岩体爆破损伤计算公式的改进

岩体爆破损伤具有时变累积特性,且爆破损伤增量大小是以本次爆破作用前岩体宏观力学参数水平为前提,据此对经典爆破损伤计算公式进行改进。工程应用情况表明:岩体爆破损伤经典算法的计算结果偏于保守,在一定程度上会阻碍爆破开挖效益最大化;爆破损伤改进算法可反映岩体内部孔洞、裂隙等缺陷在爆破动荷载作用下的闭合、密实现象,且更能体现岩体中声波速度的变化幅度,其工程应用效果良好。     

海拉尔盆地凝灰质砂岩溶蚀的实验方法研究

海拉尔盆地深层碎屑岩储层中高含凝灰质成分,显微镜分析表明储集空间类型以碳酸盐胶结物和长石类矿物溶蚀作用形成的次生孔隙为主。本文对凝灰质砂岩制成的铸体薄片进行了溶蚀实验,通过偏光显微镜观察对比溶蚀前后的矿物组合和孔隙变化,研究凝灰质砂岩溶蚀作用机理,为优质储层预测提供科学依据。     

基于分形网络模型的裂隙岩体渗流特性分析

基于分形网络模型提出了裂隙岩体渗透率参数估计方法。采用网格模板方法产生具有分形结构的岩体裂隙网。根据渗流网络的并联原理,建立了岩体裂隙网络等效渗透率计算方法。研究表明,岩体裂隙网络系统的等效渗透率随着裂隙分形比例因子和分级数目的增加而增加。裂隙岩体的等效渗透率能够采用分形网络方法进行解析预测。     

碳酸盐岩酸蚀裂缝渗流-传热特性

充分认识流体在碳酸盐岩酸蚀裂隙面上的渗流传热特性,实现地热能的可持续开发利用是十分必要的。针对碳酸盐岩热储非均质性和缝洞发育的突出特点,采用自主研发的实时高温常规三轴试验系统,能够真实模拟岩石裂隙的真实对流换热过程。采用试验和模拟相结合的方法,进行了碳酸盐岩裂缝渗流传热耦合机理研究。结果显示,裂缝表面进行非均匀性溶蚀,形成一条具有导流能力的人工裂缝,达到改善流体渗流条件的目的;在温度一定的条件下,对流换热系数增幅与流量、压强呈正相关;采用COMSOL Multiphysics软件对碳酸盐岩单裂隙渗流传热过程进行了模拟计算,开展了实际热储层环境条件下对流换热仿真分析,实验结果验证了数值模拟的正确性与可靠性,获得了储层温度场的演化规律。     

不同岩体质量隧道TBM施工性能评价方法

为了预测、评价、提升不同围岩质量隧道TBM施工能力,通过对国内外多个隧道工程TBM施工数据回归分析,建立了设备利用率、掘进速率等TBM施工性能指标随岩体质量的变化规律。统计结果表明TBM设备利用率与岩体质量指标RMR呈线性函数或二次函数关系、TBM掘进速率与岩体质量指标RMR呈二次函数关系;TBM设备利用率随岩体质量参数的增大而递增;TBM掘进速率随岩体质量参数的增大先升高再降低,在III级围岩时达到峰值;TBM施工速度随岩体质量参数的增大先升高再降低,在II级围岩时达到峰值。基于此,提出了不同岩体质量隧道TBM施工性能评价方法,并利用滇中引水工程香炉山隧洞TBM施工数据对该方法进行了验证。研究成果可用于预测拟建隧道TBM施工工期和评价在建隧道TBM施工性能。     

三塘湖盆地石炭系埋藏溶蚀型凝灰岩致密油成藏特征

凝灰岩致密油藏作为一种特殊的油藏类型,已受到高度关注,但前人对埋藏成岩阶段形成的凝灰岩致密油藏研究很少。本文通过对三塘湖盆地石炭系哈尔加乌组埋藏溶蚀型凝灰岩致密油成藏条件的研究,明确了成藏主控因素,并建立了成藏模式。研究表明：哈尔加乌组烃源岩有机质丰度较高,有机质类型较好,并处于成熟演化阶段,油源对比表明埋藏溶蚀型凝灰岩油藏中原油来自哈尔加乌组内部烃源岩;埋藏溶蚀型凝灰岩物性较好,溶蚀孔隙为上部烃源岩在演化过程中产生的大量有机酸对储层的溶蚀作用而形成;埋藏溶蚀型凝灰岩油藏的形成主要受哈尔加乌组成熟烃源岩分布、卡拉岗组大套烃源岩下部物性较好的凝灰岩储层及圈闭条件的控制,形成“下部成熟烃源岩供烃、上部有机酸溶蚀形成物性较好凝灰岩储层及有效圈闭存储”多项成藏条件有利配置下的成藏模式。本文研究将对其他地区埋藏溶蚀型凝灰岩油藏的分布与预测提供借鉴。     

宁芜火山岩盆地及周缘重磁场多尺度边缘检测与地质意义

宁芜火山岩盆地位于长江中下游成矿带,在盆地内发育了以玢岩型铁矿为主的宁芜矿集区,是我国重要的铁矿资源基地。经过多年勘探和开发,浅部矿床基本已经查明,深部找矿已经成为解决接替资源这一突出问题的主要方向。但受火山岩和第四系覆盖,宁芜盆地隐伏构造和隐伏岩体还未完全查明,制约了找矿预测。本文利用覆盖宁芜盆地及周缘的重力和航磁数据,通过多尺度边缘检测方法,增强和提取了地下地质体的边界。结合地质资料综合分析,厘定了15条断裂构造,推测了8个隐伏岩体,为宁芜矿集区找矿预测提供了支撑。     

基于MATLAB的岩体结构面曲线模拟及其分形研究

基于Hurst指数的独立分割方法,结合MATLAB软件中差值函数和随机数产生函数,生成了10条典型的岩体结构面曲线;根据Tse和Barton提出的经验公式和10条典型结构面曲线的数据点,计算出10条曲线的粗糙度JRC值.运用线段尺码法测量已产生的10条结构面曲线中5条曲线的分形维数值Df(D).对粗糙度JRC值和分形维数值D进行曲线拟合,拟合结果表明：拟合曲线能较好地反映JRC和D之间的关系.     

基于深度学习的钻孔图像岩体结构面识别

岩体结构面对岩体稳定性和渗透性有着重要影响,是决定深部地下工程稳定性的重要因素.针对井下电视技术获取的钻孔影像,提出了一种基于深度学习算法(You Only Look Once version 4,YOLO v4)的岩体结构面识别方法,并计算识别岩体结构面的几何参数.首先,采集图像数据并进行预处理.以某隧道工程为案例,使用智能钻孔光学成像仪采集4号和6号钻孔图像,筛选含有结构面的钻孔图像进行标注以建立Ground truth数据集.从中随机选择数据集的70%作为训练数据、10%作为验证数据、20%作为测试数据,并对训练数据集使用数据增强处理.接下来使用CSPDarkNet53网络作为特征提取网络,构建YOLO v4模型,并采用试错法获取最优参数进行模型训练.利用测试集生成P-R(Precision-Recall)曲线来测试最终的模型训练效果,结果显示P-R曲线的平均精度达0.87,这表明YOLO v4训练结果较好.最后,将定位的结构面采用Canny算法通过拟合上、中、下正弦曲线函数获取岩体结构面边缘,并依据正弦函数的系数计算结构面的4个几何参数(倾向、倾角、深度和张开度).     

模拟退火聚类算法在结构面产状分组中的应用

鉴于以往的结构面产状分组方法常存在算法复杂、聚类精度差及分组效率低的不足,提出了一种新型的融合模拟退火算法及K-means聚类(SAK)的结构面分组算法,该算法简单易实现.利用模拟退火算法的退火原理,对K-means算法聚类的结构面分组结果进行优化,以期克服K-means算法易受初始聚类中心影响的缺陷.计算机模拟生成的结构面数据的分析表明,所提方法相较于传统K-means算法具有明显优势.将该方法应用于重庆市三环高速公路兴隆隧道实测结构面的分组中,并与已有方法进行对比.结果表明:该方法不仅聚类精度高,而且迭代速度也较快,具有较强的工程实用性.