高铁隧道断层带围岩变形规律有限元分析

研究高铁隧道下穿断层破碎带围岩的变形规律,结合山西长治皇后岭隧道断层带施工区段,采用FLAC3 D软件进行模拟研究.模拟结果显示,隧道下穿断层带时,拱顶沉降和拱肩、拱腰收敛的变化趋势均为先增大后减小.沉降和收敛的最大值发生处在断层偏向的一侧.采用FLAC 3 D模拟断层隧道,隧道的沉降收敛突变范围比断层带与隧道接触范围大.在支护措施下各监测断面的沉降和收敛值均远小于预留量.现场监测对比模拟结果,说明模拟结果可供类似工程参考.     

基于布里渊光时域反射技术的断层稳定性监测试验

针对断层稳定性问题,采用BOTDR分布式光纤感测技术对内蒙阿拉善地区贺兰山西麓断层进行了监测分析,研究了自然条件下断层内部应力的变化情况.研究结果表明:贺兰山西麓断层在观测周期内钻孔周围围岩整体发生拉伸变形;断层面附近岩层的应力状态易受断层活动的影响,根据分布式光纤的应变分布曲线能够精确划分出断层活动的影响范围在断层之上9m和之下8m;BOTDR分布式监测技术可以有效捕捉到自然条件下断层微弱活动所引起的应变变化,实现应变的动态实时监测.BOTDR监测技术为长期、精细化评价断层稳定性状态提供了十分可靠的监测手段.     

基于保角映射的断层影响区内隧道涌水量预测

建立了断层影响区内衬砌隧道渗流模型.在该模型中,断层被视为地下水补给边界,以隧道涌水量作为衡量依据将隧道横断面内倾斜断层等效为竖向断层.利用镜像叠加原理将有限边界渗流问题转化为半无限空间渗流模型,再通过保角坐标变换和极坐标联立求解渗流微分方程,推导富水断层影响区内地下水头半解析公式,得到了隧道涌水量计算公式.经过退化验算、数值模拟及现场实测数据对比,验证了公式的正确性.在此基础上,探讨了地层与衬砌的相对渗透系数(K_S/K_L)、隧道与水位线的距离(h)、隧道与断层的距离(L)对涌水量的影响:K_S/K_L对涌水量的影响最显著;其次为h,h也会影响L的作用效果,h越大,L的影响程度也越大.施工过程中应加强注意衬砌防水措施的施作,隧道线路的选择应尽可能考虑埋深设计,避免高水头压力.     

Seismites(地震岩)等术语的概念与名称

seismites,按其字面意思理应翻译成地震岩,即与地震有成因联系或受发震断裂改造、变形的岩石。按发震时地质材料的固结程度与力学性质,地震岩可分为震积岩(地震时尚未固结成岩的含水沙土层,即软沉积物)和脆性断层岩(地震时已经固结成岩的沉积岩、岩浆岩和变质岩)。脆性断层岩包括断层角砾岩、碎裂岩、超碎裂岩、假熔岩和断层泥等。发育由沙土液化形成的软沉积物变形构造的沉积岩,统称为“沙土液化岩”(liquefactites),但是长期以来一直被误译为seismites。大量的研究表明,并不是所有的沙土液化和软沉积物变形都是由地震造成的,也并不是所有地震都能导致沙土液化。只有那些所在区域存在重要发震断层、真正由地震引起的区域性的沙土液化造成的软沉积物发育变形构造的岩层才能称之为震积岩(seismic liquefactites)。震积岩不应再翻译成seismites。零星出现的软沉积物变形构造与沙土液化构造(例如:砂涌丘)不足以作为古地震的证据。     

高铁隧道穿越断层破碎带围岩控制效果分析

为研究高铁隧道过断层破碎段采用三台阶临时仰拱法施工下的围岩变形规律,以皇后岭隧道断层破碎段为研究对象,选取两个典型断面,通过开展现场监测,对比分析不同工况支护下围岩收敛和拱架受力以及围岩接触压力的变化规律。研究结果表明,断层破碎带下,隧道开挖支护完成后,拱顶最大下沉量10.1mm,水平收敛最大值为5.8mm,均远小于预留变形量。断层破碎段下,在距离掌子面1.2m到6m这段,拱架轴力和围岩接触压力变化速率较快,在距离掌子面12m时,拱架轴力和围岩接触压力的分布规律趋于稳定。表明断层带条件下采用三台阶临时仰拱法合理可行,以I22型钢架为核心的支护方案满足围岩控制要求,研究成果为类似工程提供了参考。     

南八仙复杂断裂系统形成机理及油气富集模式

深入研究南八仙地区主控断裂、各级微断裂的形成机理、组合关系以及对油气的控制作用，可以有效预测含油气砂体分布。综合应用地震、钻井、测井等资料，结合几何学、动力学对南八仙地区的断裂及微构造进行了梳理，在此基础上，通过分析油气成藏演化史及储层岩性、物性特征确定了复杂断裂系统的油气富集模式。研究认为，仙北断裂是受马仙断裂影响下的反S型右旋三级走滑断裂，控制南八仙中浅层构造带的形成，伴生各级张性微断裂由西向东发散，发育斜列带、羽状带、马尾带3种微断裂构造样式。南八仙油气田属于同源油气，两期成藏，其中，中浅层油气藏是构造岩性次生断块油气藏类型。建立了断层控油、微构造控油、沉积相控油3种油气富集模式，确定了仙北断裂羽状带中单层厚度小的滩坝砂体内微构造是油气富集区域，据此在油气富集区部署5口开发井，试气效果良好。     

煤田隐伏陷落柱空间形态地震属性解释方法

隐伏陷落柱是煤矿隐蔽致灾的主要地质因素，然而，常规三维反射地震中，单一顺层属性或层间属性难以可靠识别隐伏陷落柱，同时对其垂向展布及伴生断裂等三维空间特征刻画不清。为此，在基于OVT全方位处理数据体的基础上，计算相干、混沌等层间属性（奥灰顶界与目标煤层之间）与顺层两类属性，形成平面属性，采用波形聚类法对两类平面属性中的异常进行叠加处理，显著提高了隐伏陷落柱的平面位置解释精度；其次，引入断层概率体属性处理技术，优选构造导向滤波处理以及数据体融合技术，精细刻画了隐伏陷落柱垂向边界形态、陷落高度及伴生断裂特征。实例研究表明，采用波形聚类平面属性和断层概率体属性综合解释技术，可以有效提高隐伏陷落柱解释精度和效率，为隐伏陷落柱的识别提供了新的途径，具有广阔的应用前景。     

南阳凹陷边界断层三维几何学及运动学特征

新野断层位于南襄盆地南阳凹陷南部的控凹边界断裂，研究其三维几何学和运动学特征对分析南阳凹陷的形成演化至关重要。以2/3D地震、钻井及测井资料为基础，以正断层相关褶皱理论和构造复原理论为指导，深入剖析新野断层的三维几何学和运动学特征及其对凹陷形成的控制作用。根据断层平面走向，结合倾角和断距变化，将新野断层分为西、中、东3段；空间上认为，新野断层是由多个等倾角面构成的复杂曲面，通过两个垂向轴面和4个横向轴面，将新野断层断面分为11个等倾角区。根据平衡地质剖面复原结果对比，认为新野断层西段、东段形成于晚白垩世，中段形成于始新世大仓房期并逐渐与西段、东段硬连接形成一条断层；断层及其上盘地层旋转程度自西向东逐渐增强；断层反转强度自西向东亦逐渐变大。新野断层西段为"座椅式"正断层，中段由"转折式"正断层转"犁式"正断层，东段为"犁式"正断层。沿断层走向的差异沉降和断面形态差异是南阳凹陷构造特征及形成演化的重要控制因素。     

复杂断块油田小微断层的显性描述

从小微断层的成因入手,结合胜利、苏北一些油区的勘探开发实践,充分利用钻井、测井、地震、动态等资料,综合应用"静态4种技术、动态7项验证",较好地分辨出小微断层和地层相变的差别,识别出小微断层并对断层定向,实现了小微断层各类隐蔽特点的显性化。小微断层的显性描述在近年来的苏北盆地勘探开发中取得了显著成果,对指导同类型油田的开发工作有着重要意义。     

条形荷载作用下粘土边坡稳定特征数值分析

为分析坡顶条形荷载作用下的边坡稳定特征,运用有限元强度折减法,以均质粘土边坡为研究对象,在坡顶不同位置施加条形荷载,分析边坡稳定安全系数、坡体内最大剪应力、X方向最大位移以及潜在滑裂面位置4个指标的变化规律。结果表明,边坡稳定性与条形荷载值呈正相关,荷载距坡顶边缘越近,稳定性越差;坡体内最大剪应力、最大位移值与荷载值呈正相关,荷载离坡顶边缘较远时,最大剪应力出现在荷载右缘下方坡体中;坡顶边缘作用有大荷载时,坡体最大位移值增加较快;随着荷载向右移动,边坡潜在滑裂面也向右偏移。