构造应力作用下流体运动的动力学分析——构造流体动力学

本文从流体动力学的基本规律出发,应用渗流力学、岩土力学及弹性力学的理论及方法,推导出了考虑应力状态的可变形介质中流体运动的动力学方程,由该方程可以看出：应力状态是影响流体运动的一个非常重要的因素,它通过３种方式来影响流体的运动,其一是：应力的作用改变介质的渗透性能,从而影响流体运动;其二是：平均正应力的变化速率影响介质的含流体能力,它以源汇项的形式反映在方程中;其三是：应力的作用影响流场的初始状态及边界状态,通过影响定解条件反映在动力学方程中,从而影响运动特征。构造应力场对流体运动的最终影响是这３方面作用     

双向耦合循环剪切条件下超固结饱和海洋黏土孔压与强度特性研究

针对长江口地区的重塑饱和海洋黏土,进行了一系列均等固结条件下的应力控制式轴向-扭转双向耦合循环剪切试验,着重探讨了循环荷载分量比R与超固结比OCR对孔压与动强度特性的影响。试验结果表明,随着R的减小,波动孔压幅值逐渐降低,而残余孔压先降低后升高,R = 1时残余孔压最小。在循环耦合剪切作用过程中,对应相同循环次数,随着OCR的增大,累积孔压变小,而波动孔压幅值却在增大。对应相同循环次数比N/Nf,随着OCR增大,残余孔隙水压力比ur / urmax减小。经归一化处理后ur / urmax-N/Nf关系曲线对于正常固结与超固结饱和黏土可分别用不同的表达式来表达。随着R的降低,破坏循环次数先增大后减小,R = 1时最大。随着OCR的增大,饱和黏土的强度变化减小     

塔河油田奥陶系储层构造应力场研究

油气储层构造应力场的分布特征,对油气运移、注采井网布置、储层改造等具有重要意义。为此,文章从塔河油田AD13井区的地质构造演化入手,基于油田测井资料,结合弹性力学及有限元理论,建立研究区地应力弹性力学计算模型,利用有限元软件对研究区储层地应力进行模拟研究,并将模拟结果与现场地应力实测值进行对比分析。结果表明,研究区最大水平主应力为102~130 MPa,最小水平主应力为87~110 MPa,均为压应力;研究区东部及南部最大水平主应力方向为北东向,西北部最大水平主应力方向为北东东向,西南部最大水平主应力方向为南东向,地应力大小及方向均与实际结果相符。研究结果可为研究区油气勘探开发工程提供科学依据。      

含圆柱形弹性夹杂地基沉降量的解析解

研究各向同性地基中含一个圆柱形弹性夹杂的地基沉陷问题。考虑全场的应力、变形特征,运用复变函数的罗朗级数展开技术,构造合适的应力函数,结合夹杂的边界条件和无穷远的性态,获得了全场复势的解析表达。数值结果显示：由于两相材料剪切模量之比的不同,在某个范围内沉陷量大于基底中点沉陷;在这个范围之外,则小于基底中点沉陷。当夹杂埋深为夹杂半径的5倍以上时,就可以运用所得结果,而不致引起太大误差;含圆形隧洞和刚性夹杂的问题可作为特殊情况得到。     

高应力区破裂岩体回采巷道一次强化支护技术及其应用研究

基于对高应力区破裂岩体回采巷道支护 10多年的经验和教训 ,本文首次提出了相对于主次承载区协调作用关系的关键支护技术 ,即一次强化支护技术。该支护技术不仅强调了对于高应力区破裂岩巷道支护时间的及时性 ,支护强度一次到位 ,更重要的是区别于先让后抗、二次支护的指导思想 ;同时 ,一次强化支护技术还详细明确了支护类型、支护结构以及施工工艺。该支护技术在小官庄铁矿高应力区的应用成功 ,表明该支护关键技术是正确的。     

有机质热演化过程中地层压力的作用与影响

压力对有机质演化的影响长期以来争论不断,共有3种不同意见：压力对有机质演化没有影响,压力促进有机质的演化,压力抑制有机质的演化。通过对前人所做实验的实验设备、实验样品及实验结果的分析对比发现：不同实验结果主要是由于不同实验条件引起的,特别是实验系统和加压方式的不同,对实验结果影响最大,所代表的地质意义也不同。综合分析结果表明,当压力的增加表现为沉积有机质受到的有效应力增加时可以促进有机质生烃;当压力的增加表现为孔隙流体压力增加时,有机质生烃过程将受到抑制;另外,这两种情况都可能使干酪根的镜质组反射率降低,易使人得出压力增加抑制有机质演化的结论。进一步对压力影响有机质演化的成因机制进行了分析,发现在有机质演化的不同阶段因异常压力的增压机制不同,压力在有机质演化过程中所表现出来的作用也有差异。     

俯冲带库仑楔形体力学

楔形体理论研究楔形体在底部摩擦力、重力和边界外力共同作用下内部的应力状态,有助于我们定量分析断层强度和岩石性质与楔形体稳定状态之间的关系.本文首先简要介绍基于不同楔形体材料而得出的应力解析解.然后介绍基于理想弹塑性材料的俯冲带库仑楔应力解析解.最后介绍基于该解析解而提出的动态库仑楔形体理论.俯冲带地震反射剖面数据表明,弧前靠近海沟部分地表坡度比较陡,其内部经历复杂永久塑性变形（称为外部楔形体,outer wedge）.而靠近内陆部分地表坡度比较平缓,反射剖面显示沉积层呈水平规则分布,常伴随沉积盆地（称为内部楔形体,inner wedge）.动态库仑楔形体理论认为弧前这种地表形态和内部构造特征的不同,可能反映了断层面摩擦性质的差异性.内部楔形体对应于断层面上的生震带,在地震周期可能主要经历弹性变形.而外部楔形体对应于断层面上的无震蠕滑部分,在地震发生时可能产生塑性破坏、永久变形.

     

Genetic algorithm for fitting a mixed Bingham distribution to 3D orientations: a tool for the statistical and paleostress analyses of fracture orientations

The clustering of fracture orientations is important for tectonic studies and for geotechnical engineering. In this study, a real‐coded genetic algorithm was adopted to fitting a mixed Bingham distribution to orientation data by maximizing the log‐likelihood function of the distribution. The maximization is a difficult problem, because the function has multimodality and singularity. It was found that the algorithm was effective for this problem. Given the orientations of dilational fractures, the present method determines not only the stress axes and stress ratio of each of the fracture groups but also the maximum non‐dimensionalized fluid pressure at the time of their formation. In addition, the software calculates the 95 % error ellipses of the concentration axes. The present method found that the orientations of ore veins of the Akenobe Mine, SW Japan, should be partitioned into three clusters. It is shown that two of the groups had distinctive Zn and Sn contents, and that the ore fluids had overpressures only slightly greater than the minimum principal stress at the time of the deposition of Zn‐ and Sn‐rich veins.     

THE THEORETICAL STUDY ON THE LAWS OF DRAG REDUCTION BY AERATION IN OPEN CHANNEL 1

ＴＨＥＴＨＥＯＲＥＴＩＣＡＬＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＬＡＷＳＯＦＤＲＡＧＲＥＤＵＣＴＩＯＮＢＹＡＥＲＡＴＩＯＮＩＮＯＰＥＮＣＨＡＮＮＥＬ１ＺＨＥＮＧＹｏｎｇｇａｎｇ２,ＦＡＮＧＤｕｏ３ａｎｄＬＩＧｕｉｆｅｎ４ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｌａｗｓｏｆｄｒａｇｒｅ...     

构造应力环境对浅成岩体成矿系统的制约:从安庆月山岩体冷却过程动力学计算模拟结果分析

为探讨构造应力环境对浅成岩体成矿系统的制约,以安庆地区的月山岩体及其所形成的安庆铜矿床为例,在传统地质调查研究的基础上,通过假设不同的力学边界条件进行岩体冷却过程动力学的计算模拟实验研究。计算结果显示,在没有构造应力作用时,在岩体的接触带上不可能形成有利成矿定位的局部汇流扩容空间,挤压和拉伸作用都能够在岩体接触带形成局部汇流扩容空间,但二者的空间分布规律有着极大的差别,只有拉伸构造应力作用下的动力学计算模拟实验能在已发现矿体部位形成汇流扩容空间,表明构造应力环境对成矿定位的汇流空间的制约以及拉伸构造应力作用对月山岩体成矿的重要贡献。在拉伸构造应力和无构造应力作用时,接触带上的流体压力都是随着变形的进程而趋降低的,只有在挤压构造应力作用下,流体压力才会有一个超压的过程,流体超压是形成斑岩型矿床的重要机制。可见挤压环境才是一种有利于斑岩型矿床成矿的构造环境,铜陵-安庆地区缺乏与矽卡岩矿床相对应的斑岩型矿床主要原因之一是成矿时处于一种拉伸的构造应力作用环境。