Optimization of slope angle and its seismic stability: A case study for the proposed open pit coalmine in Phulbari, NW Bangladesh

The present study reflects upon the results of substantial program of two-dimensional Finite Element Method （FEM） numerical analyses of the open pit that links to slope angle optimization associated with the safety factor of the pit slope of a coal mine in Bangladesh. In the present analyses, two types of models have been presented. The first model estimates safety factor without seismic effect on the overall pit slope of the model; the second model incorporates safety factor with seismic stability of the model. The calculated optimum slope angle of the first model is 31% with a rational safety factor of 1.51, prior to the seismic effect. However, the value is reduced to 0.93, 0.82, and 0.72, after we applies the seismic effect in the second model with M6, M6.5, and M7, respectively. Finally, our modeling results emphasize that for the case of the proposed Phulbari coalmine, there is extremely high prospect for causing massive slope failure along the optimum pit slope angle with 31% if the mine area felt seismic shaking, like the Sikkim （in northern India） earthquake with M6.9 on September 18, 2011.     

青藏高原东缘变形机制的讨论: 来自数值模拟结果的限定

青藏高原东缘的地壳结构是两种主流青藏高原隆升模式争辩的焦点之一.中下地壳流曾经被认为是高原东缘隆升的主要构造驱动力,但是中上地壳之间低阻低速层的发现及其与2008 M_S8.0汶川地震良好的对应关系表明,高原东缘具有向东刚性挤出的可能性.然而大部分关于龙门山断裂的数值模拟仍建立在下地壳流的基础上,仅将低阻低速层作为断裂的延续或是弱化地壳物性参数的软弱层,而非能够控制块体滑动的"解耦层",也没有考虑到刚性块体变形中的断裂相互作用.本文建立了包含相互平行的龙门山断裂与龙日坝断裂的刚性上地壳模型,用极薄的低阻低速层作为块体滑动的解耦带,采用速率相关的非线性摩擦接触有限元方法,基于R最小策略控制时间步长,计算了在仅有侧向挤压力作用下,低阻低速层对青藏高原东缘的刚性块体变形和断裂活动的作用.计算结果显示,低阻低速层控制了刚性块体的垂直变形和水平变形分布特征.在侧向挤压力的持续作用下,在低阻低速层控制下的巴颜喀拉块体能够快速隆升,而缺乏低阻低速层的四川盆地隆升速度和隆升量均极小,隆升差异集中在龙门山断裂附近,使其发生应力积累乃至破裂.龙日坝断裂被两侧的刚性次级块体挟持着一起向南东方向运动,但该断裂的走滑运动分解了绝大部分施加在块体边界上的走滑量,使得相邻的龙门山次级块体的走滑分量遽然减少,也使得龙门山断裂表现出以逆冲为主,兼有少量走滑的运动性质.本文所得的这些计算结果显示了在缺乏中下地壳流,仅在低阻低速层解耦下刚性块体隆升过程及相关断裂活动,提供了青藏高原东缘刚性块体挤出的可行性,为青藏高原东缘隆升机制的研究讨论提供了重要依据.     

俄罗斯贝加尔湖-日本仙台断面地震波速结构及其地质意义

本文以中俄、俄日学者合作所得到的地球物理资料为主,结合其它相关地质-地球物理数据,组构了俄罗斯贝加尔湖-日本仙台(BS)4000 km长断面,用于区域性大尺度地研究东北亚洲地壳结构和一系列地质构造问题.研究BS断面地震波速结果表明:(1)西伯利亚板块和黑龙江板块地壳结构变化较大,并可分为上、中、下部地壳,欧亚板块东部陆缘带地壳结构较简单,基本两分.贝加尔裂谷带下部地壳厚度比松辽盆地的薄约7 km,而上部地壳则相反,前者的比后者的厚约9 km.两个裂谷带在Moho界面之下的波速分布差异也较大.(2)结合前人认识,综合分析认为,贝加尔裂谷带属主动式裂谷,松辽盆地属于混合型裂谷.贝加尔裂谷形成动力主要来自地球构造圈B″层物质上涌所形成的地幔热柱的垂向作用,由BLV带佐证,松辽盆地形成动力主要来自太平洋板块斜向俯冲的中远程效应.(3)日本国所位于的西太平洋岛弧带是多地震带,除了太平洋板块俯冲产生的浅部效应、地壳中断裂与流体的直接作用等因素,本文指出仙台等速块的物性条件是岛弧带的主要不稳定因素.同时指出需要关注日本东海岸深约30~40 km的大级次地震的发生.     

基于ε-SVR的滑坡位移预测

我国是一个地质灾害多发的国家,特别是滑坡发生的次数比较多、危害性比较大。因此对滑坡的位移进行监控预测有着十分重要的意义。对于滑坡位移变化的非线性问题,可以利用支持向量机在回归分析中的方法——ε-支持向量回归机（ε-SVR）进行预测,该方法基于统计学理论,在处理小样本、非线性、高维数等问题上有一定的优势。以福建八尺门滑坡的监测数据为例,将前面的17个位移数据作为学习样本,后面的6个位移数据作为预测样本,采用不同的核函数分别进行位移预测来与原始监测值进行对比,比较其预测精度。结果显示,该方法产生的预测值与原始监测值之间的误差比较小,其位移变化趋势与原始数据的变化趋势也基本一致,这说明该方法预测精度高,实用性强。     

湖北省三峡库区秭归县头道河Ⅱ号滑坡特征及稳定性评价

针对湖北省三峡库区秭归县头道河Ⅱ号滑坡现状条件下的明显变形迹象,本文对该滑坡进行了综合的分析和研究,详细介绍了该滑坡的地质背景及滑坡特征。采用剩余推理法,对滑坡体在各种不同工况下的稳定性作了科学分析,并对滑坡体在三峡水库蓄水以后的稳定性作了合理评价。结果表明,滑坡体在目前状态下基本稳定,三峡水库蓄水以后,将对滑坡体稳定性产生较大影响,极有可能导致滑坡体失稳,据此结合工程实际提出了一些可行的防治措施及建议。     

也谈地壳内第二深度空间石油、天然气的形成及勘探前景

在当前国内油气供需紧张的严峻形势下,开展"第二深度空间"的油气勘探"势在必行",也是"当务之急"."第二深度空间"的油气勘探需解决3个问题.一是油气无机成因的地球化学证据.原油、沥青、干酪根的Pb,Sr,Nd同位素示踪、原油中异常高含量的金属微量元素、原油中有机硅化合物的发现等均表明原油可以由无机反应而生成.二是油气无机成因论是可以指导油气勘探的.油气的分布与中地壳的低速、高导层的耦合表明有成因关系,中地壳的低速、高导层是油气的发生器,也是初始储层,据此可以对油气田进行预测.柴达木盆地昆北花岗岩油田的发现是一典型案例.三是"第二深度空间"的油气勘探需要地球物理方法和技术的支撑.目前第4代采集处理新理论、新方法业已提出.地球物理学家已经把深部勘探的新方法、新技术提到议事日程.总之,"第二深度空间"的油气勘探是有理论依据的,是可能的,是可操作的.发现大型、超大型油气田指日可待.     

横波各向异性在裂缝和应力分析中的应用

针对裂缝性和低孔低渗地层的横波各向异性特征,反演得到横波各向异性参数,研究了裂缝的发育程度、方位和有效性,并对低孔低渗地层的应力场分布状态和方位进行了综合评价;通过对反演得到的快、慢弯曲波形进行频散分析以及计算单极横波各向异性大小,确定了引起横波各向异性的原因,并结合常规测井资料、岩心及FMI成像资料对分析结果进行了验证和对比,最后对研究区8口典型井的横波各向异性进行了综合处理和评价,得到了该区的横波各向异性特征以及和总的应力场走向.结果表明,利用横波的各向异性参数可以有效的评价裂缝的发育程度、走向及有效性,并能准确的确定地应力分布状态和最大水平应力方位.     

基于GIS的兰州滑坡与泥石流灾害危险性分析

频繁发生的灾害愈来愈对人类社会造成巨大影响, 遥感、地理信息系统、全球定位系统和网络技术日益在减灾行动中发挥重要的作用. 兰州区域地质岩性、构造断裂、地震活动带、地表侵蚀强烈和地形起伏破碎等因素造成了兰州滑坡与泥石流灾害的发育, 夏季暴雨、人类工程活动等诱发下灾害频繁, 风险加剧. 针对兰州地区滑坡与泥石流等山地灾害对区域社会经济的影响, 通过建立区域滑坡与泥石流灾害的空间数据库, 在GIS技术辅助下实现了专家经验模型和Logistic模型对滑坡与泥石流灾害危险性的预测, 其中滑坡Logistic模型准确性达到85.3%, 专家经验模型准确性达到74.2%; 泥石流Logistic危险性预模型准确性达到80.5%, 专家经验模型准确性达到90.5%. 随着研究的深入, 综合遥感、地理信息系统、全球定位系统和网络技术的灾害研究与应用将在灾害防治中发挥重要的作用.     

深水半潜式平台锚链倾角监测的自容式传感器的设计

深水半潜式平台系泊锚链的倾角变化是评价平台系泊状态与锚链受力的重要指标,是半潜式平台重要的监测内容。目前,深水锚链的测量主要是采用自容式的传感器,针对其水下长时间测量的应用特点,要求它的设计必须具有低功耗、高可靠性、大存储量、体积小、防水耐压等指标。根据我国南海流花平台的锚链监测需要,设计与制作了专用的水下自容式倾角传感器,并在实际应用中进行了检验。     

探讨高频检波器与低截处理的替代关系

地震检波器是实现把机械振动转换为电信号的传感器,不同检波器具有不同的相位特性和频率特性。从检波器的振动理论方程着手,分析了地震资料反射品质与检波器特性的关系。结合地质任务和技术指标要求,在相同采集因素条件下,执行特定的试验内容,考核了不同检波器类型及其性能,对资料进行了有益的处理方法尝试,获得实用而有意义的结论。在目的层较浅的探区,试验数据表明采用自然频率较低的检波器和特殊的低截处理方法同样能够实现高分辨率的地震勘探效果。