大型矿床和成矿区(带)在混沌边缘

笔者将复杂性科学和矿床地质学相结合提出了一种新的金属成矿理论———“金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性”,并应用这一理论研究扬子古陆周缘四大成矿区（带）的矿床成因与成矿规律,发现“大型矿床和成矿区（带）在混沌边缘”。文章在概述“金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性”的理论纲要与噪声、混沌和混沌边缘基本概念的基础上,提出地质成矿系统在混沌边缘的四条判定准则：Ⅰ．自组织临界性的标志———广义地质学（地质学、地球物理学、地球化学）场（温度、流速、浓度、压力等场）的场量之时空幂律分布———及其基本属性：（１）长程时空关联与连通性及时空分形结构;（２）崩塌动力学;（３）“元胞自动机”的动力学机制;（４）自组织临界性涌现于“混沌边缘”,并具有最大的复杂性、演化性和创新性。Ⅱ．地质成矿过程向时间混沌及地质成矿系统向时空混沌的演化。Ⅲ．岩浆和热液“孤子”、“孤波”与“相干结构”以及其它弱混沌“拟序结构”。Ⅳ．超临界地质流体参与地质成矿作用。笔者进一步提出金属成矿动力系统的复杂性与自组织临界性的三大基础理论：（１）地质成矿过程的非线性动力学———应用非线性动力学理论研究矿床和矿集区形成的动力学机制;（２）“地质成矿作用?     

钻孔灌注桩的超声波透射法检测

大直径超长桩的桩身混凝土质量检测一直是困扰工程界的一个难题。本文提出和探讨了大直径超长桩桩身混凝土质量的超声波透射检测方法、技术及可靠程度。工程实践证明采用超声波透射法对大直径超长桩检测，其检测精度高，结果直观可靠，可以较详细查明桩身内部缺陷的性质、深度位置、范围大小及严重程度，为控制大直径超长桩桩身混凝土质量提供了一种有效的检测方法。     

非线性正压临界不稳定

文中提出了一个新的广义能量作为Lyapunov函数,导出了包含两个联立不等式的一种新的非线性正压稳定性判据.并指出其中一个不等式是初始扰动振幅小于某一临界值,另一个则是摩擦系数大于另一临界值,前者对后者有很强的约束.该判据表明,在实际大气中对于有限振幅扰动容易产生正压亚临界不稳定,它大大地改进了以前的结果.     

水平定向钻穿越芡河渗流稳定研究

安庆石化800万吨/年炼化一体化配套成品油管道工程在穿越芡河的过程中,在河道和左右堤防下的地层中将产生一条非常隐蔽的非直线型扰动带,会对渗流场产生十分复杂的附加影响。本论文在极端不利的气象、水文条件下,建立了地下水流数值模拟模型;通过临界水力梯度法,关于水平定向钻穿堤管线工程中引起芡河河堤发生渗透破坏的风险性,进行了定量分析与研究。通过计算可知,洪水条件下河床被冲刷而发生渗流破坏的风险性很小,在河底不会产生渗透破坏。     

碰撞作用下单个阶梯-深潭稳定性模型

阶梯-深潭系统是山区河流广泛分布的控制性河床结构,泥沙输移过程中大颗粒碰撞阶梯关键石块,使其发生位移,强烈影响阶梯-深潭的稳定性。以单个阶梯-深潭的关键石块为研究对象,重点考虑碰撞对阶梯-深潭的影响,量化来沙中大颗粒碰撞作用并改进稳定性理论模型,利用新模型分析阶梯-深潭的临界条件和破坏机制。来沙颗粒对关键石块的碰撞作用受自身粒径、运动速度和阶梯下游冲刷程度影响且皆为正相关关系。颗粒撞击减小阶梯失稳临界流量,且参与碰撞的石块粒径越大,减小作用越明显。当η> 0.55时（η=D₁/D,D₁为碰撞石块粒径,D为关键石块粒径）,临界流量下降幅度达到50%以上,表明来沙中卵石漂石对阶梯-深潭稳定性发挥主要影响。山区河流发生低频率洪水或滑坡泥石流,向下游河道输运大粒径石块并与阶梯碰撞,显著增大转动合力矩并降低失稳临界流量,使得单个阶梯-深潭更易达到临界条件发生破坏。     

地层条件下岩石动静力学参数的实验研究

在实际地层三轴应力和温度条件下,测量了ＣＸ地区地表至５０００ｍ深度砂、泥岩样品的静力学参数。对其中大部分样品进行了岩石力学和声波速度（ｖｐ,ｖｓ）的同步测试,由此获得了在相同应力和温度条件下岩石的动、静力学参数。根据实验结果,讨论了在实际埋深条件下ＣＸ地区砂、泥岩的静力学参数,波速及动力学参数的变化特征,以及岩石动、静力学参数间的关系。     

鄂尔多斯盆地安塞地区长6段低孔渗储层动态评价

油气充注后,由于机械压实、胶结交代作用导致储层物性变差,因此,低孔渗储层现今的储层特征并不能反映成藏期的储层特征。而常规储层评价主要以现今静态评价为主,并未考虑到成藏后储层的演化过程及成藏条件,因此不能很好地解释储层的含油气性。鉴于此,本文提出了适用于油气勘探阶段的低孔渗储层动态评价的新思路,在成藏期储层物性恢复的基础上,将储层临界物性作为划分油气充注有效储层和无效储层的界限,把储层划分为有效储层与无效储层：无效储层无论大多的充注动力,油气也不能充注,有效储层的含油气性还受控于充注动力。临界成藏解释图版定量地反映了储层物性与临界注入压力之间的耦合关系。根据成藏动力学平衡原理,本文利用临界成藏解释图版很好地解释了安塞地区长6段储层的含油性。该储层动态评价方法对指导致密油储层勘探具有重要意义。     

堆石料单轴流变试验的颗粒流模拟

岩石断裂力学的亚临界裂缝扩展理论认为微裂缝扩展可导致岩石破碎,即岩石颗粒破碎具有时间效应。根据亚临界裂缝扩展理论,提出了考虑微裂缝扩展导致堆石颗粒破碎时间效应的数值流变模拟新方法,并进行了考虑颗粒不同典型破碎模式的单轴流变颗粒流数值试验。在对比数值与室内流变试验曲线的基础上,分析了数值流变过程中颗粒破碎情况与颗粒体内部结构发展过程等。研究成果表明,两种试验手段得到的堆石流变的发展趋势基本一致,由微裂缝扩展引起的颗粒延时破碎是堆石流变的主要原因之一,深化了对堆石料变形机制的认识。     

土坡失稳的有效降雨量研究

降雨易引起花岗岩残积土边坡失稳。在分析降雨对边坡土体含水率影响的基础上,通过饱和度和含水率的关系推求出土体从非饱和过渡到饱和的有效降雨量。结果表明：对土质边坡,并非所有的降雨都会引起边坡的失稳,降雨入渗使边坡土体从非饱和向饱和状态发展,当边坡土体饱和度达到一定程度的时候易产生边坡失稳;土坡存在饱和区和非饱和区的临界深度,降雨对边坡的影响即为使得该深度以上的土体从非饱和过渡到饱和的过程,须采取不同的抗剪强度来计算处于临界深度上下两部分土体的稳定状态。研究结果对确定土坡失稳的降雨量阀值、进一步认识滑坡失稳机制,对滑坡的预测预报具有理论及实际意义。     

江苏省突发性地质灾害气象预警研究

根据多年来地质环境以及地质灾害调查研究和工作实践,文章充分研究突发性地质灾害孕育的地质环境条件、地质灾害发育分布、人类活动以及气象因素之间的关系,通过计算滑坡灾害“潜势度”、“发育度”、“易发度”和建立临界降雨量预警判据,采用GIS技术与数学模型整合的空间分析方法,实现了江苏省汛期突发性地质灾害气象预警,2004年和2005年汛期实践结果表明,效果较好。