差应变法地应力测量——以汶川地震断裂带科学钻探WFSD-1钻孔为例

岩心差应变分析法是汶川地震断层科学钻探(WFSD)项目地应力测量的主要手段之一, 该技术通过高压容器对取之于钻孔不同深度的实验样品施加围压, 观察先前由于失去地层应力而膨胀产生的裂纹重新闭合, 并通过裂纹闭合过程差应变曲线分析, 确定主应力大小和方向。WFSD-1孔12个岩心样品的DSA测试结果表明:断层上下盘的应力状态有明显差异, 区域地应力不仅随深度增加, 还与地质结构和岩石的物理性质等因素有关。      

高地应力围岩分区碎裂化的时间效应分析和相关参数研究

本文阐述了高地应力围岩分区碎裂化现象的形成需要经过一定的时间,但这段时间不会很长;采用蠕变理论对岩石分区碎裂化的时间效应进行了分析;推导了能够描述加速蠕变阶段的流变模型-改进的西原模型的本构方程和蠕变方程,在此基础上求出了岩石分区碎裂化发生时破裂带半径(破碎带距巷道中心的距离)的公式。     

塔中地区构造应力场数值模拟研究

构造应力场研究对于油气运聚分析及储层特征描述具有重要的理论和实际意义.本文根据塔中隆起断裂特征及其演化史,结合钻井资料,选择中下奥陶统碳酸盐岩为主要研究对象,应用大型有限元分析软件ANSYS,在处理断层问题时运用非连续的接触算法,模拟了中奥陶世末、中泥盆世末、三叠纪末、新近纪末的构造应力场,研究了该区不同时期的古应力分布特征.研究表明,最大主压应力受东部车尔臣-星星峡走滑断裂影响显著,在隆起区沿断裂带呈条带状低值分布,在不同时期塔中Ⅰ号断裂带无一例外地位于最大主压应力的最低区,反映了塔中断裂带尤其是塔中Ⅰ号断裂带是油气运移的有利指向区.最小主压应力沿断裂带呈条带状高值分布,在断裂的上盘、断裂走向发生变化和断裂的倾末端是张应力高值区,为张裂缝发育的重要构造部位.最小主压应力和最大剪应力受车尔臣-星星峡走滑断裂的影响明显减弱.     

胶东大磨曲家金矿床岩石磁组构、构造变形与金矿化

在胶东地区招远-平度断裂带上的大磨曲家金矿区选取了典型的构造区域进行岩石磁组构研究。沿着断裂带在不同构造部位的36个采样点钻取了112个定向岩心样品,所有样品均沿勘探线布置。磁组构研究显示,研究区以弱磁性岩石为主,总体上,胶东群变质岩的磁化率值较高,而玲珑黑云母花岗岩的磁化率值较低,尤以碎裂程度高的强蚀变岩的磁化率值最低;磁化率各向异性方位主要为NE向挤压,磁组构所指示的构造应力场与大磨曲家矿区的区域挤压应力方向是相同的;对具不同程度矿化的81线的Au含量与80线磁组构各向异性度(P值)进行对比研究发现,P值与金品位呈负相关关系;弱矿化糜棱岩中的金矿化在磁面理发育的岩石中较为发育,成矿晚期,Au元素含量随着岩石磁性的减弱而增加,特别是在强应变后弛豫阶段矿液充填于相对张性的石英脉中Au含量最高。     

大同盆地现今构造活动及地壳应力场特征

大量震源机制结果推断出大同分轩现代地壳应力场和主压应力方向为ＮＥ－ＮＥＥ，仰角变化不定，主张应力方向为ＮＷ－ＮＮＷ，仰角很小的结论。这与区域构造应力场ＮＥ－ＮＥＥ向挤压作用的结果相符，另据大同一阳高６．１级、５．８级地震的震源机制结果得出，大同一阳高地震的孕震应力场与华北区域应力场相一致，而不是受本地局部小区域应力场的控制的结论。     

Finite element analysis of steep excavation slope failure by CFS theory

The distribution of Coulomb failure stress (CFS) change in the steep excavation slope is calculated by finite element method in this paper,and the failure mechanics under different conditions have been investigated.Comparing the CFSs before and after the slope excavation (stress loading and unloading processes),the dangerous internal zone and the most likely failure external area are attained.Given the shear cracks on the top surface while tensile stress or cracks along the toe of the slope,we analyze the high cutting-angle steep slope in Kaixian county of the Three Gorges Reservoir region.We bring forward that the peak value of CFS after excavation can reach to the order of 0.1 MPa,which is greatly higher than that of before.Our preliminary results are useful for optimizing the reinforcement structure during the steep slope stabilization engineering.     

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Plant drought tolerance trait is the key parameter in improving the modeling of terrestrial transpiration in arid and semi-arid regions

陆面过程蒸腾作用的模拟制约着天气,气候降水预测的精确度.近几十年来,为了更好地描述植被蒸腾的水力约束,陆面过程模式发展了基于植物性状的植物水力胁迫方案.然而,我们对于植物性状在蒸腾模拟中的地位仍然缺乏了解,植物性状对蒸腾的重要性仍需进一步量化.本研究利用Morris方法评估植物性状参数在通用陆面模式植物水力胁迫方案(CoLM-P₅₀HS)中的重要性,针对17种植物性状,筛选出最为重要的:耐旱性状(P₅₀),气孔性状,和光合作用性状.在12个FLUXNET站点中,参数的重要性由归一化敏感度来衡量.P₅₀的重要性随着降水的减少而增加,而气孔性状和光合作用性状的重要性则随着降水的减少而减少.在干旱或半干旱地区,P₅₀比气孔性状和光合作用性状更重要,这意味着当植物经常经历干旱时,水力安全策略比植物生长策略更关键.而耐旱性状的巨大变异性进一步暗示了多种植物水力安全策略的共存.忽视P₅₀的变异性可能会对陆面过程模式蒸腾作用的模拟造成严重误差.因此,为了更好地表示植物水力功能的变异性,需要增加对耐旱性状的观测并耦合到陆面模式中.     

2-D deformation analysis of a half-space due to a long dip-slip fault at finite depth

Closed form analytical expressions of stresses and displacements at any field point due to a very long dip-slip fault of finite width buried in a homogeneous, isotropic elastic half-space, are presented. Airy stress function is used to derive the expressions of stresses and displacements which depend on the dip angle and depth of the upper edge of the fault. The effect of dip angle and depth of the upper edge of the fault on stresses and displacements is studied numerically and the results obtained are presented graphically. Contour maps for stresses and displacements are also presented. The results of Rani and Singh (1992b) and Freund and Barnett (1976) have been reproduced.     

应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系,同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5 km和25 km的主应力和最大剪应力进行了计算分析.结果表明,青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等,在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7.0～8.5级强震的断裂附近,并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征.