腐蚀管道在内压和轴向压力影响下的弯曲破坏

运行在恶劣环境中的海底管道,往往受到内压、轴力和弯矩等复杂荷载的联合作用。腐蚀会导致管壁局部变薄,降低管道极限承载力。为保证管道安全高效运行,准确预测和分析复杂荷载作用下的塑性极限承载力和变形行为就显得尤为重要。考虑大应变和大变形、应力强化和材料非线性,运用数值仿真软件建立腐蚀缺陷管道的三维实体有限元模型,在全尺寸管道破坏试验验证的基础上,对腐蚀管道在内压、轴向压力和弯矩相互作用下的失效模式和极限弯矩承载力进行了相关研究,并进行了腐蚀缺陷几何参数的敏感性分析。研究结果表明:初始内压和初始轴向压力会显著降低腐蚀管道的极限弯矩承载力,并且影响最终的失效模式;在腐蚀缺陷几何尺寸参数中,腐蚀宽度比腐蚀深度和腐蚀长度的影响更大。     

危岩崩塌启动机制离心模型试验研究

大型高陡危岩崩塌初始失稳过程短暂,难以在现场进行及时观测并获取有效数据,为此引入离心模型试验。以重庆甑子岩陡崖高陡危岩崩塌为原型,对危岩崩塌启动机制展开研究,获取关键数据,定量化验证甑子岩危岩失稳的关键影响因素,探索危岩崩塌的离心模型试验方法。试验较好地完成了对岩质崩塌初始失稳过程的模拟,当危岩模型底部区域抗压强度为60 kPa时,失稳时刻离心加速度为73g;当抗压强度降至40 kPa时,失稳时刻离心加速度仅为18g;对照组试验证明高陡危岩底部区域强度对其整体稳定性起控制性作用。试验模型中上部岩体的失稳方式与原型具有一定差异,分析认为其原因除试验因素引入外力作用之外,主要是由于模型材料没有考虑原型的节理裂隙与抗拉强度所致,这表明高陡危岩崩塌模式除受底部岩体强度控制外,还与中上部岩体性状密切相关。研究结果可为高陡危岩压裂溃屈失稳机制提供试验依据与数据支撑,对崩塌灾害机理研究具有重要参考。     

贵州石阡-花桥断裂构造特征及其对地热资源的控制作用

石阡地区具有丰富的地热资源,在石阡-花桥断裂带及其次级构造中形成了一系列的温泉群。断裂构造对地热资源具有严格的控制作用。本文通过对石阡-花桥断裂带显微构造、运动学等构造地质特征和该地区地热特征,系统分析石阡-花桥断裂带构造特征及其对地热资源的控制作用。研究认为,石阡地区地热资源的主要热源为地温梯度增温,地热资源的分布严格受控于石阡-花桥断裂。石阡断裂为逆冲兼左行平移断层,为地热水的传导和储集提供了有利空间。花桥断裂带发育拉张裂隙、扭裂隙及分枝状断层,圈闭了含水岩系,在拉裂破碎带上形成热储。温泉大多沿主要控热、导热断裂出露,平面上呈线状分布于石阡和花桥断裂上盘及花桥断裂的断夹块中。     

扬子地台东南缘下寒武统清虚洞组风暴沉积特征及其重要意义

在扬子地台东南缘,下寒武统龙王庙阶清虚洞组主要由浅水碳酸盐岩组成。在野外露头剖面实测和室内镜下薄片观察的基础上,大量风暴沉积被发现于不同剖面清虚洞组的不同层位中,同时大量风暴诱发形成的沉积构造被识别出来,包括侵蚀基底、粗粒滞留沉积、粒序层理、平行层理、丘状交错层理(少见并且值得怀疑)以及沙纹层理,组成了多种类型的风暴沉积序列。结合更靠扬子东南缘的深水剖面中重力流沉积的缺乏,可以推断早寒武世龙王庙期扬子地台的沉积模式为碳酸盐缓坡。结合风暴的形成机制以及清虚洞组风暴沉积的发育特征(尤其是粗粒滞留砾屑的定向排列和典型丘状交错层理的缺乏),可以推断研究区风暴沉积形成于强烈的冬季风暴作用,并且早寒武世龙王庙期华南的古地理位置应当位于中纬度地区,这一结论对一些著名的全球古地理重建方案提出了质疑。同时中纬度地区大规模发育蒸发岩和碳酸盐岩还佐证了寒武纪地球处于热室(Hothouse)时期。     

火山发育区通道相类型、特征、成因及对油气的控制作用

为探讨火山岩发育区通道相特征,充分利用三维地震资料、钻井资料和野外露头,研究了通道相的发育规律。结果表明,研究区发育火山通道和热液通道两种通道相。二者均表现为上粗下细的倒锥状,但是在岩相和地震相等方面差别较大。火山通道多为火山岩充填,表现为堆砌充填结构,具有明显的速度异常,反射振幅与围岩差别较大,常伴生较大规模的强振幅溢流相,整体上呈现出"两强夹一弱"的地震反射特征,即顶、底部强反射,中间弱反射;热液通道多为围岩碎屑充填,无速度异常,反射振幅与围岩差别不大,无溢流相伴生,整体上呈现出"一强一弱"的地震反射特征,即底部强反射,上部弱反射。在对2类通道相特征及成因分析的基础上,建立火山岩发育区通道相发育模式:火山通道由岩浆上侵喷发而成,热液通道受控于岩浆侵入引起的围岩液化侵位作用。2类通道相对油气具有不同的控制作用:火山通道为"利盖不利储",热液通道为"利储不利盖"。最后结合通道相的分布特征,指出了研究区有利的勘探区带。该研究成果对火山岩发育区油气勘探具有重要的指导意义。     

碳酸盐台地的类型、特征和沉积模式--兼论华北地台寒武纪陆表海-淹没台地的沉积样式

随着对现代碳酸盐沉积环境的系统调查和解释、以及对碳酸盐沉积原理认识的深化,自20世纪60年代,一系列碳酸盐沉积相模式得以建立,其中最引人注目的是Wilson和Tucker的工作。但在镶边陆棚及缓坡模式得到了广泛认可和使用的同时,对陆表海和淹没台地型沉积未能予以足够的重视。与过去相比,现今的海平面是相对较低的,因而没有出现陆表海广泛发育的情况。但在漫长的地质历史时期,陆表海曾经覆盖了广泛的克拉通区域,是碳酸盐沉积最重要的场所之一。本文在系统总结前人成果的基础上,将用于描述大尺度碳酸盐岩沉积环境的碳酸盐台地分为镶边陆棚、缓坡、陆表海、孤立台地和淹没台地5种类型分别描述,并重点强调了陆表海和淹没台地的沉积模式。华北地台寒武系大面积分布的潮坪沉积、鲕粒滩相灰岩和竹叶状风暴砾屑灰岩,以及频繁出现的台地淹没事件,为阐明陆表海和淹没台地的沉积提供了绝佳实例。这些实例和研究表明了碳酸盐沉积环境的多样性和沉积过程的复杂性,以及将今论古的困难性,从而为碳酸盐沉积原理的认识和沉积环境的解释提供新认识和新思路。     

新疆奥尔托喀讷什锰矿含锰岩系地质特征及成矿条件分析

新疆阿克陶县奥尔托喀讷什地区锰矿在近年来取得重大找矿突破,目前该锰矿区已累计查明资源储量1206.74万吨,矿床平均品位37.82%。本文通过钻探、坑探和各类地质测量全面分析了奥尔托喀讷什地区的区域地质特征、赋矿地层及锰矿的矿床地质特征和成因。查明了区内地层层序,并确定上石炭统喀拉阿特河组第三岩性段（C2k3）是本区主要的含锰岩系,是锰矿体的主要赋存层位。探明了区内矿体的产出形态、规模、产状、矿石类型及结构构造,分析了区内锰矿形成的地质背景、成矿条件,并初步建立了奥尔托喀讷什锰矿的成矿模式,进而为该区找矿突破提供了理论支撑。     

甘肃省肃南县桦树沟铁铜矿床地质特征及成矿模式

甘肃北祁连西段桦树沟铁铜矿床是西北地区一个非常重要的铁铜矿床,对其地质特征及成矿模式的研究,将会对研究该成矿带铁铜矿床的成矿模式具有深远意义。通过大量的工作,认为桦树沟铁铜矿床为产于长城系上岩组的一套陆源碎屑岩夹碳酸沉积建造的同生海底喷流沉积矿床。铁矿体控矿构造主要是区域褶皱带,主要赋存于长城系上岩组的含铁细碎屑—粘土岩建造中,具体岩性为千枚岩。铜矿体的产出明显受后期韧性剪切带和层间滑动带共同控制,主要矿石类型有含铁碧玉岩型和蚀变千枚岩型两种。     

西南某大型水电站中缓倾角裂隙发育模式及成因机制分析

中缓倾角裂隙的存在是重要坝肩地质缺陷之一,中缓倾角裂隙发育规律、成因机制分析是研究边坡稳定性的重要基础。通过对我国西南某大型水电站中缓倾角裂隙空间分布规律的深入分析,结合地质分析、微观电镜扫描和数值模拟,阐释了中缓倾角裂隙的成因机制。结果表明:（1）河谷间歇性快速下切是中缓倾角裂隙密集带相间分布的主要形成原因;（2）中缓倾角裂隙的断裂形式以拉裂和拉剪并存为主,少部分试样表现为剪切破裂,力学机制与河谷下切地质演化相对应;（3）如果岸坡内存在断层、岩脉等软弱带,若软弱带宽度较大,则沿软弱带的整体松弛效应明显,而弱化中缓倾角剪应变增量带的分布;（4）若软弱带的宽度较小且距坡表距离较小时,一方面除沿软弱带倾角方向的应变较为集中,另一方面,会使剪应变增量带自坡表至软弱带的中缓顷裂隙的集中程度和数量均有所增加,另外,岩脉间中缓倾角裂隙的密度亦增加。     

不同应变率单轴加载条件下页岩的各向异性力学行为

基于静载条件下的常规力学试验可以证明,页岩层理面的存在是导致其力学行为各向异性的主要原因,而应变率的变化势必也影响着页岩各向异性特征的变化。为探究应变率对页岩各向异性力学行为的影响,分别在10-4 s-1、5×10-4 s-1、10-3 s-1和10-2 s-1 4种应变率条件下对不同层理角度的页岩进行单轴压缩力学试验。研究表明:（1）页岩弹性模量的各向异性程度随应变率升高而减弱,泊松比的各向异性程度受应变率的影响不明显;（2）页岩峰值强度随应变率升高而增加,其中45°~60°试样应变率敏感性最强,页岩的强度各向异性度随应变率升高而降低;（3）随着应变率升高,层理面对页岩破坏模式的控制作用得到削弱,破坏模式的各向异性程度减弱。总体而言,页岩的各向异性力学特征随应变率升高而减弱,研究结论有助于页岩力学行为的深入理解。