大陆岩石圈流变学研究及其在伸展盆地动力学中的应用

大陆岩石圈流变性是伸展盆地动力学研究中的一个重要方面。大陆岩石圈具有多种流变学特征,控制着不同的岩石圈变形样式以及盆地形态、沉降/上隆、沉积样式和岩浆岩分布等岩石圈变形在伸展盆地中的表现形式。大陆岩石圈流变学研究在伸展盆地运动学和动力学模拟中的应用现状和最新进展表明,尽管大陆岩石圈的流变性非常复杂,其在伸展盆地动力学分析中起到了非常重要的作用,应该加以足够重视和深入研究。     

水泥浆的流变性及其对浆液运动的影响

概括地分析了现有水泥浆流变性的研究成果,采用模拟计算方法,就浆液流变性对灌浆的影响程度作了定量评价。认为新拌水泥浆,可近似看作是一种与时间有关的粘塑性流体,浆液的动切力、塑性粘度和水化速度对其扩散距离都有着不同程度的影响。     

注浆加固工程中浆液固化前的流变性分析

本文根据注浆加固工程中经常出现的回沉现象,对因有浆液的流变性进行了分析,总结了它的变化规律,并据此对一实际工程的现场施工进行了预测和指导,取得较地的效果。     

砂岩裂隙注浆浆液扩散机理及影响因素研究

在煤矿防治水工程中,对含水层本身或导水通道进行注浆封堵是工程实践中常用的方法。注浆封堵工程的成败很大程度上取决于注浆目标本身裂隙发育特征和注浆参数选取。以鄂尔多斯盆地侏罗系煤田纳林河矿区某煤矿直罗组厚层状粗、中砂岩含水层作为注浆机理研究对象,在深入分析注浆材料流变性及注浆控制方式等因素对砂岩裂隙注浆过程控制作用的基础上,建立了单一裂隙注浆扩散控制方程,通过求解分析了岩体裂隙注浆扩散过程。在浆液扩散控制方程的基础上,从裂隙宽度、浆液性质、注浆速率三个方面影响因素的相互作用出发,对裂隙注浆扩散机理进行了研究,为砂岩裂隙注浆工程提供科学指导。     

考虑流变与固结效应的桩筏基础-地基共同作用分析

土的流变性与地基固结的综合作用,导致了上部结构与地基变形的时效性,并呈现出明显的非线性,对桩筏基础与地基共同作用的工作机理及其工作性能产生重要影响。为此,采用弹黏塑性流变模型考虑土的流变特性,通过有限元方法数值求解Biot耦合固结方程,对桩筏基础与地基共同作用的时间效应问题进行了非线性数值分析。通过算例计算,对加载后桩筏基础荷载分配和沉降特性及下覆土层中孔隙水压力的扩散和消散规律进行了探讨。研究表明,地基孔隙水压力的增长和消散不仅具有Mandel-Cryer效应,而且依赖于土的流变变形,尤其在排水条件较差时更为明显。因此,在分析桩筏基础内力变形的时效性时必须考虑土的流变性与地基的固结作用的联合效应。     

青藏高原中部地壳和上地幔各向异性分析

对布设于青藏高原中部INDEPTH-III宽频带数字地震台阵的41个台站记录的远震体波资料所提取出的P波接收函数和SKS波形资料做偏振分析,并采用以误差为权的叠加分析方法求得每一个台站的Pms和SKS快波偏振方向和快慢波的时间延迟,获得了从拉萨块体中部,经喀喇昆仑—嘉黎断裂系和班公湖—怒江缝合带,到羌塘块体中部的地壳和岩石圈地幔的地震波各向异性图像.从各向异性分析结果可以看到:Pms快慢波的时间延迟为0.3~0.5 s,在拉萨块体,快波方向主要为NE-SW向,在羌塘块体,快波方向为近E-W向.SKS快慢波的时间延迟为1~2 s,主要分布在拉萨块体的北端和羌塘块体,并且向靠近班公湖—怒江缝合带和昆仑—嘉黎断裂带的方向时差增大,快波方向基本与Pms快波方向一致.在喀喇昆仑—嘉黎断裂带以南的拉萨块体中部没有测量到明显的SKS分裂,这可能与该区存在双层快轴方向近垂直的各向异性层有关.结合研究区已有的研究成果可以推测:拉萨块体地壳各向异性层的快轴方向与印度—欧亚板块汇聚方向一致,可能与地壳较强刚性有关,其在板块汇聚过程中不易发生流展变形;而羌塘块体地壳和岩石圈中各向异性层的快轴方向与青藏高原物质逃逸方向一致,表明这一块体流变性均较强,在板块汇聚挤压力的作用下发生了侧向流变变形.     

岩石圈流变性对拉张盆地构造热演化历史的影响

采用粘弹性动力学模型模拟研究了岩石圈流变性对拉张盆地构造热演化的影响. 模拟研究发现,盆地的构造热演化特征与盆、缘岩石圈强度对比相关,盆地岩石圈强度相对外缘岩石圈强度越弱,盆地沉降量越大,且在拉张结束与热沉降之间出现较大的基底抬升、热流持续高值;无论是初始岩石圈力学厚度、泊松比,还是下伏流体软流圈的负密度差,都是影响盆地构造热演化历史的因素;同时,拉张前断层的存在也是影响盆地基底形态的重要因素,其存在不仅会产生较大的基底落差,还会加深盆地中心的沉降.     

从断层岩的角度认识泥岩涂抹及其定量表征——以济阳坳陷东辛油田营32断层为例

从断层岩入手,分析了断层岩与断层封闭性的相关性,进一步建立起断层岩纵向类型变化与断层封闭性的关系。根据断层岩的类型及含油气沉积盆地的埋深,把泥岩涂抹类型分为未成岩塑性剪切型泥岩涂抹及成岩脆性研磨型泥岩涂抹。根据岩石纵向流变性,把断层封闭性分为浅层高渗封闭开启段、中层碎裂封闭开启段及下层韧性变形封闭段,并加以对比与剖析。探讨了泥岩涂抹定量表征问题,指出不同泥岩涂抹类型应采取的计算方法及目前研究中存在的问题。对东辛油田营32断层的泥岩涂抹研究表明,该断层南段几个重要含油层位的封闭性不好,导致油气穿越断层,发生了油气再运移,而北段所有含油层位都是封闭的。这说明了同一条断层封闭的差异性及动态性。     

钻井液流变参数自动检测系统软件设计

为了科学地评价钻井液性能质量,要实时动态检测钻井液的流变性。钻井液流变参数自动检测系统,实现了计算机控制、实时自动检测循环钻井液流变性的目的。系统软件的设计与模型建立,提出了一种新的钻井液评价方法。     

对一类相变体积分数计算公式的修正

考虑了相变过程中生成相晶核的真实形状,对1956年Cahn给出的颗粒边界成核情况下成核长大型相变的相变体积分数计算公式进行了修正;当初始实验数据是成核率、长大率时,两种相变体积分数计算公式的计算结果差别很大. 当初始实验数据是相变体积分数随时间变化的实验点时,两种相变体积分数计算公式所给出的计算结果的差别主要由拟合误差所致. 无论从哪种实验数据开始计算,两种不同的计算模型给出的生成相的颗粒大小都存在很大区别,这将影响对俯冲带流变结构的认识.