矿区大型断层碎屑分维及其水文地质工程地质意义

文章以淮北桃园矿F2断层带碎屑数据为例,依据分形原理,得到颗粒分布分维,并与断层碎屑物的物理力学性质对比发现,分维与断层活动方式和地震几率、黏粒含量、渗透系数、黏聚力、内摩擦角等参数有紧密的相关性,能够从多方面体现断层带的水文地质工程地质性质。     

霍州矿区断层构造的分形特征

霍州矿区断层构造的分形特征与渭河盆地东区基本相同，都形成于张扭性的动力学环境；矿区内各井田的断层分维值以白龙井田最高，团柏井田最低；分维值的大小体现断层构造的复杂程度。     

华北燕辽裂谷盆地中元古代构造古地理演化——来自蓟县地区下马岭组碎屑锆石年代学的证据

燕辽裂谷盆地位于华北克拉通北部，记录了华北克拉通古元古代碰撞拼合之后的陆内伸展、中元古代Nuna超大陆裂解和全球大气海洋增氧等重大地质事件，但燕辽裂谷盆地中元古代古地理与构造演化研究一直较为薄弱。对该盆地蓟县地区下马岭组标准剖面开展了沉积学与碎屑锆石U-Pb年代学研究，获取了下马岭组地层沉积特征与碎屑锆石的U-Pb年龄。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示下马岭组石英砂岩样品中的碎屑锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄范围为3 270～1 806 Ma,且展示2 530 Ma和1 880 Ma两个显著峰值，表明下马岭组碎屑岩地层主要由新太古代和古元古代晚期的碎屑物组成，而且这两个显著的年龄峰分别对应于华北克拉通新太古和古元古代两期重大地质事件。此外，另有少量～2 750 Ma和3 200 Ma的碎屑锆石，分别对应两期华北克拉通太古宙岩浆事件。碎屑锆石年龄分布特征显示下马岭组沉积于伸展背景。该文结合蓟县系和其下伏长城系沉积组合与盆地古地理分析，提出燕辽裂谷盆地的构造演化可大致分为4个阶段，分别是(1)碰撞后伸展转换阶段(1.85～1.60 Ga...     

基于分形方法的深部砂岩地层岩石可钻性分析

石油钻井中测量岩石可钻性的主要方法是以井下取心为对象,测量岩石的力学性能和微钻法可钻性试验,但这种方法采样费用高,试验周期长,不能在现场直接应用,这对实际应用造成了很大困难。文中用筛析法分析不同围压下砂岩岩心碎屑的分布,发现砂岩岩心破碎碎屑是分形分布。不同围压的实验中,碎屑分布的分维值不同。随着围压的增加,砂岩破碎碎屑的分维增大。解释了砂岩碎屑分维增大的原因,研究了碎屑分形分布的物理机制。并进一步分析了砂岩岩心分形维数与可钻性和围压之间关系,为使用实际钻进过程中产生的上返岩屑描述可钻性指标奠定基础,为可钻性研究提供一条新的途径。     

珠江口盆地B凹陷断层类型及分布特征

珠江口盆地B凹陷的形成演化受神狐、珠琼、南海等多次构造运动控制.其基岩地层受太平洋和亚洲板块碰撞作用形成北东向浅层断褶构造带.该断褶构造带原始构造形态比较简单,但受后期多次拉张构造活动的改造,使得现今产出的裂陷构造内幕非常复杂.本文根据地震资料解释、钻井资料分析和油气勘探开发成果,详细阐述了B凹陷断层的类型、组合型式及断裂系统分布特征,包括:(1)断层主要有正、逆断层和走滑断层等类型;(2)断裂主要有羽状构造、花状构造、帚状构造和滑脱构造等组合型式;(3)根据断裂带走向,发育有8组不同走向的断裂带:北西西向、近东西向、北东东向、北西向、北东向、北北东向、北北西向、近南北向.     

海拉尔盆地贝尔凹陷构造演化及其对油气控制

系统分析了贝尔凹陷断裂构造特征,研究了断裂的形成演化对油气成藏条件的控制作用。贝尔凹陷自下而上划分为断陷构造层、断-坳转化构造层和凹陷构造层。根据断裂与构造层关系及断裂运动学特征,将贝尔凹陷发育的断层划分为上部断层系、下部断层系和长期发育的断层系断裂3种类型。各个历史演化时期控制着不同成因的断裂发育,贝尔凹陷早期铜钵庙组～大磨拐河组时期的伸展变形控制断陷盆地的发生、发展、消亡的演化过程,伊敏组时期的走滑变形主要形成一系列断裂密集带,同时形成大量次级盖层断层,青元岗组时期的反转构造变形形成了断层型构造反转和局部的背斜型构造反转。断裂的形成和演化影响主力烃源岩的分布和热演化程度,形成多种类型的圈闭,为油气运移提供良好的运移通道。发育长期活动断层的斜坡带和由长期继承性活动断裂与上部断层系构成的密集带是油气运聚成藏的有利指向区,控制着贝尔凹陷油气富集。     

准噶尔盆地乌夏断裂带构造演化及油气聚集

针对乌夏断裂带构造变形十分复杂,油气地质条件多变,油气成藏条件极不均衡,勘探程度尚低的状况,应用断层生长指数分析法和深层地震相分析法,对该地区进行了构造层和构造单元划分及变形特征、火山岩和油气生储盖组合分析.结果表明乌夏断裂带具有多期叠瓦冲断和分段性构造特征,从石炭纪末洋壳俯冲结束、弧陆强烈碰撞造山活动后,经历了前陆盆地短期伸展火山活动、前陆盆地前展逆冲-断展褶皱、陆内坳陷后展逆冲-断展褶皱、陆内坳陷压张转换和整体抬升剥蚀4个演化阶段,各阶段有着不同的沉积特征,发育不同的沉积旋回.构造演化不仅控制着烃源岩的分布和油气生成,形成了多套断裂体系和地层不整合面,同时也控制着油气成藏期次和运聚过程.受构造演化的多旋回性及储盖组合的联合控制,乌夏断裂带共有4期油气充注过程,油气沿玛湖凹陷呈环带状分布.     

准噶尔盆地乌夏断裂带构造演化及油气聚集

针对乌夏断裂带构造变形十分复杂,油气地质条件多变,油气成藏条件极不均衡,勘探程度尚低的状况,应用断层生长指数分析法和深层地震相分析法,对该地区进行了构造层和构造单元划分及变形特征、火山岩和油气生储盖组合分析.结果表明:乌夏断裂带具有多期叠瓦冲断和分段性构造特征,从石炭纪末洋壳俯冲结束、弧陆强烈碰撞造山活动后,经历了前陆盆地短期伸展火山活动、前陆盆地前展逆冲-断展褶皱、陆内坳陷后展逆冲-断展褶皱、陆内坳陷压张转换和整体抬升剥蚀4个演化阶段,各阶段有着不同的沉积特征,发育不同的沉积旋回.构造演化不仅控制着烃源岩的分布和油气生成,形成了多套断裂体系和地层不整合面,同时也控制着油气成藏期次和运聚过程.受构造演化的多旋回性及储盖组合的联合控制,乌夏断裂带共有4期油气充注过程,油气沿玛湖凹陷呈环带状分布.     

基于分形的福建省城市规模分布动态演变分析

运用分形理论研究福建省城市体系规模分布的自相似性质和特征,借助分维及城市规模分布的均衡度指数分析福建省城市体系等级结构演化的动态特征,运用R/S分析方法对城市体系演化趋势作出预测,结果显示福建省城市规模分布的分维值有持续上升的趋势.论述了分维值上升的利弊,并根据分形优化原理提出改善福建省城市等级结构的措施.     

东大别超高压变质带构造研究进展

大别山造山带的形成和演化主要经过南北板块碰撞、碰撞后超高压变质岩折返和燕山早期穹隆构造形成3个构造阶段,其主体构造格架由碰撞后超高压变质岩折返过程中的伸展作用和燕山早期穹隆构造所形成.文中根据不同岩石单元在超高压变质岩折返和穹隆构造形成中的构造表现,以主期构造特征及其后构造演化的一致性为原则,将东大别造山带的变质岩系分为南大别岩片构造带、中大别穹隆构造带和北大别隆滑-逆冲构造带3个构造单元,系统论述了各构造单元构造变形的几何学和运动学特征,从造山带整体构造演化的角度厘定出3个阶段的5期变形,探讨了它们在大别山构造演化和超高压变质岩形成和折返中的动力学意义.     

露天矿排土场散体岩石粒度分布的分形特征

应用分形几何理论研究了露天矿排土场散体岩石粒度分布的分维特征。研究表明:排土场岩石块度分布具有良好的分形结构,分维数大小随着排土场高度的增加而增加,但不超过3。当分形量测尺度一定时,分维数越大,散体中细颗粒含量越多,平均粒径也越小;当维数D一定时,粒级粗细将随分形量测尺度范围发生变化。分维数与散体剪切强度参数之间存在一定的相关关系。分维数是定量描述岩块粒度粗细含量的一个重要的参数,可用于排土场粒度资料的统计分析。图2,表3,参10。     

粗粒土类别的分形图解

基于分形理论,同时考虑粗粒土的随机性、非规则性,应用随机模糊方法研究了粗粒土的粒度分布分维,讨论了粒度分布分维与粗粒土的均一性、粗度和级配的相互关系。研究发现粗粒土是分形粒子,具有分形效应,细粒土是以分形分布的方式充填到粗粒土之间的,粗粒土组成的结构为分形结构,据此给出了5种粗粒土的典型分形图形并揭示了其特有的性质。结果表明,粒度分布分维是刻画粗粒土特征的有效参数,应用该参数可以控制集料颗粒粒径,达到优化级配、增大集料密度的目的。最后给出了应用粒度分布分维控制颗粒粒径的理想分形级配图形。     

围压对砂岩破碎的分形特征的影响

通过对砂岩碎屑的野外统计，发现碎屑分布具有分形特征；通过室内实验研究３，发现在不同围压作用下，砂岩碎屑的分布有很大的差别。在围压很小或没有围压的实验中，砂岩碎屑的分布不具朋分形特征；在设置主的实验中，出现了砂粒的压现象，砂岩碎屑的分布具有分形特征。，     

土石分形检测中的数字图像处理方法研究

土木工程人员经常用粗料颗粒分布分维、粗料轮廓分维这些结构指标作为土石混合体定量化研究的依据,用以解释土石混合体的力学特性,并以这些参数作为土石混合体工程分类的依据。目前技术人员以手工筛分实验来计算粒度分维数。展开对土石混合体微结构研究,劳动强度大,操作不便,极大地制约了对土石混合体微结构的研究。提出了利用数字图像处理技术来测量土石混合体分形维数的方法。实验验证结果表明,该方法减轻了工程技术人员手工检测的劳动强度,实用有效。     

基于分形的配电网接地故障分支识别方法

为解决当前配电网接地故障分支定位中算法实现困难,硬件实现成本投入太高的问题,在PSCAD/EM TDC仿真数据的基础上,对配电网接地位置改变与测量端信号变化的关系进行了分析与对比,提出了一种新的分支识别方法。在构造配电网系统传递函数的基础上,获得其分形维数和自相似度,通过分析不同接地故障情况下分形维数及自相似度变化的规律,提出了基于分形维数与自相似度的分支分析方法。通过对不同的接地位置及不同接地电阻的故障的分形维数及自相似度的分析对比,利用其X-Y平面图能够对故障分支进行识别。仿真结果表明,基于分形维数和自相似度的分支识别方法是有效的,而且具有很好的抗干扰性。     

基于分形关联维的汽轮机转子的振动故障诊断

采用Bently实验台模拟不同转速下碰摩、松动、不对中、不平衡几种常见汽轮机转子振动故障,进行实验研究．通过相空间重构理论,对满足随机分形统计自相似性的振动信号序列进行相空间重构,计算其分形关联维数,从而再现动力学特性．实验分析结果表明：碰摩故障时的分形关联维数最大,松动和不对中时的分形关联维数次之,不平衡时计算所得的分形关联维数最小;不同故障类型下的分形关联维数增量不同．因此,分形关联维数可以作为一种振动故障征兆加以提取．     

基于分形理论的岩体原生节理分布特征研究—以长河坝水电站为例

由于岩体内部结构面的分布规律具有随机性、复杂性的自相似的特征,可以运用分形理论对其进行研究。通过现场节理调查,描绘了待爆破区域原生节理的分布网络,并统计分析了节理迹长和倾角的概率分布模型;运用盒维数计算方法得出了结构面分布的分形维数D,讨论分形维数D与岩体的工程质量以及结构面分布之间的关系,实现了对岩体的工程性质以及不同尺度结构面的定量对比分析。结果表明:节理面的倾角和迹长分别服从正态和对数正态分布;江咀料场节理分布的分形维数D=1.315,响水沟料场节理分布的分形维数D=1.275,河口料场断层系的分维数D=1.164,可见分形维数D越大,结构面越发育,岩体的工程质量就越差;另外随着调查尺度范围的增大,分形维数D反而减小。研究结果可对分形理论在岩土工程质量评价及节理岩体的爆破块度预测等方面提供参考价值。     

岩体爆破性分区的分形指标探讨

讨论了岩体节理间距、块度分布和岩块周边曲线的分形特征，并分析了它们同破碎能量的相互关系，提出了以节理间距分维数、块度分布分维数和岩块周边分维数作为岩体爆破性分区指标的必要性和可行性。     

构造裂缝的分形研究

从数学规律的角度,应用分形理论,对构造裂缝的分布发育规律进行研究.分数维D值越大,说明构造裂缝分布越均匀,各向异性较强,构造裂缝的分布发育较好.与走滑断裂属同一构造应力场的构造裂缝,随着距离走滑断裂距离的增大,分数维D值呈指数减小;随构造裂缝面密度的增大,分数维D值呈线性增大.分数维D值大小更能体现构造裂缝分布的均匀程度和各向异性,同时考虑构造裂缝面密度和分数维,引用发育程度f来表征岩石破裂程度.对裂缝油气藏来说f,越大表明岩石破裂程度越高,储层裂缝越发育.靠近断裂岩石破裂程度高,有利于油气的运移.     

裂隙砂岩破坏过程中的能量耗散与破碎分形特征研究

对不同裂隙倾角的裂隙砂岩试件进行单轴压缩试验,分析了试件变形破裂过程中的应变能演化特征,基于分形理论定量描述了最终破坏后碎屑尺度分布的分形特征,初步探究了能量耗散与破碎分形维数之间的力学机制。研究结果表明：随着裂隙倾角增加,裂隙砂岩试件的抗压强度和耗散应变能均呈现出先减小后增大的变化规律;数据拟合结果表明两者之间存在正相关关系。试件破坏后的碎屑尺度分布具有分形特征,不同裂隙倾角试件的分形维数介于2.58～2.64;分形维数随裂隙倾角的变化规律与抗压强度类似,两者近似呈线性相关关系。此外,试件的抗压强度越高,破坏时释放的耗散应变能越多,试件破碎程度越严重,所产生的微、细粒碎屑占比增大,导致分形维数变大;数据拟合结果表明耗散应变能和分形维数之间具有线性正相关关系。