中国东部城市地区隐伏断裂上断点与最新活动时代关系的初步分析——以邢台、唐山地震区为例

中国东部城市地区大多为较厚第四系松散物覆盖区,许多城市附近发育了具有相当规模的隐伏断裂。在这些第四系较厚覆盖区发育的隐伏断裂的上断点是否代表了断裂的最新活动时代?文中通过对邢台、唐山等发生过强震的中国东部城市附近地区地质、地球物理、地震活动、地形变等资料的综合分析,来讨论这些较厚第四系覆盖区隐伏断裂的上断点与断裂的最新活动年代的关系问题。初步分析表明,作为邢台地震和唐山地震发震断裂的新河断裂和唐山断裂带,并不象其上断点显示的为晚更新世不活动断裂或者为局部活动段,而均为大型活动断裂。由此认为,在中国东部沉积层较厚地区,不能完全根据断裂断错的最新地层确定断裂的最新活动时代。对于一条穿过新沉积较厚地区的断裂,其最新活动时代应根据构造背景、断裂对新地层的控制作用、断错最新地层、新地层沉积厚度、构造地貌、地震活动、地形变、现今构造应力场等综合判定     

浅埋煤层非坚硬顶板强制放顶实验研究

以南梁煤矿地质资料为依据,通过对不同覆岩条件和不同强制放顶方案的相似材料模拟实验,证明整体性较好的顶板以强制放顶减小工作面初次来压步距是可行的,既可实现工作面连续推进,又可避免顶板大面积垮落带来的安全隐患。实验揭示了地表厚粘土层浅埋煤层单体支柱工作面开采时,顶板活动及矿山压力显现规律;为南梁煤矿单体支柱长壁工作面实现连续开采,提供了可靠依据。      

济阳坳陷孤北低潜山煤成气成藏条件及特征

以往济阳坳陷所探明的天然气几乎均为油型气,为了打开济阳坳陷煤成气勘探局面,通过研究已获煤成气流的孤北低潜山成藏特征,在综合运用录井、岩心、地化分析、测井及地震等资料基础上,分析构造演化特征,结果显示：孤北低潜山上古生界经历了印支期抬升剥蚀、燕山期中生界沉积后的抬升剥蚀等多次改造,至喜山期受埕南及孤北断层控制大幅沉降沉积后在馆陶组沉积时期开始大量二次生气;而埕南、孤北断层明化镇组沉积早期停止活动更为气藏的保存提供了保障,该低潜山气源充足、储层条件好、盖层条件优越,具有形成煤成气藏的条件。结果认为：本区气藏具有自生自储、上生下储和上生侧储3种运聚方式,除孤北低潜山的上古生界气藏之外,该区的下古生界风化壳和该区以南孤岛凸起的下古生界也是煤成气藏勘探的重要领域。     

考虑孔隙水压力及非线性Mohr-Coulomb破坏准则下浅埋土质隧道三维塌落机制的上限分析

浅埋土质隧道的稳定性研究一直是隧道工程的关键问题,而孔隙水压力的存在影响着浅埋土质隧道的安全。构建了隧道顶部为圆弧形的浅埋土质隧道的三维塌落机制,基于非线性Mohr-Coulomb破坏准则和极限分析上限法,并考虑孔隙水压力的作用,推导出浅埋土质隧道的塌落范围及支护力的最优上限解计算公式。通过与既有研究进行对比,验证了所提方法的合理性。分析了不同参数对塌落范围、塌落土体的重力及支护力的影响,结果表明：孔隙水压力对浅埋土质隧道的塌落范围、塌落土体的重力及支护力有着显著的影响;孔隙水压力对塌落范围、塌落土体重力的影响比较复杂,而支护力都随着孔隙水压力系数的增大而增大;不同参数对浅埋土质隧道的塌落范围、塌落土体的重力及支护力的影响规律不同。新方法可为浅埋土质隧道的设计优化提供理论支撑。     

深海多金属结核生长模拟及宏观形貌研究

研究旨在提出深海多金属结核生长的数值模拟方法,以获取典型的结核宏观形貌,为后续结核输运过程的冲击碎裂仿真提供几何模型。根据已有的深海多金属结核采样研究结果,假定矿物沉积速率满足正态分布。将多阶段时变随机沉积模型嵌入ABAQUS UMESHMOTION子程序中,通过控制网格节点移动实现了结核多阶段随机生长模拟,给出了结核不同生长阶段的外形及截面特性模拟结果。分析了鱼骨、鲨鱼牙齿、板岩、鹅卵石等典型不同核心物质及矿物沉积速率变异性对结核生长过程的影响,确定了核心物质在海床淤泥中埋置深度对结核生长形态的影响。研究表明：基于网格节点移动的结核生长模拟技术可有效处理结核几何拓扑变化较小的生长过程,核心物质的初始形状及其在海床上的埋置深度是影响结核形貌的主要原因,而矿物沉积速率的变异性则主要影响结核表面的光滑度。     

北部湾盆地涠西南凹陷碳酸盐岩潜山储层特征与主控因素分析

北部湾盆地涠西南凹陷已发现多个碳酸盐岩潜山油田和含油构造,运用岩心、薄片、钻井、测井、地震等资料,对石炭系碳酸盐岩储层特征及主控因素进行了综合分析。研究认为涠西南凹陷碳酸盐潜山主要分布在一号断裂带至二号断裂带附近,其中一号断裂带碳酸盐岩潜山主要为上石炭统黄龙组,岩性为浅灰色灰岩、白云质灰岩、白云岩互层,沉积微相以碳酸盐台地-台缘生屑灰岩滩为主,发育裂缝、溶孔、溶洞等储集空间;二号断裂带碳酸盐岩潜山主要为下石炭统下部石磴子段、孟公拗段,岩性为灰色、深灰色灰岩,沉积微相以台内灰岩滩沉积和台缘生屑灰岩滩为主,发育良好的裂缝型储集层。碳酸盐岩潜山储层发育程度主要受碳酸盐岩沉积环境、地下水活动、古构造应力以及潜山上覆地层岩性等内因和外因诸多因素影响,在这些因素共同作用下,涠西南凹陷碳酸盐岩潜山发育孔隙、裂缝、溶洞等多种储集空间,具备良好的储集条件。     

线弹性土壤中埋设悬跨管道的弯曲和振动特性

利用细长梁小挠度理论,研究给出了两端埋设在线弹性土壤中的悬跨段管道和埋设段管道在自重作用下的变形和内力公式。基于静挠度公式,用能量法给出了第一阶弯曲振动的固有频率公式。讨论了不同土壤刚度条件下悬跨段管道的变形和内力特征,以及第一阶弯曲振动固有频率,并和工程上推荐使用的简支梁和两端固支梁的静动态特性进行比较。研究表明在跨度大、土壤刚度大、管道弯曲刚度较小时无量纲土壤刚度系数较大,埋设段管道对悬跨段管道的刚度约束比较大,悬跨段管道可以近似按两端固支梁模型来模拟;反之,只有在土壤刚度系数较小的几个参数点上,悬跨管道的静动力特性等价于简支梁模型。     

APPLICATION OF 3D HIGH PRECISION GRAVITY METHOD TO THE EXPLORATION OF DEEP BURIED HILL

Due to the influence of volcanic rock or weathering crust coverage, the quality of deep seismic data is often not reliable and it is difficult to identify small deep buried hill structure beneath the cover. However, the gravity exploration technology can use the remarkable density differences between the object and the overlying strata to identify this special geological reservoir. Although recently several rounds of seismic exploration have been carried out in Raoyang depression, Huabei Oilfield, North China to determine the existence of Hu 8 north deep buried hill, whether the buried hill really exists or not as well as its scale is still in controversial. In this paper, based on the information of seismic data and formation density, deep processing of 3D high precision ground gravity data has been carried out for 3D forward and inversion computation. The dimensional gravity forward calculation results show that the density of the deep anomaly body forms a relatively low gravity anomaly in the earth's surface. By using the potential processing method of vertical second derivative, and sliding filtering, the residual anomaly is separated from regional or background field, which illustrates the existence of a local high gravity anomaly at Hu 8 north area. According to the amplitude of residual gravity anomaly and formation density difference modeling, through a number of 3D forward calculations and 3D inversion of gravity data, the existence of Hu 8 north buried hill and its possible scale are basically determined. The results prove that the 3D high precision gravity method is effective in determining the deep buried hill structure in case that seismic data is not reliable.     

大口径有压埋地管道穿越活动断层的非线性分析

基于ABAQUS软件平台,建立穿越断层的管道、有压液体及周围土体的三维有限元模型,分别在静力荷载作用和地震作用下,对不同运动形式断层（走滑断层、正断层、逆断层）中的管道进行模拟,并对管道内有无有压液体进行对比分析。分别得到管道在静力荷载作用下和地震作用下空管道与有压管道的变形特征,将其进行对比分析,得到管道内液体的质量和压力在静力荷载作用及地震荷载作用下对管道的不同影响。结果表明：在静力荷载作用下管道内液体的质量和压力提高了管道的抗变形能力,使管道更安全;而在地震作用下管道内液体的质量和压力削弱了管道的抗变形能力,使管道更容易被破坏。     

Influence factors on the ground surface rupture zone induced by buried normal fault dislocation*

The seismic disaster presents a zonal distribution along the fault strike. In this paper, rupture zone of ground surface soil caused by the uniform dislocation, inclined dislocation and warped dislocation of buried normal fault are studied by constituting a three-dimensional finite element model in Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis (ADINA). According to the critical value of surface rupture, the variational features and influencing factors of width and starting position of the “avoiding zone” in engineering construction are analyzed by using 96 model calculations. The main results are as follows: (1) Since the rupture zone of the ground surface soil from the point of mechanics is different from the “avoidance zone” from the point of engineering safety, the equivalent plastic strain and the total displacement ratio should be considered to evaluate the effect of the seismic ground movement on buildings. (2) During fault dislocation, plastic failure firstly occurred on the ground surface soil of the footwall side, and then the larger deformation gradually moved to the side of the hanging wall of the fault with the increase of fault displacement. (3) When the vertical displacement of buried fault reaches 3 m, the width of “avoiding zone” in engineering construction varies within the range of 10–90 m, which is most affected by the thickness of overlying soil and the dip angle of the fault.