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2007年  第13卷  第3期

盆地构造
柴达木盆地新生代演化及其构造重建——基于地震剖面的解释
尹安, 党玉琪, 陈宣华, 汪立群, 蒋武明, 蒋荣宝, 王小凤, 周苏平, 刘明德, 马立协
2007, 13(3): 193-211.
摘要 (46) HTML (23) PDF (938KB)(11)
摘要:
柴达木盆地是青藏高原内部最大的坳陷。柴达木盆地构造成因的研究, 可以揭示青藏高原形成机制和生长历史。本文分析了柴达木盆地区域地震勘探剖面, 得到如下认识:柴达木盆地一级构造为新生代宽缓复向斜, 其振幅和半波长分别从柴西的> 16km和~170km变化为柴东的 < 4km和~50km。褶皱首先在柴西贴近阿尔金断裂附近形成(65~50.5Ma), 并向柴东扩展(23.3Ma)。复向斜的形成与较老的柴北缘逆冲断层系(65~50.5Ma)和较年轻的柴南缘逆冲断层系(35.5~23.3Ma)有关。盆地内部新生代上地壳缩短作用, 由柴西的> 48%, 向柴东减小到 < 1%, 说明在柴西和柴东之间, 存在地壳加厚机制的渐进转换:柴西主要为上地壳缩短, 柴东主要为下地壳缩短。
破裂理论
共轭剪切角的流变学意义
张逸昆
2007, 13(3): 212-219.
摘要 (19) HTML (10) PDF (353KB)(5)
摘要:
基于最大侧向位移速率假设(Maximum lateral displacement rate, 简称MLDR), 本文提出了一个关于共轭剪切角的流变学理论。根据这个假设, 无论是压应力或张应力作用在一个固体上, 剪切带总是沿着使得被剪切带分割的块体的侧向位移速率为最大的方向发育。换句话说, 如果平行于驱动应力的纵向位移速率或驱动应力的大小被看作为边界条件, 那些被剪开的块体总是以最快的可能速度从两侧挤出或饲入变形区。该理论的优点是:剪切位移的方向是可逆的。因此, 同一剪切带可以在挤压和拉张应力体系中活动。在各向同性固体中, 剪切带的方位和驱动应力方向之间的夹角θ由方程式 tan θ= 确定, 其中n为描述该固体塑性流动的幂指数。
地应力与岩石力学
泊松比对岩样破坏模式及全部变形特征的影响
王学滨
2007, 13(3): 220-226.
摘要 (21) HTML (10) PDF (413KB)(4)
摘要:
利用编写的计算岩样全部变形特征的FISH函数, 采用FLAC模拟了泊松比不同时单缺陷岩石试样的破坏及全部变形特征。在峰前及峰后, 本构模型分别取为线弹性模型及莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。高泊松比使岩样发生由单一剪切破坏向复杂破坏转变、破坏区域的面积增加、剪切带倾角降低, Coulomb、Roscoe及Arthur理论对此无法解释。不同泊松比时计算得到的峰前应力-轴向应变曲线、应力-侧向应变曲线、侧向应变-轴向应变曲线、体积应变-轴向应变曲线的线性阶段与平面应变压缩条件下的线弹性解吻合。若泊松比超过1/3, 通过计算得到的平面应变压缩泊松比可大于0.5, 这被数值模拟确认。泊松比的增加使峰后的侧向应变-轴向应变曲线、体积应变-轴向应变曲线、计算得到的泊松比-轴向应变曲线变得不陡峭, 使峰后的应力-侧向应变曲线变得陡峭, 使破坏的前兆变得不明显。
基于BP神经网络的深埋隧洞地应力预测研究
孙炜锋, 谭成轩, 王志明, 张春山, 吴树仁
2007, 13(3): 227-232.
摘要 (29) HTML (15) PDF (243KB)(5)
摘要:
深部地应力的测量一直是工程界难题之一。由于研究手段和测试技术的限制, 深部地应力很难测到, 或者部分数据不理想。本文将BP神经网络方法引入地应力场研究, 选取深度、岩芯密度(天然密度)、岩芯弹模、岩芯的三轴抗压强度(10MPa围压)、岩芯的声发射地应力测值、岩芯裂隙率6个参数作为地应力预测研究的主要指标, 在此模型的基础上对秦岭深埋隧洞地应力测量数据进行了拟合分析, 并对深部的地应力做了预测。结果表明用BP神经网络模型进行深埋隧洞地应力大小的预测是可行的。
基于MSC MARC的三维构造应力场数值模拟与裂缝预测——以宝浪油田宝北区块为例
李志勇, 曾佐勋, 黄郑, 刘立林, 魏忠元, 张鲲
2007, 13(3): 233-238, 232.
摘要 (46) HTML (19) PDF (298KB)(5)
摘要:
MSC MARC的高度非线性有限元分析能力与强大的二次开发接口为复杂三维地质数值模型的建立与三维构造应力模拟与非线性分析提供了有力工具; 并可以通过二次开放子程序建立复杂的岩石本构与破裂准则。本文基于MSC MARC建立了新疆焉耆盆地宝浪油田宝北区块背斜构造三维有限元模型并进行了构造应力模拟分析和裂缝预测。裂缝预测结果与实际动态资料十分吻合。
矿井构造应力场的模拟研究———以鲍店煤矿为例
汪吉林, 姜波, 王超勇
2007, 13(3): 239-246.
摘要 (56) HTML (7) PDF (415KB)(6)
摘要:
通过物理实验和数值模拟分析了岩体断裂变形过程和破坏的形态特征, 总结了岩体破坏过程的规律, 并推广到中小型构造变形, 认为地质体中的应力差达到或超过岩体强度极限时, 地质体首先从高应力差区域产生破裂, 破坏面走向近似平行于高应力差等值线。在矿井地质条件分析和岩组分析的基础上, 根据岩体破坏过程的规律, 以鲍店矿为例分析了燕山期矿井构造的外力作用方式和方向, 通过对比分析验证了矿井构造的序次, 揭示了矿井构造演化的过程。
工程地质
浅埋偏压连拱隧道施工的力学响应分析
向安田, 朱合华, 丁文其, 贾明辉
2007, 13(3): 247-254.
摘要 (20) HTML (17) PDF (395KB)(4)
摘要:
以江西某高速公路一浅埋偏压连拱隧道为背景, 用MARC有限元程序对其出口段进行了动态施工的三维数值模拟。系统研究了塑性区分布和发展、拱顶下沉、正应力与剪应力的集中和转移、中隔墙竖向应力随施工过程的变化规律。研究表明:1.非对称开挖是引起中墙偏压的最关键因素, 初衬和二衬的施作对改善中墙偏压作用不大, 对称开挖才是最有效途径; 2.在浅埋条件下, 拱顶下沉有随埋深增大而增大的趋势, 位移释放在开挖完成、支护之前就已经大部分完成。3.左右洞上台阶开挖后拱顶出现拉应力区, 是易坍方部位, 应超前或及时支护; 4.由于偏压作用, 山脊一侧边墙和中墙墙踵处塑性区更发育, 该侧更易失稳; 5.施工完毕, 隧道两侧边墙附近集中的压应力转移到二衬和仰拱上, 使二者成为应力集中部位, 从而改善了隧道围岩的受力状况。
隧道地震响应数值模拟研究
熊良宵, 李天斌, 刘勇
2007, 13(3): 255-260.
摘要 (41) HTML (12) PDF (268KB)(6)
摘要:
在进行隧道地震响应的数值模拟研究时, 横向计算范围和人工边界等对计算结果有很大的影响。本文以黄草坪隧道为研究对象, 应用有限差分程序FLAC3D对其进行地震响应的数值模拟研究, 将横向计算范围分别取为隧道洞径的5倍、6倍、7倍、8倍、9倍和10倍, 并分别采用FLAC3D中的截断边界、自由场地边界和粘性边界进行计算。研究结果表明, 当地震波为P波时, 横向计算范围取为洞径的7至8倍, 人工边界采用自由场地边界或粘性边界是比较合理的。
云南大理洱海东缘早全新世软粘土的工程特性研究
王献礼, 曲永新, 蒋良文, 张永双
2007, 13(3): 261-269.
摘要 (18) HTML (3) PDF (439KB)(5)
摘要:
云南大理洱海周缘分布着厚层的早全新世软粘土, 大量原状样品的工程性质测试结果表明, 洱海东缘早全新世软粘土具有高含水量、孔隙比高、压缩性强、强度低、高塑性等工程特性, 其中表层软土超固结现象明显。通过对软土的物理力学指标统计分析表明, 洱海东缘软粘土的力学指标的变异系数较大, 而物理性质指标变异系数很小; 多个物理指标之间及物理指标与力学指标之间存在明显的相关性。对洱海东缘软粘土各类工程特性指标之间相互关系的认识, 不仅有助于揭示软粘土的工程性质及其形成机理, 而且可以指导软粘土工程问题处理措施的合理选择。
地质灾害与地壳稳定性
黄河上游地区地应力状态与地质灾害关系探讨
张春山, 南青民, 廖椿庭, 谭成轩, 吴满路, 马寅生
2007, 13(3): 270-277, 269.
摘要 (44) HTML (14) PDF (779KB)(7)
摘要:
本文在广泛收集研究区相关资料的基础上, 以实测地应力值为依据, 对研究区的地应力状态进行了模拟分析, 进而对地应力状态与地质灾害的关系进行了探讨。得到如下认识:地震活动是地应力积累到一定程度而释放的结果, 强震活动一般发生在最大主应力方向与断裂走向呈锐角的部位, 地震活动往往发生在局部高应力区。崩塌、滑坡、泥石流灾害在空间分布上与最大差应力的高值区存在较好的对应关系, 但与最大主应力高值区则无明显的对应关系。
秦巴地区地壳稳定性评价
韩金良, 吴树仁, 谭成轩, 李东林, 石玲
2007, 13(3): 278-288.
摘要 (23) HTML (3) PDF (589KB)(3)
摘要:
三峡水库引水工程是南水北调的重要补充工程, 具有重要的战略意义和经济意义。本文在分析现今构造应力场、地壳结构、构造格架、活动断裂、地震活动、工程岩组等影响地壳稳定性主要因素的基础上, 利用模糊数学综合评价模型评价秦巴地区的地壳稳定性。评价结果表明, 秦巴地区地壳稳定性程度较高, 适合兴建大型引水工程。