四川盆地熊坡背斜构造特征及其成因机制

基于地震剖面解释、数字高程模型、历史地震、测年数据及钻孔等资料,分析了四川盆地熊坡背斜的构造特征、运动学特征及其成因机制。结果显示：(1)熊坡背斜与蒲江-新津断裂空间展布上具有较强的一致性,表现出断层传播褶皱模型,变形显著,缩短量为7.2 km,缩短率约为30％;(2)熊坡背斜隆起于(1.0±0.2) MaB.P.之后,且中更新世早期及晚更新世曾发生过强烈活动,使背斜两侧第四系厚度产生明显差异;(3)蒲江-新津断裂现今地震活动明显且小震频繁,曾有Ms=5.0～5.9的地震历史记录;(4)来自龙门山与扬子克拉通的挤压应力以及断层-滑脱作用是形成熊坡背斜的主要应力机制。熊坡背斜并非均匀应力下连续变形的产物,而是由于断裂活动时发生快速抬升而形成的。     

松嫩平原耕层土壤固碳潜力估算

提高土壤碳收集能力对减缓全球温室效应具有重要意义。利用松嫩平原南部第二次土壤普查及多目标区域地球化学调查获取的两期表层土壤有机碳数据,根据近20年来各土壤类型不同土地利用方式土壤有机碳量变化趋势,估算了松嫩平原南部各土壤类型、各用地方式下土壤碳源、汇潜力。由估算得出,如果目前的土地利用方式、气候条件、耕作方式、种植技术不变,松嫩平原耕地土壤0~20 cm土层的固碳潜力为-1.229Tg碳,各土壤类型的林地土壤固碳潜力绝大多数为正值,说明林业用地为碳汇区,固碳潜力合计为3.169Tg碳,而天然牧草地绝大多数的固碳潜力为负值,固碳潜力合计为-2.235Tg碳,为碳源区,本次研究估算得出,松嫩平原总体的固碳潜力为-0.917Tg碳。     

微波消解—冷原子荧光光谱法测定植物样品中的汞

为了简化测量植物中汞含量的方法,提高灵敏度及结果的可信度,实验采用微波消解植物样品的办法,使样品经氯化亚锡还原,再用冷原子荧光测定出植物样品中汞的含量。确定了消解样品的方法和微波消解样品的条件,优化了仪器的最佳工作参数。方法检出限0.30×10-9(稀释因子100倍),精密度(n=12)在2.09%~6.05%,加标回收率94.1%~105.5%,方法经生物国家一级标准物质验证方法准确可靠。     

A Comparison between a Modified Counter Propagation Network and an Extended Self-Organizing Map in Remotely Sensed Data Classification

A modified counter propagation network model and an extended self-organizing map model have the same three-layer network architecture while employing slightly different learning rules. Their network architecture comprises an input layer, a Kohonen layer and an output layer. The neurons between two neighboring layers are fully connected and the neighboring neurons within the Kohonen layer also have neighborhood connections. The modified counter propagation network model employs the Kohonen algorithm to train the Kohonen layer while using the Widrow–Hoff rule to train the output layer. However, the extended self-organizing map model applies a modified Kohonen’s learning rule to train both the Kohonen layer and the output layer. This paper compares the performances of these two models in supervised classification of remotely sensed data. The training results show that compared to the extended self-organizing map model, the modified counter propagation model has faster learning speed but larger output errors. The classification results indicate that the extended self-organizing map model has a faster classification speed and a much higher classification precision than the modified counter propagation model.     

龙门山国家地质公园飞来峰成因的新证据

近来发现四川彭州（原称彭县）、什邡一带的飞来峰是第四纪冰川作用形成的。笔者等在塘坝子、葛仙山等飞来峰的底界及周边，多次发现飞来峰是压在早更新世的冰水堆积层之上。葛仙山北寨门、丁家湾，什邡大垭口等剖面的地质现象，充分说明塘坝子、葛仙山等飞来峰是第四纪中更新世时“飞”来，压盖上去的。同时可见飞来峰与第四系之间是“冷接触”，找不到确切的断层证据。笔者等还用现有的区域地质调查资料及新的地质成果，编制了1：10万更新世时的彭县至汶川的地质剖面图，并设想了冰雪层掩盖情况。那时岷江尚未剥蚀下切，按现在标高计的5000m处，即在光光山、太子城之上约1000m的“天”上。当时应在该处出露的石炭系-二叠系石灰岩，就是塘坝子、葛仙山飞来峰的根部。塘坝子、葛仙山就是从那里被冰川作用剪切、从母体分离的石灰岩，滑动、随冰川固体流，滑移到彭县来的。笔者还从理论上阐述了塘坝子、尖峰顶、天台山等如此巨大的山体，能被冰川作用拔起、挖掉、推走的原因和根据。从而解释了飞来峰“飞”行的过程。顺理成章，合乎自然，揭开了飞来峰之迷。     

井喷关井水击分析及水击波速计算

油气井发生溢流或井喷后,立即关闭防喷器,关井期间防喷器需经受关井产生的水击压力作用。本文在对井喷关井水击的传播物理特征分析的基础上,推导直接关井水击压力计算公式,综合考虑井筒流体含气率、气液两相流型、固相类型等对水击波速的影响,推导水击波在气、液、固三相混合流体中传播速度计算公式,并通过算例对水击波速影响因素进行分析。计算表明水击波速对含气率变化非常敏感,钻井液含气率在0～0.001的时候,水击波速几乎是发生了突变,水击波速在含气率为0.001时仅为385 m/s,相比纯钻井液情况下降了67%,而钻井液固相含量、套管的内径和壁厚对水击波传播速度影响较小。     

Hydrofracture mechanisms in rock during pressure grouting

Summary Hydrofracture Mechanisms in Rock During Pressure Grouting. The paper examines the basic meachnisms controlling the initiation of fractures in rocks and layered soils during pressure grouting, and their subsequent propagation into the ground mass. Previous analyses of fracture initiation have tended to concentrate on simplified models in which the ground is treated as an impervious elastic or Mohr-Coulomb continuum. The present method allows for the porous or fissured nature of the ground by considering the effect of seepage forces induced by the pore pressure gradient. The effect is quantified by use of a parameterN such that the ratio of fluid force used in expanding the injection hole, to that used in forcing fluid through void spaces, isN to (1—N).Analysis of hydrofracture propagation is based on stress analysis of a borehole in an elastic continuum, the propagating fracture zone around the borehole being represented as a non-elastic material governed by the Mohr-Coulomb failure criterion. This is supplemented by an energy approach which equates the energy supplied to the ground from the injection pump, with the energy stored in the ground and the energy necessary to fracture it.

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Zusammenfassung Brucherscheinungen im Fels bei Verprearbeiten. In der Arbeit wird der grundlegende Mechanismus untersucht, welcher bei Verpreßarbeiten in Fels und geschichtetem Boden zur Einleitung und Ausbreitung von Brüchen führt. Frühere Untersuchungen des Bruchbeginns stützten sich im wesentlichen auf vereinfachte Modelle, in denen der Untergrund als undurchlässiges Kontinuum angesehen wird, das entweder elastisch ist oder der Mohr-Coulombschen Bruchbedingung genügt. Die neue Methode berücksichtigt dagegen eine Porosität oder Klüftung des Untergrundes durch Ansatz der vom strömenden Medium auf das Gebirge ausgeübten Belastung. Diese Belastung wird aufgeteilt in einen Druckverlust an der Bohrlochwand (gleich ParameterN mal Verpreßdruck) und die entsprechende, über den gesamten durchströmten Bereich verteilte Belastung.Die Untersuchung der Bruchausbreitung geht von der Spannungsermittlung um ein Bohrloch in einem elastischen Kontinuum aus, wobei in der sich ausbreitenden Bruchzone um das Bohrloch herum nichtelastisches Material angenommen wird, das dem Mohr-Coulombschen Bruchkriterium genügt. Zur Ergänzung dient eine Energie-Betrachtung, bei der die von der Injektionspumpe abgegebene Energie gleichgesetzt wird der im Untergrund gespeicherten Energie und der aufgewendeten Brucharbeit.

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Résumé Les mécanismes de la fracturation hydraulique dans les roches pendant les injections sous pression. Le mémoire examine les mécanismes fondamentaux qui gouvernent l'initiation des ruptures dans les roches et les sols stratifiés, au cours des injections et leur propagation dans les massifs. Les analyses antérieures de l'initiation de la rupture, se sont concentrées sur des modèles simplifiés où l'on considérait la roche comme un milieu élastique et imperméable, ou comme un milieu de Mohr-Coulomb. La présente méthode admet que le massif est poreux ou fissuré, en considérant l'action des forces de percolation engendrées par le gradient de pression interstitielle. Cette action est quantifiée par un paramètreN, tel que le rapport de la force du liquide employée à dilater le forage d'injection, à celle employée pour forcer le coulis à travers les vides soitN/(1—N). L'analyse de la propagation des ruptures se base sur l'analyse des contraintes autour d'un forage dans un milieu élastique, alors que la zone de la rupture qui se propage autour du forage est représentée par un milieu non-élastique admettant le critère de rupture de Mohr-Coulomb. Cette analyse est complétée par une approche énergétique, où l'énergie qui est fournie au massif par la pompe d'injection est égalée à l'énergie emmagasinée dans la roche et à l'énergie de rupture.

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Nomenclature A area of new cracks created per unit volume of time t - E total work done by injection fluid - E _i irrecoverable component of energy - E _{i c} work done in fracturing rock or soil - E _{i l} work done to overcome various frictional forces in grouting system - E _{i p} work done to cause plastic deformation of fractured zone - E _{i s} work done to overcome shear strength of fluid during flow - E _{i v} work done to overcome frictional drag between fluid and rock in soil surfaces during flow - E _r recoverable component of energy - E _{r f} elastic strain energy stored in fluid - E _{r s} elastic strain energy stored in rock or soil - h height of overburden - i j 1, 2, 3 - K ₀ coefficient of horizontal earth pressure - k permeability of ground to grout - L length of cylindrical grout source - n rock or soil porosity - p average fluid pressure between timet and (t + t) - p ₀ injection pressure - R radius of grout front - r radial distance from borehole axis - r ₀ radius of borehole - r ₁ radius of fractured zone - S specific surface area of rock or soil - S _T tensile strength of rock or soil - t time - u grout seepage velocity - V volume of grout injected - v volumetric strain - specific surface energy of rock - bulk density of rock or soil - _{i j} ^e elastic strain increment tensor - _{i j} plastic strain increment tensor - v Poisson's ratio - _{i j} average stress tensor in the ground during timet and (t + t) - _R , _T, _Z radial, tangential and vertical stresses induced by grouting - _r , _t , _z radial, tangential and vertical stress around borehole before grouting - grout shear strength - angle of internal friction of rock or soil With 7 Figures     

MM5三维变分系统在北京地区冷暖季背景场误差的对比分析

NMC方法是目前较广泛采用的一种对模式背景场误差协方差进行统计分析的一种方法。本文根据积累的2002年8月份和2003年2月份各一个月模式预报结果,采用NMC方法,计算了中尺度模式MM5V3在北京地区的冷暖季背景场误差,详细给出其气候统计特征。通过对比分析发现,背景场误差特征对于不同的模式变量、水平分辨率、垂直层各不相同,冷暖季背景场误差也有不同的特征,其差别主要表现在风场。这些特征与模式模拟区域的平均天气状况相对应,同化应该在各模式区域分别进行。MM5三维变分系统在北京地区的实际应用中,应发展根据实际季节变换背景场误差协方差矩阵的方法。     

渤海湾盆地盖层对天然气富集的影响初探

根据渤海湾盆地部分天然气藏的统计资料,分析了盖层的空间展布,厚度和类型对其封闭能力和天然气分布的影响,提出了盖层临界厚度的概念,研究认为,不同地区或同一地区不同层系天然气富集程度的差异主要是由于盖层的效应造成的。气藏直接盖层厚度与天然气富集程度有一定关系,对于成藏条件相似的众多天然气藏,直接盖层厚度与气柱高度及储量之间不同简单的直线关系,而是存在一个变化范围。     

寒区典型下垫面冻土水热过程对比研究(Ⅰ)：模型对比

冻土水热传输和水热耦合过程是寒区水循环的核心环节和重要组成部分,土壤温度和湿度(含水量)的观测和模拟是冻土水热过程分析的基础. 以中国科学院寒区旱区环境与工程研究所黑河上游生态-水文试验研究站葫芦沟试验小流域为依托,选取季节冻土区的高寒草原、高寒草甸和多年冻土区的沼泽化草甸、高山寒漠等4种典型寒区下垫面,分别布设自动气象站,并调查相关土壤和植被参数,利用SHAW和CoupModel模型对试验点的土壤水热条件进行模拟计算.结果表明：4个试验点多层土壤含水量和地温SHAW模型计算值与实测值对比平均相关系数R²分别为0.65和0.90;CoupModel模型计算值与实测值对比平均R²为0.72和0.93. 总体上,地温的模型估算结果略好于含水量;相对于SHAW模型,CoupModel模型是更适合寒区各种下垫面的一维SVATs模型.