芦山地震诱发次生地质灾害的分布规律和类型、特征及演化趋势分析

420芦山地震不仅造成了巨大的人员伤亡和财产损失,还诱发了大量的崩塌、滑坡等次生地质灾害。本文在对芦山地震重灾区自然地质环境条件分析的基础上,对芦山地震诱发次生地质灾害的分布发育规律、类型和特征及震后演化趋势等进行了详细的分析和总结。芦山地震新诱发次生地质灾害1337处,主要次生灾害类型为崩塌、滑坡和不稳定斜坡,灾害规模以中小型为主,新增的次生地质灾害主要发育于白垩系、三叠系砂泥岩、二叠系碳酸盐岩地层、第三系砾岩半成岩地层的陡坡和陡崖上以及全强风化壳和第四系堆积物中,并沿龙门山南段断裂带（中林双石断裂）以及宝兴河、芦山河、灵关河等河谷和沟道两侧以及公路内侧山坡的陡坡地段集中分布。芦山地震不仅诱发了数以千计的次生地质灾害,还形成了许多潜在的、隐蔽性强的地质灾害,地震灾区的次生地质灾害总体会呈现加剧发展的趋势。     

超前小导管注浆在卵砾石地层水工隧洞施工中应用

结合北京西郊砂石坑蓄洪工程的阜石路砂石坑暗涵隧洞试验段工程实践, 对卵砾石地层浅埋水工隧洞进行了超前小导管注浆的现场试验工作。文章基于试验成果, 得到了该隧洞地层注浆配比、注浆量、影响范围等关键参数, 为隧洞开挖安全施工和进度优化提供依据。研究的方法及结论可为类似条件下隧洞工程的设计、施工和进一步的理论研究提供参考和借鉴。     

油气藏水力压裂计算模拟技术研究现状与展望

水力压裂技术是油气藏尤其是页岩气开发中的核心技术,利用数值模拟方法进行压裂优化和产能预测又是水力压裂成功的关键。本文首先介绍了水力压裂技术的发展历程。然后从计算模型(二维模型、拟三维模型和全三维模型)和数值模拟方法(基于连续介质和基于非连续介质)两方面对油气藏开发领域的水力压裂计算模拟技术进行较全面的总结。最后,从以下3个方面指出现今研究的不足并提出了进一步的研究建议:(1)全三维模型的完善-全三维模型应当与真实的工程参数和监测数据结合,用于校正模型本身,而校正后的全三维模型又可预测和优化新的现场水力压裂作业; (2)数值模拟方法的选用-已有的水力压裂数值模拟方法种类繁多,需要针对各种方法的适用范围、计算效率和模拟效果等,进行全面的比较和优化; (3)页岩储层中天然裂缝网络的数值模拟-天然裂隙网络加剧了页岩储层力学性质的各向异性,同时水力裂缝沟通天然裂缝活化扩展是有利于储层的增渗增产,对压裂缝网的形态、尺寸和连通率等起着至关重要的作用。因此,数值计算过程中综合考虑页岩储层中天然裂缝与水力裂缝的相互作用,将是未来水力压裂模拟的热点。     

增强型地热系统压裂和开采方案研究

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System, EGS)是一种通过介质循环(水或CO2)来提取深部低渗、高温岩体中地热资源并将其用来发电及供暖的工程技术集成。水力压裂是EGS储层改造的主要方式, 储层改造的好坏直接关系到EGS最终的产能状况, 因此针对具体地质条件选择合适的水力压裂方案具有重要意义。本文基于大庆莺深2井的测井资料, 根据其地应力及岩性变化情况选定EGS开采潜力储层, 采用水平井及张开型压裂的储层改造方式, 对潜力储层进行了多种压裂方案数值模拟分析, 根据压裂模拟结果建立三维水热耦合模型, 进行了EGS发电潜力评估分析, 最终得出莺深2井EGS开采的最优压裂方案和开采方案。研究结果得出:水力裂缝的几何性质主要受地应力、支撑剂粒径和砂比影响, 在EGS中宜采用低砂比、阶梯式的泵注程序。同时, 在采用一注两抽的三水平井开采模式下, 10条裂缝的最优注入速率是30kg,s-1, 运行20a的发电量是0.60～1.23MW。     

幕阜山矿集区黄柏山锂铌钽矿床地质特征及找矿方向

江南造山带中段幕阜山稀有金属矿集区是我国东部重要的锂铌钽资源基地, 区域锂资源主要集中于锂辉石伟晶岩中。但此类伟晶岩常受到岩浆出溶热液的叠加作用, 导致锂不同程度的流失, 因此新鲜锂辉石伟晶岩的产出条件与精准定位, 成为区域成矿理论研究与锂资源勘查的突破重点。笔者研究团队近年来在幕阜山地区新发现的黄柏山锂铌钽矿床, 产出了区域少有的大规模新鲜锂辉石伟晶岩脉。本次研究在黄柏山矿床已开展的化探、探槽、钻探等勘查工作基础上, 系统总结了矿床的地质条件, 精确厘定其成矿时代, 初步建立了仁里-黄柏山矿田成矿模型, 并进一步指出区域找矿方向。黄柏山矿床位于幕阜山岩体西南缘, 矿床内伟晶岩总体沿片岩片理产出, 其类型主要为(白云母)钠长石伟晶岩和锂辉石钠长石伟晶岩, 稀有金属矿化组合为Be-Nb-Ta-Li, 稀有金属矿物主要为绿柱石、铌钽铁矿和锂辉石。矿床内锂辉石多为新鲜无蚀变(＞96%), 少数晶体边缘具弱蚀变或锂辉石+石英蠕虫状共生结构, 为岩浆演化晚阶段流体出溶导致的弱酸性交代所致。三种类型锂辉石的Li2O为7.72%~7.82%, 基本未发生锂的流失, 这与区域构造交汇导致容矿空间封闭性弱, 岩浆演化出溶热液第一时间运移扩散有关。黄柏山矿床稀有金属成矿作用发生在早白垩世(133.0±1.5Ma), 与幕阜山矿集区二云母花岗岩成矿阶段时限(135.8~133.0Ma)一致。本次工作通过对仁里-黄柏山矿田伟晶岩地表类型分带的重新厘定, 结合区域已有的成矿母岩及伟晶岩垂向分带研究成果, 提出黄柏山矿床、仁里矿床、深部成矿母岩三者从西至东呈现出由高至低的三维空间分布特征, 初步建立矿田"体中体"模型。该模型及稀有金属成矿作用特点显示, 矿田西南部冷家溪群与幕阜山岩体接触带区域, 尤其是高地形地区, 仍具有锂找矿潜力。     

吐鲁番盆地冬季气温变化及特色林果冬季冻害指标分析

利用吐鲁番东坎农业气象试验站和鄯善气象站近52a（1960-2011年）冬季逐日资料,分析入冬期、冬季平均气温、极端最低气温、低温日数、负积温变化特征,以及特色林果葡萄、红枣冻害发生年最低气温的变化特征,探讨冬季气温变化与冻害发生的关系,总结冻害成灾指标,为防止果树冻害提供理论依据。分析结果表明：吐鲁番盆地冬季平均气温和最低气温呈上升趋势,入冬期偏晚,冬季结束时间提早,冬季持续日数缩短;冬季气温在1985年发生突变,存在7a的周期变化。在无稳定积雪的情况下,最低气温负积温较历年平均值低180．0℃以上,日最低气温≤-18．0℃持续15d以上,且日最低气温连续≤-20．0℃持续5d以上,休眠期的红枣、杏树花芽会发生中度冻害;最低气温负积温较常年低200．0℃以上,日最低气温≤-20．0℃持续7d以上,且日最低气温≤-21．0℃持续5d以上,红枣、杏树及无积雪、覆土厚度〈30cm的葡萄会发生严重冻害。     

压实黏土干燥裂隙及渗透性能研究

压实黏土干燥过程中产生的裂隙可能对渗透性能有较大影响。通过室内模拟试验研究发现,裂隙面积率、裂隙总长度和裂隙宽度随含水率减小而增大。压实黏土中裂隙可分为主裂隙和次裂隙2类,次裂隙出现前后裂隙参数的变化速率有较大差异。较宽裂隙在湿化后不能完全愈合,干湿循环过程使压实黏土产生了不可逆的变化。采用试验筒壁上涂阿尔代胶的方法可以有效模拟土样中裂隙的形成,并能较好地防止侧漏。渗透试验发现,一次干湿循环导致压实黏土的渗透系数增大将近2个数量级。湿化过程中干燥裂隙不能完全愈合及微裂隙的形成可能是导致渗透系数增大的主要原因。     

冲填土固结特性与变形沉降规律研究

应用室内模型试验的方法对上海地区冲填土的固结特性进行了研究,冲填土从水力吹填开始到固结完成,经历了三个阶段,即沉积阶段、土体颗粒接触阶段与土体固结阶段; 固结时有效应力的增长分为快速增长和缓慢增长两个时期,土体固结沉降主要发生在固结前期,沉降量与有效应力呈正比关系; 排水及荷载条件对冲填土的固结特性与强度有较大影响。本文通过双面排水自重固结、单面排水加载固结及单面排水自重固结三组对照试验,揭示了冲结、变形与沉降量之间的关系,为冲填土地区地面沉降的预测和地基变形的计算提供了有价值的参考。     

华北地区砂性土的卸荷回弹试验研究

超采深层地下水引起的地面沉降、地裂缝等灾害已经成为华北地区大中城市的主要地质灾害。本文以华北地区地下水开采漏斗边缘的砂性土为研究对象,通过反复加荷卸荷试验,分析了砂性土的卸荷回弹特征,阐述了砂土并不是完全弹性的,它同样存在一定的塑性特征,并且说明了砂土的回弹量的大小是个变量,其回弹能力随着反复回弹次数、回弹应力大小及哪一应力进行回弹而变化。该研究结果对治理开采深层地下水引起的地面沉降等灾害有重要意义。     

北京地铁盾构施工遇到的工程地质问题

近年来,盾构法施工广泛地应用于北京地铁建设中。然而,由于北京地区地质条件复杂,面临许多工程地质问题。本文在分析总结北京地区工程地质、水文地质条件以及盾构施工特点的基础上,讨论了盾构施工所遇到的工程地质问题,探讨盾构施工与工程地质条件之间的关系,为复杂地质条件下的盾构施工提供参考。