水库诱震机制新理论的探索──断层带弱化与岩体软化效应诱震理论

针对走滑断层诱发的水库地震，建立了尖点突变模型，提出了发震的充要力学条件判据及地震释放能量的简单表达式。以突变理论分析为依据，建立了水库诱震机制的新假说，简称为断层带弱化与岩体软化效应诱震理论，较合理地解释了水库地震与岩性、构造、水位的关系及水库地震序列ｂ值的特征。本文的讨论从整体上深化了对水库诱震机制的认识。     

基于SEM的可变形块体离散元法研究

针对边坡工程中岩土体连续-非连续渐进破坏的特点,提出一种新的变形体离散元方法（DEM）。与传统有限单元法（FEM）不同,弹簧元法（SEM）通过构建一组广义弹簧系统描述单元的力学行为。弹簧元法中的一个广义弹簧可以具有多个方向的刚度系数,确定广义弹簧系统的构造形式及其各刚度系数表达式是弹簧元法的核心。以三角形单元为例,介绍平面弹簧元的基本理论。对任何二维正交广义弹簧系统,通过定义广义弹簧变形与单元应变之间的关系,直接对比单元的应变能与弹簧系统的弹性势能即可得到广义弹簧刚度系数的表达形式。定义泊松刚度系数和纯剪刚度系数两个系统参数,描述正交广义弹簧之间的联系。对任意泊松比的材料,该方法都可准确地描述泊松效应的影响,计算结果与传统有限元法一致。该方法不需要求得有限元单元刚度矩阵的具体形式,具有直接方便、物理意义明确的优点,应用该方法给出任意4节点单元弹簧系统的构造形式及其各刚度系数的表达式。基于SEM的可变形块体离散元法,用弹簧元中的广义弹簧求解块体变形,用离散元中的接触弹簧计算块体间作用力,在单元节点的控制方程中实现弹簧元-离散元耦合计算,通过接触弹簧的状态实现材料由连续到非连续的破坏过程。在基于连续介质离散元法（CDEM）程序的基础上实现弹簧元-离散元耦合程序,应用耦合程序计算均质土坡在重力作用下的弹塑性变形和基覆边坡在重力作用下的破坏,初步证明该方法用于边坡变形渐进破坏分析的可行性。     

致密砂岩气藏储渗单元研究方法与应用:以鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组为例

精细表征储层特征和储层结构是致密砂岩气藏开发中后期的主要技术需求。基于不同类型砂体的相似孔渗特征将辫状河沉积体系中河道充填和心滩砂体聚类为储渗单元,提出了储渗单元研究概念和研究思路,开展了辫状河沉积体系储渗单元发育模式研究。通过露头观测和测井相标志,识别出辫状河沉积体系中储渗单元发育四种叠置模式,即心滩叠置型、河道充填叠置型、心滩和河道充填叠置型、心滩或河道充填孤立型;基于储渗单元发育模式,提出了河流相致密砂岩气藏开发井型的适应性,指出辫状河沉积体系中河道叠置带是叠置型储渗单元发育的有利部位,是水平井开发的有利目标,辫状河沉积体系中的过渡带和洼地主要发育孤立型储渗单元,适合直井或丛式井组开发。鄂尔多斯盆地二叠系下石盒子组野外露头研究和苏里格气田加密井区井间干扰试验表明,辫状河沉积体系中储渗单元发育规模为顺古水流方向长600 m和垂直水流方向宽400 m左右,证实苏里格气田具备进一步加密到400×600 m的条件,预计可提高采收率15%～20%。     

甘肃省花牛山地区成矿有利地质单元波谱特征及成矿分析

正花牛山地区位处于北山成矿带,处在甘肃省西北部,在该区及周边区域分布有较多的铁、铜、镍、锰、金、磷、钒、铀等矿床或矿点,成矿地质条件较为优越。在该地区开展成矿有利地质单元波谱测试和成矿关系分析研究,对该区基础资料完善和高光谱遥感找矿应用具有重要意义。1地质概况花牛山地区跨及花牛山早古生代陆缘裂谷带和磁海—红柳园—白山堂晚古生代陆内裂谷带。地层出露新元古界—下古生界浅海相沉积变质岩系,     

基于改进SW滑楔模型刚性抗滑桩极限滑坡推力智能优化计算方法

采用刚性抗滑桩加固沿软弱结构面滑动的边坡时,桩后土体会逐渐形成一个三维滑动土楔,作用于桩上的极限滑坡推力(Pult)就转化为滑动土楔所产生的被动土压力。本文以更符合实际的对数螺旋线面代替应变楔(SW)模型中直线型滑楔底面,得到改进SW滑楔模型,并基于倾斜薄层单元法,引入智能优化法-粒子群优化(PSO)算法计算Pult。最后还探讨了桩位、桩径以及土体参数变异性对Pult的影响,结果表明:当桩间距较大,桩位设置在坡的中部时,作用于桩上的极限滑坡推力Pult小于按规范推荐的传递系数法所得计算结果,而且Pult与桩径基本上呈线性关系。根据对土体参数不同变异系数进行抽样计算,可得到Pult的变异系数δPult,由此法得到的δPult结果可直接用于刚性抗滑桩可靠性分析计算。     

多层弹性平面问题解的精确刚度矩阵法

从平面弹性力学的基本方程出发,利用Fourier积分变换等数学手段,推导出了单层平面问题的刚度矩阵,然后按有限元法组成总体刚度矩阵。通过求解由总体刚度矩阵所构成的代数方程和Fourier积分逆变换,得到在任意静荷载作用下多层弹性平面问题的精确解。由于刚度矩阵不含有正指数项,计算时不会出现溢出现象,从而克服了传递矩阵法的缺点。推导过程中摒弃了应力函数的选择,使得问题的求解更加合理化,同时也为进一步研究此类问题如温度场、动力学等奠定了理论基础。计算实例证明了推导结果的准确性。     

山东省县域生态效率测算与时空特征分析

基于多源遥感数据提取投入产出数据,采用考虑非期望产出的超效率EBM模型对2000—2015年山东省县域生态效率进行测度,在此基础上采用核密度估计、空间自相关等方法对山东省县域生态效率的时空特征进行分析。研究表明：①山东省县域生态效率呈现波动式发展趋势;高值区与低值区存在显著空间分化,胶东半岛与济南都市圈构成高值集聚区,鲁西北、鲁西南、鲁南地区形成低值连绵带;②山东省县域生态效率无明显的两极分化现象,处于高值区、低值区的县域生态效率值变化较大,生态效率空间非均衡性逐渐扩大;③山东省县域生态效率存在显著空间正相关,且空间集聚性呈现增强态势;县域生态效率存在空间俱乐部趋同特征。     

泥浆体流变试验的比测

这次泥浆体流变试验的比测使用了五种不同规格的旋转式粘度计,并把其测试结果与毛管式粘度计的测试结果作了对比。对比结果表明:若用旋转式粘度计测试具有非牛顿体特性的泥浆体,应尽可能采用具有转筒半径比(α=外筒半径R_c/内筒半径R_b)较小的测试室;若是用具有α>1.05的测试室测试,所得的数据则应作特殊处理。毛管式、旋转式两种粘度计的测试结果基本一致,并具相仿的精度。测试结果的离散程度超过仪器的测试误差。这有待进一步研究、查明原因。     

变刚度隔震保护装置试验研究

通过在距离隔震层一定位移处设置由弹簧和与其串联的限位挡板组成的变刚度保护装置作为第二道防线,成功地进行了五层框架的变刚度隔震保护模拟地震振动台试验。理论分析和试验结果表明,变刚度隔震保护装置能有效改变结构动力特性,减小隔震层的变形,使之限制在允许的范围内。     

天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟

水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一,数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩,借助黏性单元法,分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征,得出以下结论:致密花岗岩的水力裂缝形态单一,天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性;致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段,当存在天然裂隙时,水力压裂过程会变得复杂;天然裂缝存在时,水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5.7倍和1.7倍;缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。