神农架林区水文特征

分析了神农架林区的自然地理概况及降水、蒸发、径流、暴雨和水资源等水文特性。     

地热资源与地震活动共生深部驱动机制研究现状与展望

地球内部地质过程及其相互作用不仅控制了全球地质格局的形成演化,也控制着地热资源的形成和地震活动的发生。本文通过系统调研及归纳总结,系统讨论地热资源与地震活动的共生深部驱动机制。首先,总结了全球高温地热带及大型/超大型地震带的形成背景,大多数高温地热与大型地震在空间分布上具有重合性,形成于活跃的板块边缘,而板内常形成中—低温地热且周缘伴随地震活动;其次,总结了地热资源及地震活动共生的深部驱动要素,发现流体及断裂构造在热能和地震的释放中起着至关重要的作用,是地热资源与地震活动深部主要的控制要素;再次,总结了地热资源与地震活动深部地球物理探测成果,表明大地电磁等方法可揭示地热与地震形成的同源关系与因果关系,地热与地震源于深部物质与能量的交换;最后,对地热资源与地震活动的共生深部驱动机制研究方法及发展方向进行了展望。     

基于连续-非连续方法的裂隙破坏与相互作用研究

岩体内裂隙等非连续结构面对岩体的强度及变形等力学特性有着显著的影响,研究岩体裂隙起裂、扩展、相互作用和贯通机制,对工程岩体力学行为的表征和工程性能的评价十分重要。本文基于连续介质力学模型的离散元方法,通过考虑裂隙分布、模型加载条件及其与裂隙产状的关系,建立了一系列裂隙力学计算模型,研究了不同模型裂隙扩展演化特征和岩体破裂机制,分析了岩体裂隙扩展规律及其对岩体破坏路径和强度的影响,研究结果表明:（1）裂隙岩体模型加载条件下的破坏起裂点、最终贯通破坏特征及损伤分布受控于裂隙的产状及其与最大主压应力取向角度大小及围压大小。（2）裂隙弱面走向与最大主压应力取向斜交时,裂隙弱面在加载条件下其端部裂隙扩展、贯通破坏表现比较明显,反之,当裂隙弱面走向与最大主压应力取向一致时,裂隙弱面被动影响裂隙模型内新生裂隙的萌生、扩展和贯通模式,自身未出现新的扩展破坏。（3）裂隙数目的增多和围压的增大会显著增加模型内部剪切裂缝的数量和模型破坏后的破碎程度,模型内部的损伤区域主要围绕破裂面呈滑移线型交叉分布,非破裂面区域损伤呈条带状X型分布。（4）裂隙弱面走向与最大主压应力取向斜交时,裂隙对岩体模型强度的弱化程度高于裂隙弱面走向与最大主压应力取向一致的情况,而裂隙模型破坏后的残余强度则正好相反。     

基于不规则四面体的三维离散数据地质建模算法

构建真三维模型是地质学、三维GIS、科学可视化及工程应用领域共同关心的课题.笔者提出了基于TEN的三维离散数据的构模,详细说明了从离散的三维初始数据点建Delaunay四面体网格的算法和步骤.算例表明,该算法能够较好地生成任意形状三维地质体.     

基于Windows的煤矿地震数据三维可视化系统研究

结合煤矿地震数据特点,研究了OpenGL与VC 6.0联合编程.利用适合地震数据三维显示的算法,研制了基于Windows的煤矿地震数据三维可视化系统Sgy3D.Sgy3D的基本功能包括数据体、Inline剖面、Crossline剖面、层位、等值线、任意测线等要素的三维立体显示.可实现对数据体的动态放大、缩小以及平移等交互操作.将Sg)r3D应用于实际地震资料解释,取得了良好的地质效果.     

复杂型水文地质类型矿井充水条件分析与研究

根据《煤矿防治水细则》要求,新开拓矿井或生产型矿井每三年应进行一次矿井水文地质类型划分[1]。根据杭来湾煤矿2018年水文地质类型划分结果,因矿井总涌水量过大,确定该矿井为水文地质条件复杂型矿井。以杭来湾矿井为研究对象,从矿井充水水源、充水通道及充水强度三要素着手,结合区域地下水补径排条件,聚焦矿井范围,充分分析三要素特征及其对矿井的潜在威胁,为防治水应对措施的布设,保证矿井的安全生产提供重要基础资料。     

二连盆地哈达图铀矿床关键控矿要素与成矿模式研究

通过对哈达图铀矿床矿体特征的研究,认为该矿床为赛汉组上段建造间古河谷砂岩型铀矿床,其矿床成因属于"渗入与渗出叠加型",铀矿化具有"预富集—富集—迁移—再富集"的滚动富集特征,矿体的形成主要受铀源、构造反转、岩性-岩相、氧化带发育程度和还原残留体等关键要素控制,在分析这些关键控矿要素的基础之上,初步总结了哈达图铀矿床成矿模式。     

煤层气与地下水的赋存及运动特征对比

根据煤层气储存体与含水层体地质参数的对比,结合地下运动原理,认为煤层气产出过程中的运动要素与地下水体运动要素基本相近,在考虑气体的压缩性和粘滞性的情况下,亦可用类似描述地下水非稳定运动的微分方程和边界条件求解析解或数值法求解。     

颗粒形状对不良级配碎石集料剪切特性的影响

碎石颗粒的形状对于集料的整体剪切性能有很大的影响,而现有的研究缺乏对于不规则块体颗粒形状的定量评价指标。利用离散元软件PFC2D(Particle flow code,2D)研究,提出了不规则块体的生成方法,建立了平面双轴剪切试验条件,通过对比室内试验结果完成了对模型的验证以及细观参数的选择。通过对块体进行分割后得到的多边形相邻顶角的差值进行分析,改进了棱角度指数的概念,在此基础上分析了颗粒形状对于级配不良的碎石集料的力学性质的影响,研究结果表明:棱角度指数受划分边界数的影响较大,随着划分密度的增加,棱角度指数不断减小并趋于稳定;随着轴向应变的增加,碎石集料的剪应力呈现出明显的非线性增加,曲线的形态受颗粒形状影响较大,除球形颗粒外,其他形状颗粒集料均呈现出应变硬化的特性。在棱角度指数较低时,抗剪强度和内摩擦角缓慢增加,而当棱角度较大时,抗剪强度指标则增加较快,可以通过幂函数进行拟合。     

珊瑚砂颗粒形状特征分析

珊瑚砂粒形状及粗糙度等微细观特性影响着砂土的宏观力学性质,采用图像处理技术对珊瑚砂粒的长宽比、面积、圆度、分形维数进行了分析。使用3D测量显微镜对砂粒的表面粗糙度,界面扩展面积比、峰顶点的算数平均曲率进行了测量计算。试验结果表明:大部分珊瑚砂颗粒的长宽比介于1.2~1.5之间,且长宽比呈现出负偏态分布。砂颗粒的圆度则主要集中于0.75~0.9区间,其表现为负偏态分布。砂颗粒的面积主要在0.015~0.035 cm2之间,颗粒面积为正偏态分布。砂粒的分形维数D基本介于1.04~1.10之间,表明砂颗粒具有很强的自相似性。粗糙度的分析结果表明,珊瑚砂颗粒表面平整度差,分布有较多的侵蚀坑,局部存在尖锐的凸起,砂粒表面粗糙度S_a为20.078 μm。界面扩展比S_dr为0.167,砂颗粒表面分布有若干倾斜面。峰顶点的算数平均曲率S_pc为216.641 mm-1,显示出砂颗粒之间的接触较为尖锐。上述研究结果可为珊瑚砂宏微观力学特性研究提供参考。