基于ANSYS与OpenGL的高速公路结构物仿真建模及三维地层地表修剪方法

现代三维视景建模与仿真技术在高速公路工程选线、施工以及运营管理中具有良好的应用前景。结构物的仿真建模以及能反映施工前后地表形态变化的三维地层模型研究是高速公路信息化中的重要问题。介绍了一种借用ANSYS有限元分析软件提取结构物三维模型表面几何信息的简便方法;结合OpenGL纹理贴图技术,实现了结构物的仿真建模;针对结构物施工后对地表形态改变较大的问题,提出利用结构物表面数据对三维地层模型地表网格进行修剪的方法--地表网格竖直投影修剪法。把上述方法应用到广东省某高速公路高边坡的三维视景仿真建模中,结果表明,边坡的仿真模型较逼真。三维地层模型修剪后的地表形态与真实情况接近,验证了方法的合理性、可靠性。     

宁夏灵武幅、磁窑堡幅综合地质调查LS01孔冲洗液护壁技术

宁夏灵武幅、磁窑堡幅综合地质调查LS01孔设计深度800 m,钻探过程中钻遇200余米第四系未胶结松散地层,主要有砾石（漂砾）—粗砂—中砂—细砂互层,钻孔护壁难度大,容易发生掉块、塌孔事故,取心困难;进入第三系钻遇清水营组紫红色泥岩,地层造浆且易打滑;进入白垩系宜君组,钻遇365.91 m的破碎砾岩,地层松散破碎,钻进过程易卡钻,回转阻力大,回次进尺少,进尺慢。根据类似钻孔施工资料及地层情况最终采用成膜护壁冲洗液,钻进过程中穿过多层复杂地层,成膜护壁冲洗液在破碎砾岩孔段起到了很好的护壁效果,没有出现掉块、塌孔事故;岩心采取率满足地质设计要求,全孔平均采取率达到95.89%;节约了套管下入深度,终孔深度800 m,终孔口径124.00 mm。     

超宽频海底剖面仪实时采集显示系统EchoViewer的设计与实现

超宽频海底剖面仪实时采集显示系统EchoViewer是为新研制的超宽频海底剖面仪开发的配套软件。该软件从超宽频海底剖面仪的超宽频率和多频段分频合成的特点出发,同时兼容同类系统的需求进行设计,根据声纳在海底介质中的传播特点实现TVG算法和海底跟踪算法,结合遥感图像处理方法实现分频合成算法,并采用软件工程的管理方法实现整个系统的开发,具有系统控制、导航定位、数据采集并成图显示、数据回放和数据后处理等功能。该软件在超宽频海底剖面仪多次海试和国家海洋局908浅剖专项调查任务中得到成功应用。     

Convergence History of the Songliao and Jiamusi Blocks in the Eastern End of Central Asian Orogenic Belt: Evidence from Detrital Zircons of Late Paleozoic Sedimentary Rocks

Central Asian Orogenic Belt(CAOB) is one of the largest accretionary orogenic belts in the world. The eastern segment of CAOB is dominated by Paleozoic Paleo Asian Ocean tectonic regime, Mesozoic Paleo-Pacific tectonic regime and Mongolian-Okhotsk tectonic regime. The Songliao and Jiamusi blocks are located in the easternmost part of the CAOB and are the key region to solve the problem about overprinting processes of multiple tectonic regimes. It is generally believed that the Mudanjiang Ocean between the two blocks was finally closed in the Mesozoic, but the Paleozoic magmatism also developed along the Mudanjiang suture zone, while on both sides of the suture zone, there were comparable Paleozoic strata, indicating that the two blocks had converged during the Paleozoic, and the evolution history of the two blocks in the Late Paleozoic remains controversial. The Carboniferous-Permian terrestrial strata mainly developed in Binxian, Wuchang and Tieli on Songliao Block, Baoqing and Mishan on Jiamusi Block. Samples from the Songliao and Jiamusi blocks in the Late Carboniferous-Early Permian and Late Permian are collected for comparative analysis. The LAICP-MS zircon U-Pb dating results show that the maximum depositional age of Middle Permian Tumenling Formation and Late Permian Hongshan Formation in Songliao Block is ～260 Ma, while that of Tatouhe Formation and Carboniferous strata in Jiamusi Block are ～290 Ma and ～300 Ma, respectively, which supports the previous stratigraphic division scheme. The age peaks of ～290–300 Ma, ～400 Ma, ～500 Ma appeared in the Late Carboniferous to Early Permian strata of Jiamusi Block and the Middle Permian strata of Songliao Block. The age peak of ～500 Ma in the Middle Permian strata of Songliao Block may come from the Cambrian basement, Mashan Complex, of Jiamusi Block, while the age peaks of ～420–440 Ma in the Carboniferous strata of Jiamusi Block may come from the Silurian magmatic arc in Zhangguangcai Range in the eastern margin of Songliao Block, reflects the history that they had been potential sources of each other, indicating that they may have combined in the Paleozoic. The Hongshan Formation of Songliao Block in the Late Permian lacks the age peak of ～500 Ma, which indicate that Jiamusi Block was not the provenance of Songliao Block in the Late Permian, that is, there was a palaeogeographic isolation between the two blocks. Combined with the ～210 Ma bimodal volcanic rocks developed along the Mudanjiang suture zone reported previously, we believe that the oceanic basin between the Songliao and Jiamusi blocks should have been connected in Late Permian and reopened during Late Permian to Late Triassic.     

吉林省通榆、乾安县承压地下水氟污染的原因及其防治对策

本文针对吉林省通榆、乾安县潜水高区下部第四系承压地下水氟含量升高,引起氟地主病重新抬头的环境水千文地质问题,分析了氟升高的原因,主要是研发第四系承压地下水的过程中含水层顶板的大规模破坏,使高氟潜水下窜,污染了深层压水所致。对防治对策进行了探讨,提示人们在水资源开发过程中应保护开采层的地球化学环境,从违背自然的主观意识所造成的恶果中肖取教训。     

中国北方烧变岩的分布、特征及研究意义*

中国北方烧变岩分布广泛,见于以昆仑山—秦岭—大别山为界的中国北方地区多个沉积盆地边缘,但地质学家对其研究较为薄弱。野外调查显示中国北方烧变岩主要以4种方式分布: (1)大面积连片分布,(2)沿山脉走向的线状分布,(3)沿河流下切河谷分布,(4)为第四系黄土覆盖。烧变岩主要为侏罗系、石炭—二叠系煤层自燃所致。各类型的烧变岩在中国烧变岩区不同程度发育,具瓷化结构、白化结构、烧熔结构、残余构造、气孔构造、微柱状节理、角砾状构造、垮塌构造、裂缝充填等结构和构造。其颜色以砖红色、赭红色、棕色、钢灰色最为典型,岩石中发育鳞石英、方石英、堇青石、铁堇青石、莫来石等典型高温矿物。中新世以来,中国西部、北部地区构造活动强烈,干旱气候加剧,烧变岩也主要形成于这一时期,但煤层自燃与构造运动、环境变化、古野火事件的耦合关系还鲜有提及,其所蕴含的各种地质信息值得在今后的研究中予以关注。     

基于钻进能量理论的隧道凝灰岩地层界面识别及围岩分级方法

钻机钻进过程中钻头旋转产生的扭矩以及作用于钻头的轴推进力是破碎岩石的能量来源,当钻进条件确定时,可用破碎单位体积岩石的实际能耗来反映岩石的物理力学性质。基于此原理在青岛胶州湾海底隧道FK4+375.5的上断面进行了超前地质探孔作业,得到凝灰岩地层中的钻进参数及钻进能量随钻头位移的变化曲线,并利用能量理论对钻进过程中监测的钻机参数进行分析,研究发现：在凝灰岩中,数字钻机参数与围岩岩性响应程度较高,围岩完整、坚硬、无裂隙水时,整体钻进参数值较高;围岩裂隙发育、含水或有断层、夹泥层时,钻进速度、推进力、转速、扭矩、打击能等数据会突变,其值变小。分析所得结果与钻孔取芯、TSP超前预报等物探手段得到的结果基本一致。并采用能量法对围岩进行分析,利用钻进比能划分相应的岩体区段,判断出围岩等级。通过对能量曲线的分析发现,在凝灰岩地层中,当钻进能量小于0.95 kJ时会出现断层或较大的节理裂隙区。     

中国2010年上海世博会场址区地质环境条件分析与评价

文章在简要介绍世博会场址地质条件的基础上，分别分析了场址区流砂、软土和地下水等不良地质现象对工程建设的影响，然后评价了场址区天然地基工程、桩基工程以及地下工程建设的适宜性，为世博会场址区工程建设提供必要的地质依据。     

油气田（井）生产动态预测的灰色预测模型

本文针对辽河油田荣３７块天然气藏（井）的生产动态预测中,生产数据的离散状态及不均衡的实际,较完整、系统地介绍了所引入的几个使用效果好,拟合精度高的一般灰色系统ＧＭ（１,１）模型及为解决油气田（井）生产过程中因关井、生产间断、或因工程上的与地质上的原因生产出现随机性急剧变化而引入两个改进的ＧＭ（１,１）模型－非等间距和阶跃模型。通过几种模型特征的分析对比及在辽河油田荣３７块全气藏及气井的动态拟合预测     

上软下硬地层浅埋大跨度车站拆撑安全性分析

对于复合式衬砌隧道,初支受力最危险的时期就是为保证二次衬砌的完整性而分段拆除临时支撑的阶段。依托青岛地铁某暗挖车站,采用现场实测数据分析和数值模拟相结合的方法,对比拆撑前后围岩与初支变形情况,进而对6 m范围内交替拆撑,并以6 m为工作单元间隔拆撑的拆撑方案安全性进行分析。实测数据表明,地表沉降、拱顶沉降及净空收敛在拆撑前后增长量及影响均较小,数值计算结果与实测数据吻合较好,可知初支的安全性受支撑拆除的影响较小。研究结论为实现信息化施工提供了依据,也为今后类似工程积累了相关经验。