南水北调西线TBM掘进下隧洞围岩损伤研究

为研究隧洞掘进机（tunnel boring machine,TBM）掘进下隧洞围岩的损伤特征,选取南水北调西线工程为背景工程,针对隧洞围岩TBM掘进后的损伤进行了系统的研究与分析。根据板岩在室内试验中表现出来的脆性和屈服后强度特性,提出了以黏聚力弱化-摩擦角强化（cohesion weakening and frictional strengthening,CWFS）脆性模型为基础考虑岩体屈服后损伤的本构模型,通过VC++编译dll动态链接库,并将其植入FLAC3D程序中。应用神经网络和遗传方法等优化算法对本构模型中的参数进行了反演分析,并以室内三轴压缩试验为依据,对该本构模型进行了验证。结果表明,提出的考虑损伤的CWFS模型可以较好地反映板岩的弹性特征、屈服后的强化特征、脆性破坏特征和破坏后残余强度特征。以该模型为基础,模拟了南水北调西线隧洞在TBM掘进条件下隧洞围岩的变形特性、应力发展规律及其损伤演化特征,并与基于Mohr-Coulomb本构关系的计算结果进行了对比分析。提出的考虑损伤的CWFS模型能更好地反映隧洞掘进后围岩损伤特征,即损伤沿着弱势区域发展的规律     

地应力驱动油气运移基本方程及有限元模拟

首先叙述了地应力作用下空隙弹性介质中流体运移的基本方程及由基本方程推导的有限元公式。然后,在地应力测量及构造分析的基础上,应用所给出的有限元公式及相应程序,对辽河油田运移势场进行了模拟,得出了该区运移势场的分布。结果表明,处于运移势低势区及过渡区的地区大部分是有希望的油田地区。结合构造分析进行地应力和运移势场研究可为油气勘探开发提供依据。      

贵州兴旺煤矿开采地表塌陷预测方法探讨

以贵州六枝特区兴旺煤矿地表塌陷为例,采用概率积分法作为地表移动及变形预测的模式,选取下沉系数、主要影响角、主要影响半径和水平移动系数为地表移动参数,计算得出井田开采后地表最大下沉值为1425．3mm,影响面积约1．85km^2。并比较说明除移动参数外各类煤柱的留设也是其中需要考虑的因素。     

考虑地基土自重影响的地基承载力系数

由于地基材料的非线性,采用传统的叠加法计算地基承载力会带来误差。基于无重土地基破坏模式的承载力系数不适用于考虑地基土重的情况,这是采用叠加法计算地基承载力会产生误差的主要原因。基于滑移线法,分析了由叠加法所带来误差的变化规律,并计算了能有效减小或完全消除该误差的承载力系数。研究表明：采用传统的叠加法计算得出的地基承载力是偏低的,且误差随地基土内摩擦角的增加而增加,随黏聚力的增加而减小。采用考虑土重影响的承载力系数计算地基承载力,能有效减小或完全消除叠加法所带来的误差。     

固体颗粒表面吸附水层厚度实验研究

以玻璃微珠为对象,探索堆积固体颗粒表面吸附水层厚度随驱动压力梯度的变化规律。结果表明：完全浸润的堆积固体颗粒之间存在3种不同性质的水,因其受表面作用力的大小不同,可用离心法加以区分。随着离心力的增加,依次驱替出自由水、毛管水和吸附水层水。结合重量分析,用离心法可得到不同驱动压力梯度下的吸附水量及吸附水层厚度。吸附水层厚度是水动力学条件的函数,其随驱动压力梯度的变化规律为解释多孔介质中水相的渗流特性提供依据。     

鄂尔多斯盆地南部延长组长7油组页岩层系天然裂缝发育特征及主控因素

利用地表露头、岩心、薄片和测井资料,对鄂尔多斯盆地南部长7油层组陆相页岩层系天然裂缝的成因类型、发育特征和主控因素进行研究。按地质成因,鄂尔多斯盆地南部长7油层组页岩层系的天然裂缝可以分为构造裂缝和成岩裂缝两大类,其中构造裂缝主要包括剪切裂缝和张性裂缝;成岩裂缝主要包括层理缝、页理缝和收缩裂缝。不同岩性中的天然裂缝发育情况明显不同,致密砂岩中以构造裂缝为主,层理缝仅在粉砂岩和局部细砂岩中发育;页岩和凝灰岩中页理缝、层理缝和构造裂缝均比较发育。不同类型的天然裂缝主控因素明显不同,构造裂缝的发育主要受岩性和岩石力学层层厚控制;砂岩中层理缝的发育主要受碳质纹层、粘土矿物转化程度等因素控制;凝灰岩中层理缝的发育主要受刚性玻屑脱玻化作用的控制;页岩中页理缝的发育主要受纹层、TOC含量和黄铁矿含量的控制。     

冀中南平原土壤氟地球化学特征及其控制因素

详细研究了冀中南平原土壤氟的地球化学特征,并探讨其控制因素。冀中南平原整体氟含量较高,且分布不均匀,具有明显分带性,分别出现4个高氟带和4个低氟带。氟在该区的分布明显受自然地理、地质因素和人为因素控制,且以自然地理、地质因素为主。在自然地理、地质因素中地貌起主导作用,而在人为因素中化肥为主导因素。     

贵州六盘水地区水城矿区晚二叠世煤的煤质特征及其控制因素

本文中研究概括了六盘水地区水城矿区晚二叠世煤的煤岩学、煤化学和煤地球化学的研究结果,探讨了煤质的控制因素。研究结果表明水城矿区煤具有适合于炼焦用煤的煤岩煤质特征（中挥发分烟煤和高挥发分烟煤Ａ,适中的显微组分比例,４９．９％～８１．８％镜质组,１１．９％～３１．９％惰性组,０．４％～１６．９％壳质组,中－低的硫含量,０．３４％～１．５％）。水城煤的煤级主要受深成变质作用的影响。水城煤的岩石学特征主要受晚二叠世水城三角洲的控制。将水城矿区煤的微量元素含量与世界平均的微量元素进行比较,水城煤具有Ｓｅ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｕ和Ｔｈ稍高富集,Ｃｓ、Ａｓ和Ｂａ低富集的特点。煤中Ｂｒ和Ｃｌ具有亲有机性     

氢氧化物族矿物的氧同位素分馏

应用增量方法计算了氢氧化物族矿物的氧同位素分馏,得到常见氢氧化物的18O富集顺序为：褐铁矿＞三水铝石＞针铁矿＞水镁石＞硬水铝石。氢氧化物与其对应的氧化物相比显著地富集18O。三价阳离子的氢氧化物和氧化物的18O富集顺序为：M（OH）3＞MO（OH）＞M2O3。Al（OH）3同质多象变体之间也存在一定的分馏。对于石英-氢氧化物、方解石-氢氧化物和氢氧化物-水体系,本文计算提供了在0-1200℃温度范围内三组内部一致的分馏系数方程。这些理论校准与合成实验结果和／或地表温度下的天然样品相吻合,特别针铁矿、勃姆石和硬水铝石与水之间的氧同位素分馏关系能够满足地质测温的要求。因此,对氢氧化物-水体系的氧同位素分析可望提供表生环境下可靠的地质温度计。     

北祁连西段镜铁山式铜矿预测要素及预测模型

在北祁连镜铁山地区,近年来发现了与中元古界条带状铁建造有关的破碎带蚀变岩型铜矿,如桦树沟铜矿床和柳沟峡铜矿床。分析了铜矿床的预测要素:矿源层为含铜条带状铁建造;有利于矿质活化的构造为透入性构造裂隙;热源为壳源岩浆活动;储矿构造为构造破碎蚀变带。建立了镜铁山式铜矿资源潜力预测的经验公式,对预测区铜远景资源潜力、铁矿石量、透入性构造裂隙发育程度和热源参数的取值分别进行探讨。据此公式估算,整个北祁连西段镜铁山式铜矿的铜金属资源潜力为147.3万t,其中镜铁山矿田铜资源潜力可达约125万t。实地考察也发现了新的找矿有利地段,因此有必要继续加大找矿力度。