地质力学学报

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2018, 24(5): .

摘要 (89) PDF (495KB)(4)

摘要:

马强, 德勒恰提·加娜塔依, 陈亚军, 马乐, 于景维, 祁利祺

2018, 24(5): 587-597. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.059

摘要 (266) HTML (102) PDF (4971KB)(17)

摘要:
为了分析断裂对油气宏观分布规律的控制作用，寻找有勘探潜力的油气富集带，文中以地质力学理论为指导，对南堡凹陷断裂组合应力特征、断裂转折及成因进行解析，并结合砂体分布和古今构造应力场分布特征，对南堡凹陷东营组油气分布规律和有利勘探区带做了研究。结果表明：断裂转折部位对油气分布有着控制作用，东营组已探明的油气主要在帚状断裂系、入字形断裂系、交织式断裂系转折轴部高曲率附近呈环带状分布；断裂转折凹面一侧控油性明显，从宏观上来看，油气具有沿沉积相带由细到粗的构造脊高点以及弧形断裂转折凹面一侧的选择性运移的特征，断裂转折轴部高曲率高孔、高渗域与高孔、高渗砂体沉积相带的有利对置决定了油气的主流向；综合研究指出，南堡凹陷北堡构造带是今后优势勘探的首要区带，其次是南堡构造带和南堡4号蛤坨构造带南部。

“二元法”在构造裂缝定量预测中的应用——以松辽盆地青一段泥页岩为例

吴林强, 刘成林, 张涛, 郭洪周, 徐晶晶, 蒋成竹

2018, 24(5): 598-606. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.060

摘要 (351) HTML (98) PDF (2334KB)(21)

摘要:
松辽盆地青山口组一段是一套重要的烃源岩层，也是盆地主要的裂缝性油藏和页岩油藏发育层。裂缝不仅是油气运移的主要通道，也是重要的储集空间，裂缝分布规律的评价对盆地今后页岩油和裂缝性油藏的勘探开发具有重要的指导意义。利用ANSYS与Suffer联合建模并采用Petrel软件对研究区岩石力学参数进行三维随机模拟的方法，对松辽盆地古近纪末期的应力场进行了三维数值模拟。结果表明，研究区最大主应力的变化范围为24~147 MPa，最小主应力变化范围为3.8~114.4 MPa；扶余隆起带附近为最大主应力低值区，大庆长垣附近为最大主应力高值区；最小水平主应力的应力低值区和高值区的分布与最大水平主应力大致相同。在此基础上，采用二元法对裂缝密度作了定量的预测，预测值与实测值吻合度较高。预测结果显示，齐家—古龙凹陷、大庆长垣以及梨树—德惠等地裂缝相对较为发育，是下一步勘探的重点。

准噶尔盆地北三台凸起断裂结构特征及成岩封闭作用

张丽辰, 吴孔友, 何文军, 陈洪, 郑孟林, 贾西玉

2018, 24(5): 607-616. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.061

摘要 (298) HTML (121) PDF (3924KB)(14)

摘要:
断层具有复杂的内部结构，可划分为滑动破碎带和诱导裂缝带两个结构单元。断裂带内部成岩作用普遍发育，其中，胶结作用是断裂两侧诱导裂缝带中较常见的成岩作用，影响着断裂的垂向封闭性。利用地震、测井、岩心等资料定量化的对准噶尔盆地北三台凸起主要断裂进行结构划分，利用岩心、镜下薄片观察的方法研究断裂带成岩胶结作用。研究发现：断裂带成岩胶结作用显著，胶结物以方解石为主，还发现有粘土矿物、沸石、石英等胶结裂缝。大型主控断裂裂缝充填程度相比派生断裂高，胶结程度致密，对油气的封堵性能更强。通过镜下鉴定及流体包裹体均一温度测定发现：北三台凸起断裂带至少经历了3期大规模流体活动，多期的流体作用导致该区断裂的成岩封闭。

川东—武陵山地区下寒武统牛蹄塘组页岩有机质富集模式

周磊, 王宗秀, 李会军, 张林炎, 张凯逊, 梁明亮

2018, 24(5): 617-626. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.062

摘要 (328) HTML (122) PDF (4349KB)(22)

摘要:
有机质富集、保存对页岩气资源评价、勘探选区和开发具有重大的指导意义。以川东—武陵山地区下寒武统牛蹄塘组页岩为例，利用岩石地球化学、油气地球化学和沉积岩石学方法和技术对牛蹄塘组有机质丰度、有机质来源及古环境演化进行了分析，对川东—武陵山地区页岩有机质富集和保存条件进行了评价。结果表明：牛蹄塘组页岩有机质主要来自于蓝藻、红藻、褐藻等自生海洋藻类；相比于牛蹄塘组高位体系域，在牛蹄塘组海侵体系域页岩沉积期，温暖湿润的古气候和大规模海侵使得海平面快速上升，海侵导致深水陆棚、斜坡甚至部浅水陆棚处于贫氧—缺氧环境，该深水贫氧—缺氧还原环境（部分硫化还原环境）有利于有机质保存，在川东—武陵山地区上形成大面积富有机质页岩。

鄂尔多斯盆地吴起地区古地貌对侏罗系下部油藏形成和富集控制机制分析

蒋代琴, 文志刚, 汤仁文, 贺彤彤

2018, 24(5): 627-634. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.063

摘要 (260) HTML (141) PDF (2388KB)(17)

摘要:
为了研究吴起地区侏罗系古地貌油藏成藏主控因素，采用沉积学古地貌恢复法，依据富县组+延10地层砂体厚度刻画吴起地区侏罗系古水系分布，结合鄂尔多斯盆地前侏罗纪古地质特征，对吴起地区古地貌特征及侏罗系下部油藏成藏和富集规律进行了研究，在此基础上总结了油气成藏模式。研究表明：吴起地区发育下切河谷、斜坡带和河间丘三种古地形。前侏罗纪古地形控制着侏罗纪早期地层的沉积和油藏的分布，富县组地层与延长组之间的角度不整合剥蚀面和侵蚀河谷厚层高渗砂体是石油运移的主要通道，同时高渗砂体也是侏罗系下部油藏的主要储集体。依据侏罗系下部油藏的空间分布，结合古地貌、沉积环境、微构造特征等多方面因素总结出吴起地区侏罗系古地貌油藏的3种成藏模式：斜坡式、河间丘式和古河式，其中河间丘式油藏最为发育。

长江三角洲地区TZK3孔碎屑锆石U-Pb年龄及其物源意义

程瑜, 李向前, 赵增玉, 张祥云, 郭刚

2018, 24(5): 635-644. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.064

摘要 (223) HTML (90) PDF (2727KB)(9)

摘要:
以TZK3孔的磁性地层学为基础，结合沉积物的岩性、结构构造及锆石年龄谱系特征，探讨沉积物的物质来源及长江贯通的时限。古地磁结果表明：96.7 m、263.3 m、603.75 m分别对应B/M界线、M/G界线、晚上新世/早上新世的界线（3.58 Ma）。锆石年龄谱系数据显示，TZK3孔的U-Pb锆石年龄主要分为5组：100~300 Ma，400~500 Ma，700~850 Ma，1800~2000 Ma，2400~2600 Ma。其中3.7 Ma的锆石年龄谱相对简单，以白垩纪（100~150 Ma）为主，物质主要来自于长江中下游的火山盆地，为近源沉积。TZK3孔3.04 Ma以来，锆石年龄谱变得复杂且主峰相对较多，表明物源区更广且加入了远源的成分。3.04 Ma的锆石年龄谱中开始出现峨眉山玄武岩年龄段（251~260 Ma）的锆石，表明在此时期长江上游的物质就已到达了长江三角洲地区，即长江贯通的时限为3.04~3.7 Ma。

四川盆地陆相侏罗系白垩系界线问题探讨

刘刚, 董树文

2018, 24(5): 645-660. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.065

摘要 (570) HTML (168) PDF (3757KB)(13)

摘要:
侏罗系/白垩系界线是国际地层年表中少有几个未定全球界线层型（GSSP）之一。传统上依据菊石类生物将Berriasian阶底界定义为白垩系的底界。国际上西北太平洋Shatsky Rise的Berriasian阶最底部玄武岩岩床的同位素年代学年龄为145 Ma，从而为侏罗系/白垩系界线提供了最接近的年龄估计值。在国际上，地层对比划分大都根据海相地层，中国广泛发育的陆相侏罗系/白垩系，难以与国际标准地层对比。中国四川盆地以陆相生物为标志的界线划分与国际年代地层对比困难，导致对四川盆地陆相侏罗系/白垩系界线问题的认识长期未有更新。根据陆相生物对比结果的同时，结合考虑同位素测年、磁性地层和旋回地层，有望获得良好的效果。基于同位素测年数据和陆相生物对比分析，在遂宁组中发现了最年轻的~120 Ma的碎屑锆石U-Pb年龄，而且该套地层与国际对比的核心证据介形类的研究也有新的发现，表明遂宁组有可能属于白垩系而非原认为的侏罗系。将沙溪庙组和遂宁组作为侏罗系/白垩系过渡地层系统研究，有可能在该套地层内部发现界线标志。

新疆库地南苏盖提力克晚志留世花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及大地构造意义

专少鹏, 白春东, 毛志芳, 李典, 张新征, 陈圆圆, 连青

2018, 24(5): 661-669. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.066

摘要 (308) HTML (110) PDF (3267KB)(8)

摘要:
西昆仑地区早古生代原特提斯洋的后碰撞阶段划分存在分歧，通过对库地蛇绿岩南侧苏盖提力克花岗岩开展区域地质调查、岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学等方面研究，从而为原特提斯洋构造演化及闭合时限提供地质依据。研究表明，苏盖提力克花岗岩锆石U-Pb年龄（LA-ICP-MS）为（422.5±2.5）Ma，属于晚志留世岩浆活动产物。苏盖提力克花岗岩含有典型矿物白云母，A/CNK=1.07~1.11，刚玉分子含量为1.07%~1.56%，属于S型花岗岩。地球化学上，该岩体富硅、碱，贫钙、镁，富K、Rb、Nb、Th，贫Sr、Ti、P，Rb/Sr比值高；结合区域地质背景及地球化学特征综合分析表明，苏盖提力克花岗岩是原特提斯洋闭合后碰撞阶段的产物，因而晚志留世是原特提斯洋由消减闭合到陆陆碰撞—碰撞后伸展转换时期。

地下开采引起围岩间断面变形特征的软材料小模型研究

卢蓉, 马凤山, 郭捷, 郭慧高, 寇永渊

2018, 24(5): 670-675. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.067

摘要 (179) HTML (107) PDF (2209KB)(9)

摘要:
为了研究地下开采引起围岩变形和断层活化现象，文章采用一种软材料的小模型进行地下开采间断面变形的模拟。模型中通过模拟一个矩形地下采区上方围岩的变形来研究一个水平间断面发生活化后的弯曲现象。模拟结果表明，间断面上的剪切位移分布具有"双峰"的特征或规律。这种分布特征或规律，得到了数值模拟结果的验证。同时，也证明了该方法的有效性。该方法最大的优点是，可以用小尺寸模型有效模拟在自重体积力作用下开挖引起的围岩变形现象，具有实验装置简单、实验用时短、操作方便、实验成本低等诸多优点，是一种值得推广的物理模拟方法。

基于MatDEM的砂土侧限压缩试验离散元模拟研究

秦岩, 刘春, 张晓宇, 邓尚

2018, 24(5): 676-681. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.068

摘要 (239) HTML (63) PDF (2427KB)(15)

摘要:
离散元法基于非连续介质力学理论，尤其适用于砂土等离散介质体的数值模拟研究。利用岩土体离散元模拟软件MatDEM的二次开发功能，研发了砂土侧限压缩试验三维离散元模拟器。对三个不同级配砂土试样进行了侧限压缩试验，并且进行了与之相对应的数值模拟，通过分析对比试验结果与数值模拟结果验证了所开发模拟器的有效性。模拟结果表明：离散元法可以很好地反应砂土压缩过程中的配位数变化；每个模拟样品中，粒径较小的单元受到较大的平均压力，导致平均位移较大；数值计算结果的主要误差是由离散元颗粒自身的泊松比引起的。研究突破了常规土力学研究方法的局限性，为今后岩土工程离散元模拟研究提供了参考。

软土地区双侧深基坑施工对邻近地铁车站及盾构隧道变形影响的分析

吕高乐, 易领兵, 杜明芳, 李帅兵

2018, 24(5): 682-691. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.069

摘要 (246) HTML (115) PDF (3766KB)(12)

摘要:
以某软土地区邻近地铁车站及盾构隧道的双侧深基坑工程为背景，运用ABAQUS数值计算软件对邻近地铁车站及盾构隧道的双侧深基坑施工进行数值模拟，研究了双侧深基坑施工过程对基坑坑内土体隆起与坑外土体沉降的影响，分析了双侧深基坑施工过程中地铁车站及盾构隧道变形情况，得出地铁车站及盾构隧道变形规律。计算结果表明：基坑内侧土体隆起最大值为54.3 mm；围护结构X向位移最大值为32.8 mm，Y向位移最大值为26.8 mm；车站竖向位移最大值发生在A1区开挖至坑底工况，最大值为6.8 mm，而车站水平位移最大值为7.6 mm；弯矩累计增量最大值155.9 kN·m/m，经计算，施工过程对车站主体结构影响很小；盾构隧道X向水平位移最大值为4.7 mm；而盾构隧道沉降最大值为3.8 mm，发生在A1区开挖至坑底工况。

采矿爆破振动波在岩溶区的传播影响因素分析

陈学军, 余思喆, 宋宇, 李佳明, 陈议城, 陈李洁, 赵志永, 杨越

2018, 24(5): 692-698. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.070

摘要 (321) HTML (156) PDF (3239KB)(3)

摘要:
为研究不同情况下爆破振动强度衰变规律和振动对岩溶塌陷的影响，为当地矿山合理开采及减少地面塌陷灾害的发生提供可靠依据，对湖南水口山铅锌矿区进行现场爆破振动测试，并利用古丹铅锌矿实测数据作对比分析；试验矿区共布设4条测线，接收8组爆破振动数据。采用萨道夫斯基修正公式对采集的数据进行计算，以爆破产生的振动波频率及振动速度作为测试指标，对实测数据进行提取、处理，确定爆破振动波的频率及其在介质中的传播速度及地震波引发的质点振动峰值振速。试验结果表明：采矿活动是岩溶地面塌陷的主要影响因素；爆破振动波的频率衰减强度与其在岩土体中的传播距离和断层有关，振动波的传播速度受到岩土体性质、岩层结构特征、岩层走向等因素的影响。

新疆伊宁县喀拉亚尕奇滑坡动力学特征研究

杨龙伟, 魏云杰, 王文沛, 朱赛楠, 张楠

2018, 24(5): 699-705. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.071

摘要 (306) HTML (126) PDF (2975KB)(15)

摘要:
通过对高速远程黄土滑坡动力学特征的研究，提出黄土高速远程滑坡空间预测的模拟方法。以新疆伊宁县喀拉亚尕奇黄土滑坡为例，基于野外地质调查和无人机航拍影像图，结合滑坡研究区的工程地质条件，分析了该滑坡的基本特征和形成条件。研究发现，该滑坡的主要诱发因素是冰雪融水入渗，其孕灾模式主要为四个阶段：后缘拉裂阶段，黄土节理冻胀扩展阶段，融雪入渗失稳阶段，高速下滑阶段。同时利用Rapid模型对滑坡运动全过程进行模拟，计算得到滑坡运动持续时间为26 s，最大运动速度达到22 m/s，堆积体的平均厚度达到5 m等运动特征要素，结果表明Rapid模型可以较好的模拟分析黄土高速远程滑坡动力学效应，为黄土地区类似滑坡的成灾机理和动力学效应分析提供参考。

保温板在内蒙多年冻土区道路工程中的应用

张宝龙, 范文

2018, 24(5): 706-713. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.072

摘要 (229) HTML (111) PDF (2957KB)(3)

摘要:
根据博—牙高速沿线气象工程地质资料、观测资料、设计资料，借助有限元软件构建了路基温度场数值计算模型，着重对不同路基填筑高度条件下XPS板对温度场的影响进行了研究。研究发现：路基填筑高度的增加和XPS保温板的应用对冻土都起到了积极的保护作用，相同路堤填筑高度下，道路运营到第20年时，XPS保温板路基多年冻土温度比碎石路基降低了约0.19℃；XPS保温板的存在使得冻土上限上移更加明显，相同路基高度下，冻土上限平均抬升量约为1.23 m，在规范规定年限内，XPS保温板路基的冻土上限均位于换填碎石中；但XPS保温板的存在加剧了阴阳坡效应的发展，综合考虑，在本段落若采用碎石路堤建议路堤高度应保持在3 m以上；若采用XPS保温板路基，建议路堤高度不超过2 m。

地震作用下邻近地裂缝带地铁隧道工程场地地表沉降研究

陈星, 黄强兵, 刘妮娜, 赵腾

2018, 24(5): 714-722. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.073

摘要 (277) HTML (101) PDF (5342KB)(4)

摘要:
为了探讨地震和地裂缝耦合作用下位于地裂缝上盘的地铁隧道顶部地表沉降规律及其对附近建筑物的影响，以邻近穿越地裂缝场地的西安地铁3号线为工程背景，利用FLAC3D有限差分软件，结合理论分析，对西安人工地震波、El Centro波和Kobe波三种不同地震波作用下邻近地裂缝带地铁隧道建设场地地表沉降问题进行了研究。结果表明：地震作用下，隧道顶部一定范围内的地层沉降量显著大于其周围地层，形成宽度约9~16 m的沉降凹槽；El Centro波作用下沉降凹槽的宽度最大，约15.9 m，超越概率为10%的西安人工合成地震波次之，约11.6 m，而Kobe波作用下沉降凹槽的宽度最小，约9.5 m；隧道上覆地层沉降凹槽的沉降规律符合peck公式；隧道顶部约20 m范围内场地地表受地震和地裂缝耦合作用影响最强烈，沉降最大。

盐溶液的渗透吸力计算方法

李晓月, 徐永福

2018, 24(5): 723-729. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.074

摘要 (385) HTML (117) PDF (2873KB)(25)

摘要:
膨润土垫层在高放废料处置库环境中与围岩接触，力学性能会受到围岩裂隙中所含盐溶液的影响。盐溶液的渗透吸力会在膨润土上产生类似于竖向荷载作用的附加应力，量化盐溶液对膨润土力学性能的影响对评估地下处置库的安全性具有重要意义。溶液渗透吸力系数作为计算渗透吸力的关键，目前需要通过较为复杂的实验测得，对工程实际应用造成了阻碍。通过引入Debye-Hückel公式，提出含单价离子电解质、2-2型电解质及混合电解质溶液的渗透吸力系数及渗透吸力的计算方法。基于Debye-Hückel公式，分析溶剂种类和温度对渗透吸力系数的影响，结果表明：溶剂极性越大，渗透吸力系数越大；温度越高，渗透吸力系数越小。

饱和黄土体侧向流滑机制的试验研究

张晓超, 裴向军, 贾俊, 孙萍萍

2018, 24(5): 730-736. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.05.075

摘要 (208) HTML (65) PDF (3173KB)(7)

摘要:
1920年海原Ms 8.5地震诱发了大量黄土液化型滑坡，多表现为低角度、长距离、流态化运动特征，甚至出现大范围近水平侧向扩展流滑现象，其特殊的成因机制颇受争议。为此，在对海原地震诱发的石碑塬滑坡遗迹详细勘查的基础上，借助DPRI-5大型环剪仪，进行饱和黄土稳态变形特性试验研究，探讨了固结压力、饱和度和剪切速率等因素对黄土稳态强度的影响规律。结果表明：黄土稳态强度受到固结压力、饱和度及加载速率等因素的影响。在不排水剪切条件下，固结压力越大，黄土孔压响应越慢，稳态强度越高；黄土的饱和度越高，黄土孔压响应越快，稳态强度越低；剪切速率对黄土强度具有一定弱化效应，当剪切速率＜0.1 mm/s时，剪切速率对强度影响较小；当剪切速率介于0.1~1 mm/s范围时，随着剪切速率的提高，稳态强度有不同程度的降低；当剪切速率＞1.0 mm/s时，随着剪切速率的增大，影响程度降低，稳态强度趋于恒定，总体上看来，饱和度越高，剪切速率对强度的弱化影响越明显。研究成果揭示了石碑塬饱和黄土层在低稳态强度下发生侧向流滑的致灾机理。

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2018年第24卷第5期

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