膨胀土干缩变形特性试验研究

膨胀土是一种典型的问题性土,对气候变化非常敏感,在干旱气候条件下,极易发生体积收缩变形,引发各种工 程地质问题。为了研究膨胀土的干缩变形特性,开展了一系列室内干燥试验,测定了膨胀土的收缩特征曲线,重点分析 了初始含水率和干密度对干缩变形过程的影响,并进一步探讨了水泥固化抑制膨胀土干缩变形的效果和机理。结果表 明：（1） 膨胀土的干缩变形过程存在三个典型阶段：正常收缩、残余收缩和零收缩;（2） 初始含水率越高,试样蒸发速 率越快,且干缩变形完全后试样孔隙比越小而最终收缩应变越大,干缩变形越明显;（3） 初始干密度越大,试样蒸发速 率和最终体积收缩应变越小,提高初始干密度对试样干缩变形具有一定的抑制作用;（4） 在膨胀土中掺入适量的水泥能 显著降低试样的体积收缩应变,对干缩变形具有良好的抑制效果;（5） 膨胀土的干缩变形具有明显的各向异性特征,并 且与初始状态有关。     

东北三省收缩城市城乡一体化收缩效应及其作用机理研究

城乡一体化对中国乡村振兴和城市—区域可持续发展的有效落实有重要意义,但当前快速城镇化发展进程中涌现了一批收缩型城市,其城乡一体化发展有什么特征、城市收缩是否对城乡一体化产生影响、产生什么样的影响等,成为新时期推进全民共同富裕目标研究中的核心科学问题。论文据此基于“城镇发展带动—产业发展与投入城乡协调—推进基本公共服务均衡和城乡收入差距缩小”的“动力—路径—目标”对城乡一体化内涵进行界定、构建评价指标体系,并以东北三省为例,从收缩城市与非收缩城市、收缩城市不同发展阶段、不同发展类型视角,对2010—2019年期间的城乡关系展开实证分析。结果表明：(1)东北三省城乡一体化发展情况整体呈上升趋势,但整体发展水平较低且内部空间分异明显。(2)城市收缩对城乡一体化发展表征出较为明显的影响,收缩城市的城乡一体化水平整体较非收缩城市要低、城乡二元结构特征更为明显。(3)收缩城市的城乡一体化发展水平存在收缩类型、收缩发展阶段的差异性：其城乡一体化水平由收缩初期阶段向收缩后期阶段逐渐降低,收缩类型上表征出资源依赖型收缩城市<综合型收缩城市<虹吸型收缩城市<区位制约型收缩城市的发展特征。...     

燕山造山带燕山期构造叠加及其大地构造背景

广泛的岩浆活动和强烈的构造变形是中国东部燕山期造山作用的两个主要特征。火成岩的空间展布,特别是同构造侵入杂岩体和火山岩盆地的展布与同期变形带的走向(和构造指向)具有很强相关性。本文通过火成岩构造组合、构造形迹及岩浆-构造事件序列等的共同约束,讨论华北地区燕山板内造山带造山过程中的构造叠加、构造应力场转换及其形成的大地构造背景。研究认为,燕山地区发育的“花边状”的褶皱和被褶皱的逆冲推覆带等,是多幕挤压变形叠加的记录。早侏罗世晚期(J31 )、中侏罗世晚期(J32 )、晚侏罗世中期(J23 )、晚侏罗世晚期(J33 )和早白垩世早期(K11 )5期不同方向展布的火成岩对应方向不同的收缩构造,提出早白垩世早期(K11 )本区可能存在区域北西向挤压构造及该期华北地区总体仍处于收缩构造环境的认识。华北燕山造山带是在蒙古—鄂霍茨克构造带,上扬(斯克)—楚科奇(斯克) (Verkhoyano-Chukotsk)造山带,伊泽奈崎(Izanagi)洋俯冲带和特提斯洋俯冲带4个边界会聚大背景中形成和演化的。     

膨胀土胀缩变形规律与灾害机制研究

采用普通固结仪和收缩仪分别进行蒙自重塑膨胀土浸水膨胀变形试验和膨胀土失水收缩变形试验,系统地研究了不同初始状态下膨胀土胀缩变形规律与致灾机制,并应用Does Response模型,定量模拟了膨胀土胀缩时程规律。研究表明,蒙自膨胀土胀缩变形差异较大,一般吸水膨胀率远大于失水收缩率,相似状态下试样膨胀系数越大,收缩系数亦越大,表现出较强的各向异性;膨胀土含有的大量细小黏土颗粒与较强的蒙脱石晶体矿物及显著的微结构特征,是其产生强烈胀缩变形灾害的内因与本质,而土中发育的微孔隙-裂隙结构及其初始状态,是发生胀缩变形灾害的外因。     

高煤级煤储层煤层气产能“瓶颈”问题研究

基于山西沁水盆地高煤级煤储层宏观裂隙、显微裂隙的连续观测,孔隙的系统测量,结合应力渗透率、气-水相对渗透率、吸附膨胀等实验成果,分析了高煤级煤储层三级渗流特征,探讨了有效应力和煤基质收缩对高煤级煤储层渗透率的耦合作用,系统揭示了在地面排水降压开发煤层气的过程中,高煤级煤储层初期产气量高,数月后急剧衰减之“瓶颈”现象,找出了造成高煤级煤储层产气缺陷的根本原因。鉴于高煤级煤储层物性的特殊性,指出了高煤级煤储层煤层气开发的技术和措施。     

无线电波透视快速勘探技术及其应用

无线电波透视技术作为探测煤层工作面内地质构造的一种较为成熟方法,具有快速、轻便、透距大、成本低等优点,但也存在现场观测系统单一、耗时长、接收操作员劳动强度大等缺点。通过对无线电波透视技术现场观测系统的改进,提出"一发双收"数据采集方法及数据校正处理技术。由于"一发双收"的数据是由两个接收机同时接收,因此其数据必须经过校正才能使用。在数据采集中:一是要求两台接收机在一条测线同一地点的场强值差别很小;二是要求做到数据采集中至少存在一个重合接收点,且其重合点数据比值应在0.98～1.02范围内。"一发双收"数据使用无线电波透视CT软件系统处理软件进行拼接,若数据曲线出现阶梯跳跃,则应把低值(或者高值)乘以该重合点数据的比值以保证曲线平滑。在张集煤矿1114(3)工作面探测实践中,使用该技术探测画出其工作面存在三个主要异常区:1#异常区在退尺20~100m处为断层影响区;2#异常区退尺480~560m处为断层影响区;3#异常区在退尺1200~1300m处为断层和薄煤影响区。目前该工作面探测区已经回采,探测结果与实际回采验证结果比较吻合,说明一发双收的探测方式可行。     

透视跳动的心脏

人类在地球上已经生活了二三百万年,它的内部到底是个什么样子呢?有人说,如果我们向地心挖洞,把地球对直挖通,不就可以到达地球的另一端了吗?然而,这却是不可能的。因为目前世界上最深的钻孔也仅为地球半径的1/500,所以人类对地球内部的认识还很浅显。随着科技的发展,科学家发现有许多仪器和侦测方法能够有效的"透视"出地球内部结构,为更好地研究和观察地球结构变化做出了贡献。同时,人们从火山喷发出来的物质中了解到地球内部的物理性质和化学组成,并且利用地震波揭示了地球内部的许多秘密。2001年昆仑山口8.0级以上大地     

透视法预测煤与瓦斯突出的尝试

在瓦斯矿井采面内,当存在地质构造形成的煤层松动破碎带和软分层带,容易发生煤与瓦斯突出。透视法是利用电磁波在这些破碎带和软分层带的传播过程中,被折射、反射、吸收和屏蔽,使信号减弱或消失,形成的透视阴影区来分析工作面内地质构造,达到预测煤与瓦斯突出的目的。经实际试验,取得了一定效果。     

“一种基于双频发射双频接收的无线电波坑道透视仪”获国家实用新型专利

由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研发的“一种基于双频发射双频接收的无线电波坑道透视仪”获批为国家实用新型专利。无线电波坑道透视仪是一种利用电磁波在不同介质中传播的差异特性,探测矿井回采工作面内的地质构造的仪器,可以对矿床开采情况、隧道周边、隧道间水文地质、工程地质、灾害地质体进行有效的探测。     

地层信息系统中的地质实体与数据类型

结合地质实体概念厘清数据类型及其特征对地层信息系统的发展有重要意义。地层信息系统数据可以归类为属性数据、几何数据、关系数据、元数据4类,地层信息中的地质实体可分为基础地质实体和地质实体要素,进一步把地质实体要素分为关联要素和非关联要素。文中分析了矿体、风化分界面、断层、褶皱、不整合面、滑坡体的几何属性。区分观测者位置、数据采集点和数据本身空间属性,数据获取方法可分为地表调查、钻入调查、岩层透视调查、岩层非透视调查,并分析了原始数据与地质实体的对应关系。