     

利用重力卫星GRACE监测亚马逊流域2002-2010年的陆地水变化

基于2003～2012年的GRACE卫星重力资料,采用最小二乘拟合的方法,构建了时变重力场统一模型IGG-TVG2013。该模型以球谐系数的形式表达,在考虑趋势项和周期项等经验参数的基础上,还考虑了加速度项和潮汐模型误差、大地震等因素的影响。将IGG-TVG2013模型与GRACE资料进行了比较分析,在全球92%以上的区域二者符合精度优于±1 ugal;利用该模型外推预测了2013年1～6月的重力场变化,结果与GRACE实测数据符合较好。这表明IGG-TVG2013模型不但能较好地描述重力场的连续时空变化,而且具有一定的短期预测能力。