The dynamics of natural pipe hydrological behaviour in blanket peat

Natural soil pipes are found in peatlands, but little is known about their hydrological role. This paper presents the most complete set of pipe discharge data to date from a deep blanket peatland in Northern England. In a 17.4‐ha catchment, we identified 24 perennially flowing and 60 ephemerally flowing pipe outlets. Eight pipe outlets along with the catchment outlet were continuously gauged over an 18‐month period. The pipes in the catchment were estimated to produce around 13.7% of annual streamflow, with individual pipes often producing large peak flows (maximum peak of 3.8 l s^?1). Almost all pipes, whether ephemerally or perennially flowing, shallow or deep (outlets > 1 m below the peat surface), showed increased discharge within a mean of 3 h after rainfall commencement and were dominated by stormflow, indicating good connectivity between the peatland surface and the pipes. However, almost all pipes had a longer period between the hydrograph peak and the return to base flow compared with the stream (mean of 23.9 h for pipes, 19.7 h for stream). As a result, the proportion of streamflow produced by the pipes at any given time increased at low flows and formed the most important component of stream discharge for the lowest 10% of flows. Thus, a small number of perennially flowing pipes became more important to the stream system under low‐flow conditions and probably received water via matrix flow during periods between storms. Given the importance of pipes to streamflow in blanket peatlands, further research is required into their wider role in influencing stream water chemistry, water temperature and fluvial carbon fluxes, as well as their role in altering local hydrochemical cycling within the peat mass itself. Enhanced piping within peatlands caused by environmental change may lead to changes in the streamflow regime with larger low flows and more prolonged drainage of the peat. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

用微振动勘探方法探测隐伏断裂构造

介绍了运用微振动勘探方法探测隐伏断裂构造的方法和思路,并对郯庐断裂带两条分支断裂进行了试验性勘探．通过与人工地震勘探结果对比分析,发现微振动勘探方法对隐伏断裂构造具有较好的空间定位能力,其对岩性差异面形成的断裂定位误差与人工地震勘探结果相当; 又因其具有较大的勘探深度,因而可以有效揭示勘探区域下方地层及断裂的空间分布特征及其接触关系,这对于识别和确定断裂构造的主破裂面具有重要意义. 但微振动勘探方法对地层或断裂构造细节特征的揭示能力较差．因此,在实际地层或断裂勘探中,宜采用人工地震勘探方法与微振动勘探方法相结合的方式确定断裂的深浅构造关系,可以用微振动勘探方法进行普查,在确定断裂初步位置及空间展布特征后,再选用人工地震勘探方法进行断裂精确定位．      

高地应力V级围岩相似材料研制及岩体开挖卸载模型试验分析

以黄土、砂为骨料,石膏、水泥为胶结材料,水为调节剂,以正交试验方法配制出V级围岩相似材料,该材料能够很好的模拟隧道Ⅴ级软弱围岩。在此基础上,以钢筒模型试验为媒介,通过千斤顶配合反力架加载,观察不同材料配比下的试验组应力变化斜率、自稳时间、应变大小等方面的差异,结合加载完成后模型开口处岩体变化情况,探索高地应力下Ⅴ级围岩开挖卸载效应。试验结果表明:虽然相似材料会因配比不同改变物理力学性质,但主要是对弹性模量的影响较大;在增大垂直压力作用下,试验中材料自稳时间变长,应力释放也较为彻底,但整体趋势放缓。     

基于反应位移法的复杂软土盾构隧道横断面抗震分析

采用反应位移法,利用ABAQUS软件建立梁-弹簧有限元模型,进行复杂软土场地中盾构隧道横断面抗震分析,并结合天津滨海Z2线软土盾构隧道进行计算。研究表明,在地震作用下,最大弯矩值和剪力值一般出现在拱肩位置,最大轴力值一般出现在拱腰附近;处于复杂地层附近的隧道结构内力值较大,应加强该位置处的抗震构造措施或在选线时尽量避免复杂场地。本文对复杂软土场地中盾构隧道横断面抗震设计具有一定参考价值。     

硬夹层埋深对场地地震动参数的影响

选取某重要工程场地A3钻孔的厚度、剪切波速、密度等实际勘探数据,通过改变硬夹层的埋深,分析硬夹层不同埋深、不同地震时程对场地地震动参数的影响。研究结果表明:在硬夹层厚度不变和模型总厚度不变的情况下,地表水平向的峰值加速度随硬夹层埋深的增大而增大,但增幅逐渐减小;硬夹层埋深到达一定深度时不再影响地表水平峰值加速度;随着硬夹层埋深的增加,整个反应谱的谱值普遍增大。     

近距离上层隧道施工对下层隧道的扰动影响

针对近距离上层隧道施工时给下层隧道稳定性造成扰动影响的现状,基于简支土体梁力学模型,研究下层隧道顶部在周期性扰动力作用下的系统振动特性,得到顶部垂直位移的动态响应数学表达式,为定量掌握最大位移峰值的大小与出现时刻提供理论依据,指出考虑振动因素时上下层隧道安全距离的确定方法。结合具体算例探索扰动力等因素对最大位移的作用规律,结果表明:扰动力振幅和隧道跨度分别增加1倍和2倍时,最大位移峰值相应增大1倍和23.9倍;隧道层间垂距和土体弹性模量分别增加2倍和3倍时,最大位移峰值相应减小88.2%和70%。当主要影响因素变化时,最大位移的波动大周期延长、波动震荡性加剧,特别是峰值处的震荡幅值增大,隧道顶部稳定性受到明显影响。     

辽河坳陷滩海区海月潜山裂缝型储层预测研究

裂缝型储层是潜山油气藏的重要储集层,裂缝形成的控制因素复杂,识别难度大;然而裂缝形成机制和地震反射特征是有规律可循的。因此,对裂缝发育控制因素和分布规律进行了分析探讨,并采用蚂蚁追踪裂缝识别、吸收衰减属性分析和多属性聚合分析等技术对潜山储层进行预测,细化处理流程,多种预测相互印证,减少单一预测方法存在的多解性和局限性,提高了潜山储层预测的可靠性。利用该方法在辽河坳陷滩海区海月潜山裂缝型储层进行实际应用,并取得了较好的效果,为潜山勘探提供了重要依据。     

辽河断陷大民屯凹陷静北潜山孢粉化石新发现

静北潜山的油气勘探始于上世纪70年代初,并将钻井揭示的未见化石的碳酸盐岩和石英砂岩沉积划归中元古界长城系,沿用至今.2002年在对该区的地层研究中,首次发现了晚古生代孢粉化石,从而证实静北潜山存在晚古生代地层.本文以孢粉化石为主要依据,对潜山地层进行了重新划分,并与邻区进行对比.在此基础上对本区的构造和沉积作一讨论.     

渤海湾盆地石臼坨东428潜山构造成因解析:华北克拉通破坏的深度揭示

渤海湾盆地是在中生代华北克拉通破坏基础上,经由新生代深埋形成的叠合盆地,遭受了多期不同性质构造叠加改造.渤海海域油气资源的勘探逐步走向深层,深部潜山油气藏成为重要的勘探目标.本文以石臼坨东428潜山构造(以下简称428构造)为例,探索渤海湾盆地潜山的形成和构造演化.基于前人对渤海湾盆地内构造和储层特征的研究成果,通过对...     

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。