山地大型障碍区三维地震观测系统的设计与应用

在三维地震勘探中,在山地大型障碍区布设观测系统,为了避免因地表障碍物使地震反射剖面出现间断,需要动态调整观测系统设计,跨越大型障碍物（水库,矿区等）,以确保面元属性均匀,最佳压制噪声,以获得好的反射资料。在参与和研究野外实际过障碍观测系统的基础上,提出一套从物理点优化调整到辅助检测的方法。其基本思路是：利用高精度数字卫星照片和地震测量成果,对设计的规则观测系统进行反复调整,尽量避开障碍物,在计算出调整后的覆盖次数、炮检距,以及方位角分布情况后,设计出适用于障碍区的动态观测系统。这里总结了几条设计原则,并给出了相应的调整方法和辅助检测手段。通过合理动态调整炮点和检波点的位置,成功地解决了穿越大型障碍区时有效接收和安全激发的问题,确保了面元内覆盖次数、炮检距、方位角等属性的均匀,在W探区三维资料采集应用中取得了理想的效果。     

微型桩加固土质边坡的动土压力响应及其频谱特性研究

通过大型振动台试验,对滑面附近位置处的动土压力峰值分布规律进行了分析。由于地震信号具有持时短、非平稳性等特点,为分析其在不同频带的动力响应情况,利用小波包分析频带划分均匀能力和时频局部化性质,对水平向加载的El波进行了分解,从而对其频谱特性进行了研究。试验结果表明:滑面附近位置处动土压力常常最大,且动土压力在沿桩身高度25 cm及45 cm处均出现了突变,在实际工程中应重点关注这两个位置;对微型桩动土压力影响较大的频段主要为第一频带(0.1～6.26Hz)和第二频带(6.26～12.51Hz),在工程应用中应避免这两个频带的地震波与微型桩发生共振;沿桩身高度25 cm处,后排微型桩山侧及河侧的动土压力值均要大于前排微型桩山侧及河侧的动土压力值;而在沿桩身高度45 cm处,前排微型桩山侧及河侧的动土压力值均要大于后排微型桩山侧及河侧的动土压力值。     

基于NMR技术的超声波频率对煤体激励致裂效果的影响

为了深入研究超声波频率对煤体激励致裂效果的影响,利用超声波发生仪对原始煤样进行致裂实验,并利用低场核磁共振设备NMR设备对煤样进行测量,通过分析弛豫时间T₂曲线,深入研究煤样致裂前后孔隙结构的变化。研究结果表明:超声波可以有效改善煤体的孔隙结构,经超声波激励致裂后,煤样内部的孔隙数量增多,总孔隙率、有效孔隙率及渗透率均明显增大;同时,煤样内部小孔数量的增长率与超声波频率呈负相关关系,中孔和大孔数量、总孔隙率增长率、有效孔隙率及渗透率的增长率与超声波频率均呈正相关关系。研究结果为煤储层超声波致裂增透技术奠定理论基础。      

三维应力状态下粗粒料强度特性试验研究

粗粒料所处的应力状态具有随时间和空间而变的特点,往往处于较复杂的三维应力状态下。通过粗粒料大型真三轴各向等压固结等比例加载试验,研究了不同中主应力系数条件下粗粒料的强度特性。试验结果表明：中主应力对粗粒料的强度有重要影响,三维应力状态下,粗粒料的强度比常规三轴应力状态下有较大提高,大小主应力之差与大主应变关系曲线也更加陡峭;中主应力系数b从0增大到0.25时,破坏时大小主应力之差增加了39%～50%;摩尔–库仑强度参数咬合力c和内摩擦角? 均随着中主应力系数b的增大而增大,其中咬合力c的增长较为显著,特别是b从0增大到0.25时;相同小主应力条件下,b = 0时,破坏偏应力与球应力之比最小,b = 0.25时,破坏应力比达到最大值,随着b的增大破坏应力比又有所减小;相同中主应力系数条件下,随着小主应力的增大,破坏应力比逐渐减小。     

混凝土桩-泥皮-砂土接触面力学特性试验研究

为研究泥皮、粗糙度对桩-土接触面力学特性的影响规律,根据灌注桩成孔后的孔径-深度曲线,应用统计分析法获得了桩侧凸出尺寸和粗糙度的分布频率规律,以此构建了表面光滑和梯形凹槽混凝土板来模拟实际桩侧表面粗糙度。在此基础上,开展了不同泥皮厚度、粗糙度条件下的混凝土-砂土接触面大型直剪试验。其研究结果表明：无泥皮条件下粗糙接触面,其剪切应力-切向位移关系曲线呈软化型;泥皮厚度为5、10 mm条件下,呈硬化型。剪切模量G0.02随泥皮厚度增加而衰减。对光滑混凝土板,其接触面峰值剪切强度和峰值摩擦角随泥皮厚度的增加呈指数关系衰减;对粗糙混凝土板,峰值剪切强度和峰值摩擦角随泥皮厚度的增加近似呈线性衰减。初始泥皮越厚,试验后的泥皮土和泥皮越厚,接触面剪切强度越低。无泥皮条件下粗糙度对接触面峰值剪切强度的影响规律：存在一个临界粗糙度Icr =10 mm,当混凝土板的粗糙度I< Icr时,接触面峰值剪切强度和峰值摩擦角随粗糙度的增大而增大;当I≥Icr时,二者随着接触面粗糙度的增大而减小,泥皮存在会影响改变这一规律。     

胶东燕山期大型超大型金矿集区形成的壳幔结构探讨：来自致矿火成岩(组合)的约束

大型超大型金属矿床形成的深部物质组成和壳幔结构一直是地学研究中被关注的焦点和难点问题。胶东地区发育很多(燕山期)的大型超大型的金矿,是我国著名的金矿集区。本文基于板块构造理论,通过揭示区域火成岩、致矿火成岩组合及其特征,探讨金矿发育时的深部物质组成和壳幔结构。区域上成矿前的侵入岩组合为含少量英云闪长岩+奥长花岗岩(TT)的花岗闪长岩+花岗岩(G1G2)组合;区域上发育的青山群为含有高镁安山岩(HMA)和镁安山岩(MA)的玄武安山岩安山岩英安岩流纹岩以及粗安岩玄粗岩粗面岩组合;矿集区的致矿火成岩组合为含有高Mg闪长岩类(HMgδ)+Mg闪长岩类(Mgδ)的宽谱系岩墙群(WSDS),岩性从基性到酸性均有。上述火成岩组合,以及TTG1、HMA与MA系列火山岩、HMgδ和Mgδ的存在,指示弧火成岩的组合,其各种岩石地球化学特征亦具有弧的特征,因此,上述火成岩及金矿形成于洋俯冲环境,具有俯冲带的壳幔结构和物质组成。各种不同的火成岩指示其可能分别来源于俯冲带不同部位的局部熔融,指示洋壳、上覆地幔楔以及上覆陆壳具有异常热的壳幔结构,即热的洋壳、热的上覆地幔(软流圈)、热的陆壳。致矿火成岩事件、成矿事件均在大规模的壳源(或壳幔)侵入岩浆活动之后。     

宝鸡渭河北岸大型深层黄土滑坡基本特征与稳定性研究

以宝鸡渭河北岸杨家村大型深层黄土滑坡为研究对象,综合应用野外地质详细调查、工程地质勘察和高密度直流电阻率地球物理勘探等方法,基本查明了杨家村滑坡的特征和稳定性。调查研究结果表明,杨家村滑坡属于深层多级旋转型黄土滑坡,滑面总体呈圆弧形,渭河北缘断裂从杨家村滑坡滑体中部通过,对滑坡结构具有控制性作用,新近纪三门组粘土层的变形破坏是滑坡形成的主要内因。综合评价结果表明杨家村滑坡目前总体处于稳定状态,需关注前缘局部失稳,研究结果可为杨家村滑坡防治提供依据。      

地震动场地放大效应的时频特性分析

为了详细研究均质及复杂非均质场地中地震动的放大效应,通过大型振动台试验获得原始试验数据,再采用傅立叶变换、时频分析与分段时频分析相结合的手段,对试验数据进行分析和处理。通过对试验结果的对比分析,发现当地震动沿竖直方向传播时,不仅地震动时程曲线的峰值会随场地高度的增加而逐步放大,其频率成分含量、主频段的频谱形状,以及整体地震动能量在时频平面上的分布,均会随着场地高度及各分层介质的不同而发生较大变化。与此同时,场地表面的倾斜程度、软弱夹层的厚度等因素也均对地震动的放大效应具有显著影响。通过以上研究,得到了一系列与地震动竖向传播放大效应相关的研究规律(包括PGA峰值特性、频谱特性、时频面上能量谱的分布特性等)。     

材料状态对粗粒料力学特性影响的试验研究

粗粒料的力学特性与材料状态诸如围压、密度、岩性、级配等因素密切相关。通过粗粒料常规大型三轴各向等压固结排水剪切试验,研究了材料状态对粗粒料力学特性的影响,试验结果表明,初始干密度越小,应力–应变曲线硬化性越强,剪缩性越明显,随着初始干密度的增大,应力–应变曲线的软化性和剪胀性逐渐增强;岩性对粗粒料的力学特性也有明显影响,岩性越硬,应力–应变曲线的软化现象越明显,试样的剪胀性也越大,抗剪强度也越高;级配对粗粒料的力学特性也有重要影响,粗砂和细砾含量相同时,粗砾含量越低,粗粒料抗剪强度越小,体胀变形越大;不同围压的试样孔隙比随着剪切变形的发展逐渐趋向于临界孔隙比,且在平均正应力对数坐标系内呈较好的线性关系;围压、密度、岩性、级配等影响因素下,粗粒料的Rowe剪胀模型参数的归一性都较好,说明Rowe剪胀模型能反映粗粒料的材料状态对其力学特性的影响。     

基于面向对象分类法的川藏铁路沿线大型滑坡遥感解译

川藏铁路位于青藏高原中东部,其地形地貌和地质构造复杂,是我国大型滑坡发育最为密集的地区,严重影响了我国西南地区的人类生命财产安全和重大工程建设。在面上资料分析的基础上,重点以川藏铁路沿线茶树山滑坡、川藏公路102道班滑坡、八宿怒江滑坡、理塘乱石包高速远程滑坡为例,在ENVI51和eCognition软件平台上,利用高分辨率WorldView 2以及Landsat遥感卫星数据,结合野外实地调查,采用基于面向对象分类法对滑坡的遥感信息进行分析研究。结果表明,采用面向对象分类法可以提取出关键信息和目标区域,再结合目视解译,能够得到滑坡的细部信息,提高遥感影像滑坡解译的成功率,特别是对川藏铁路沿线等地质条件复杂区域的滑坡调查工作有重要意义。最后,结合灰度共生矩阵(GLCM)和归一化植被指数(NDVI)对古滑坡和新生滑坡的识别进行探讨。基于灰度共生矩阵和植被指数提出了滑坡遥感信息量判别(GVI)模型,并构建模型的质量函数IGVI;统计样本的结果显示古滑坡的IGVI值明显低于新生滑坡,表明本研究提出的GVI模型可以为识别古滑坡和新生滑坡提供依据。