隧道塌方的尖点灾变模型及应用

针对隧道塌方失稳问题，运用灾变理论建立隧道塌方失稳的尖点灾变模型。基于平衡曲面方程，可求得隧道围岩体内承载区介质刚度与对应的松驰区弱化介质本构曲线拐点处理刚度之比值K，并给出了塌方与否的判据，当K≤1时，隧道将发生塌方失稳；当K＞1时，隧道将不会发生塌方失稳。根据此模型，笔者解释了隧道中几种常见的灾变破坏机理，并提出了相应的治理方案。     

新疆伊宁县喀拉亚尕奇滑坡动力学特征研究

通过对高速远程黄土滑坡动力学特征的研究,提出黄土高速远程滑坡空间预测的模拟方法。以新疆伊宁县喀拉亚尕奇黄土滑坡为例,基于野外地质调查和无人机航拍影像图,结合滑坡研究区的工程地质条件,分析了该滑坡的基本特征和形成条件。研究发现,该滑坡的主要诱发因素是冰雪融水入渗,其孕灾模式主要为四个阶段:后缘拉裂阶段,黄土节理冻胀扩展阶段,融雪入渗失稳阶段,高速下滑阶段。同时利用Rapid模型对滑坡运动全过程进行模拟,计算得到滑坡运动持续时间为26 s,最大运动速度达到22 m/s,堆积体的平均厚度达到5 m等运动特征要素,结果表明Rapid模型可以较好的模拟分析黄土高速远程滑坡动力学效应,为黄土地区类似滑坡的成灾机理和动力学效应分析提供参考。      

冬季格陵兰以东区域海冰与北太平洋风暴轴的关系

对45个冬季格陵兰以东区域海冰密集度场与北太平洋500 hPa位势高度滤波方差场作奇异值(SVD)分析.结果表明:SVD得到的第1对空间典型分布反映了冬季格陵兰以东区域海冰异常与北太平洋风暴轴异常变化密切相关.进一步的合成分析显示:海冰异常导致大气环流调整,气压梯度、急流、850 hPa天气尺度涡动热量经向通量和垂直通量、局地斜压性均发生改变,从而对北太平洋风暴轴的强度及中心位置位移造成影响.     

西宁盆地地下热水的TDS分布特征及富集机理

西宁盆地大部分地下热水中TDS含量较高,极大限制了地热水的可利用性,研究盆地地下水TDS的成因机理,可为后期指导地热资源开发利用提供参考价值。通过对西宁盆地药水滩至盆地中心沿线地下水的常、微量组分的分析,探讨了区内TDS的分布特征及富集机理。结果表明：从盆地边缘到盆地中心,地下水由HCO₃-Ca·Mg型淡水逐渐向SO₄·Cl-Na、SO₄-Na型盐、卤水变化,地下水具有陆相沉积水特征,且变质程度逐渐增强;盆地内不同区域TDS的富集机理也有显著差异,盆地边缘以降水入渗、溶解混合作用为主,湟水中心区域以蒸发浓缩作用和混合、水-岩相互作用为主,而盆地中心区域则以深部沉积物质随热液上涌的混合作用和封闭环境下的水-岩相互作用为主。     

前置酸压裂提高煤层气单井产量机理与适用性研究

针对目前我国煤层气地面开发单井产量低、开发效益差的现状,为探索研究适用于煤层气井的经济高效增产改造技术,借鉴常规油气藏前置酸压裂技术的成功经验,采集焦坪矿区4-2煤层煤样,进行前置酸改善压裂效果评价实验,结合宏观观察、X射线衍射分析及扫描电镜–能谱手段对比分析实验前后矿物质成分与含量变化,研究前置酸压裂技术煤层增产机理...     

广西合浦海水珍珠变黄机理新议

海水珍珠缓慢变黄的传统解释是无机相文石不稳定向方解石转化这个不可逆过程造成的.然而作者通过肉眼观察、光学显微镜观察、H2O2漂白体系使变黄的海水珍珠重新变白实验及X射线粉晶衍射分析,均表明传统解释可能存在错误,变黄的海水珍珠无机相没有发生明显的相变,故推测珍珠内有机相的变化是珍珠变黄的主要原因.     

考虑海平面上升影响的极值水位计算

本研究基于非平稳序列极值理论,定量分析极端水位事件年超越概率受海平面上升的影响;以工程设计使用年限内极端水位发生概率作为控制条件,构建考虑海平面上升的极值水位计算方法;结合平均海平面的长期变化过程,推算海平面上升下的极值水位。基于全球10个验潮站历史水位观测资料,验证历史平均海平面长期变化与高、低水位耿贝尔分布位置参数变化的一致性以及构建方法的合理性。结合政府间气候变化专门委员会对海平面上升的预测,推算和对比分析不同海平面上升情景下的极值水位,并评估相应极值水位在当前极值分布中的重现期。     

大渡河瀑布沟水库红岩子滑坡变形特征与机理分析

库水涨落常诱发库岸滑坡变形破坏。为了研究库岸滑坡的变形特征及变形机理,以大渡河瀑布沟水电站红岩子滑坡为对象,通过详细的地表宏观变形调查和对监测数据的深入分析,结合GeoStudio数值模拟,深入研究了该滑坡的变形特征、渗流场、稳定性及库水对滑坡的作用机理。结果表明：红岩子滑坡地表宏观变形显著,累计位移曲线呈“阶跃”式特征,库水下降是滑坡变形的主要诱发因素;库水位由850 m高水位集中下降至830 m以下时,位移阶跃启动,“阶跃”段的累计变形量占全年总变形量的90%以上,当库水位下降速率大于0.5 m/d时,滑坡加速变形;滑坡变形模式为蠕滑-拉裂,库水升降导致滑体内部渗透力的变化,对滑坡稳定性影响很大,引发滑坡“阶跃”变形。     

基于动态重力信息的地震前兆与强震短临预报

地震预报是当今世界尚未破解的重大科技难题,短临地震预报是地震预报的难点,有效的前兆信息则是短临预报的关键。笔者围绕短临地震预报难题,研制了高精度动态固体潮汐重力仪和大气潮汐重力仪,成功捕获到2010～2023年间的玉树7.1级地震、土耳其7.8级地震等震前几十个小时的动态重力场变化信息。这些信息再现了强震孕育–发生的过程,初步揭示短临阶段“基本稳定→闭锁蓄能→震前平静→能量释放”的强震物理机制,可作为短临地震预报的前兆信息。为实现对短临地震“时−空−强”的准确预报,提出通过动态重力场变化组网观测和分布式前兆信息数据库建设,进一步揭示不同类型地震的动态重力信号响应规律,建立强震发生概率、时间、震中位置及震级预报模型的可行性路径,渴望破解强震短临预报的世界难题。     

2021年四川泸县M6.0地震发震机理及地震活动时空演化特征

2021年9月16日四川泸县发生M6.0地震, 该地震发震构造不明, 发震机理尚存在争议.地震精定位和震源机制有助于分析地震活动时空演化与震源破裂特征, 能够有效揭示活动构造机制和地震发生机理, 为评估区域地震危险性提供科学依据.为此, 本文首先采用双差定位法对震中及附近2009年1月至2021年10月发生的地震进行了精定位, 结果显示, 研究区地震震源深度大多集中在10 km范围内, 事件主要沿地表断层呈条带状或丛集分布, 部分震群邻近当地工业井, 周边无明显断层分布.其次, 通过CAP波形反演计算得到M≥3.5地震的震源机制解, 表明研究区震源破裂以逆冲挤压型为主, 部分震源机制解具有不确定性.基于震源机制解反演区域应力场, 进一步探讨了区域应力场与地震事件的力学一致性.研究结果显示, 区域应力场以水平构造挤压作用为主, 部分事件震源机制解与其吻合度较低, 暗示存在局部应力差异.综合地震活动时空演化特征、已知断层展布以及区域应力场等研究结果, 认为华蓥山断裂带南段的地震活动与资源开采活动密切相关, 泸县M6.0地震是在局部应力场扰动下, 下方滑脱层活动触发了上覆隐伏断层的挤压错动而产生.