断裂构造的分形分布与其损伤演化的关系

籍助于分形几何学和损伤力学的方法，重新考察和分析计算了有关的岩石断裂实验所提供的实验数据。分析计算结果表明：岩石断裂的损伤演化过程具有良好的统计自相似性，断裂尺度分布的分形维数能够很好地刻画岩石的损伤程度；并且在岩石断裂的损伤演化过程中，断裂尺度分布的分形维数(DL)随外载荷(σ)呈线性增大。对断裂尺度分布的分形维数而言．损伤演化过程是一个增维过程。根据计算结果给出了分形维数(DL)与损伤变量(σ)之间的经验关系。     

分形理论在断裂构造研究中的应用前景

分形理论是研究不规则形体自相似性及复杂程度的一种理论,使用分形维数可以研究断裂构造分布的复杂问题。分形理论用于断裂构造的相关研究主要包括断层数目—尺寸、断层位移(断距)分布、断层间距与断层数目间分布所表征的复杂关系。分形理论目前逐渐完善,可用于更加复杂的地质现象预测和地质结构评价。     

断层粗糙表面的分形模拟

根据二元分形插值理论, 运用断层面上部分信息点数据, 对断层面的粗糙形态进行了分形插值模拟． 由于岩石断裂表面具有统计自相似的特征,提出了局部邻域的划分以及纵向压缩比的确定的改进分形插值曲面的方法． 根据地质统计学中变差函数原理, 以变差函数的变程来划分局部邻域; 运用多元统计分析原理, 以观测数据一次趋势面的偏差值来确定分形插值中的纵向压缩比, 从而使得模拟结果更加符合真实断层面的特征． 研究结果表明, 分形插值曲面的理论与方法比传统的插值方法更加精确地反映断层表面的粗糙特征, 它的应用为研究断层面的粗糙程度对工程的影响提供了一套新的方法．     

新庄孜矿六八采区断裂复杂程度的分形评价

为了掌握井田断裂构造对矿区的控制情况,基于矿井地质构造的资料,采用分形几何学理论计算分维值,定量评价了淮南矿区新庄孜矿六八采区断裂构造的复杂程度,并根据复杂程度分为四类。六八采区分维值由北向南逐渐减小,形成了北部断层发育而南部断层不发育的总体构造格局,断裂构造复杂程度主要以Ⅱ～Ⅲ类为主。断裂构造复杂程度的评价为矿井安全高效生产提供了科学依据。     

三峡工程坝区断裂构造的分形研究

本文以三峡地区和三峡工程坝区的断裂构造为背景，用盒维数法验证了不同区域，不同层次断层（无主断层）的自相似性，着重分析了三峡工程坝区小断层分布的分形特征及其变化规律，给出了坝区断层分布维数图。     

基于分形的平煤七矿断层构造研究

以平煤七矿为例,利用分形理论计算了二1煤层底板断层构造的分维,与不同区域的研究成果进行对比,讨论了断层构造复杂程度并对其进行了划分,利用Surfer绘图软件,绘制了断层分维的等值线图。结果显示,平煤七矿断层分维值为0.729 5~1.729 7,断层总体复杂程度较复杂。本研究对矿井安全生产及水害防治具有借鉴价值。     

砂西区块N1-N2^1油藏主控因素分析

通过对砂西N1-N2^1层的构造、断层封闭性、沉积相、储层、隔层厚度等特征研究,认为砂西N1-N2^1构造是一个复杂的鼻状构造,目的层存在15条断层,其中Ⅱ、（2）、（7）、（9）号断层的封闭性好于其他断层,断层的主要活动期是N2^2—N2^3;砂西N1-N2^1自下而上为一套由湖泊向辫状河三角洲相过渡的反旋回沉积,物源主要来自西部和北西方向,受控于阿拉尔河北沉积体系;Ⅱ号断层上盘储层属于中孔、中渗类型,下盘储层属于低孔、低渗类型;上盘胶结物含量、成分成熟度小于下盘;上盘粒间孔远高于下盘。研究认为,Ⅱ号断层上盘油气产量高的主控因素是构造断裂、储层特征和孔隙类型;Ⅵ～Ⅷ油层组油气富集的主控因素有构造特征、断层封闭性、隔层厚度、沉积特征等。     

断裂系统分形研究新进展

近年来的研究表明,断裂系统的分维数Ｄ值不但保以用于断裂结构面力学性质的鉴定、断裂活动性强弱及断裂运动方式的分析,而且也可以用于矿产预测等方面。不同性质的破裂面其分维值Ｄ有明显的不同,民层Ｄ值最大,逆断层次之,平移断层最小。在断裂活动性及地震方面,高的分维数Ｄ值反映了强的构造活动性及频繁的地震,低Ｄ值则反映了弱构造活动性,而高的断层泥粒度分维值则反映了断裂活动过程中强烈的剪切变形。在矿产分布区,高的     

利用断层岩泥质含量判断断层垂向封闭性的方法及其应用

为了简便地判断断层垂向封闭性,在断层垂向封闭机理及影响因素研究的基础上,通过比较断层岩排替压力与下伏储层岩石排替压力的相对大小,建立了一套利用断层岩泥质含量判断断层垂向封闭性的方法,并将其应用于渤海湾盆地南堡凹陷南堡5号构造f₁、f₂、f₃、f₄、f₅等5条断裂在东二段泥岩盖层内的垂向封闭性研究中。结果表明:f₁、f₂、f₄等3条断裂断层岩泥质含量均大于其在东二段泥岩盖层内垂向封闭所需最小的泥质含量,断层表现为垂向封闭;但f₁断裂位于南堡凹陷沙三段和沙一段—东三段烃源岩分布范围之外,无油气供给,f₂断裂受断层与盖层配置关系的影响,油气沿断裂向上运移,从而无油气聚集;f₃、f₅两条断裂断层岩泥质含量均小于其在东二段泥岩盖层内垂向封闭所需最小的泥质含量,断层表现为垂向开启,即使断裂沟通了烃源岩与储层,油气也将穿过盖层继续向上运移,不利于油气富集。这一评价结果与南堡凹陷南堡5号构造东二段下部已发现的油气分布有着较好的吻合关系,表明该方法用于简便地判断断层垂向封闭性是可行的。     

利用天然地震震源点确定活动断裂深部延伸性状的尝试

本文首先运用卫星影像,对临汾—运城盆地中主要活动断层的平面展布状况进行了解译。在此基础上,利用天然地震震源点的三维生标,探索性地研究与确定了各条断层的深部延伸性状,建立起了盆地内断裂构造的三维格架。主要结论有:(1)边缘断裂多数是深达莫霍面的(38km)伸展性铲形断裂;(2)霍山西麓山前大断裂的深部延伸为直立状,深度达莫霍面(38km)。(3)盆地内的其它断层多数是铲形断层的对偶断层,产状为倾斜状,与铲形断层相遇后而终止,延伸深度一般不超过30km;(4)区内存在4个水平滑脱面(或层),其深度分别为4.5～5.5km,9.5～10.5km,18.5～20.5km,35.5～37.5km,这些面(或层上)震源点分布较密集;(5)区内北部、中部、南部,断层组合形式稍有差别,并控制、形成了不同的地貌形态。     

分维——评价矿井断裂复杂程度的综合性指标

矿井断裂网络是一种具有统计自相似性的分形体系．其复杂程度可以用描述几何不规则性的分维来定量评价。本文将分维指标与常用的断裂密度指标进行了对比分析，结果表明，前者不仅包含了断裂条数、组数和水平延伸长度的变化信息，而且包含了断裂分布的不均匀性和组合变化等信息．因此，分维是一种合理、准确评价断裂网络复杂程度的综合性指标．     

分形几何及其在旋转机械故障诊断中的应用

从工程应用出发论述了分形几何学的基本概念和性质，给出了描述分形特征的重要参数－分维数的定义，介绍了求分维数的方法和技巧，对分形几何在旋转机械故障诊断中的应用问题作了讨论，并给出了几个振动故障信号分析实例。     

基于分形的机械故障诊断方法研究

将分形的有关理论与复杂机械故障诊断联系起来,论述了分形维数的基本概念,研究了几种分形诊断方法:重构相空间求取关联维数,小波分形技术,分形模糊神经网络的诊断技术,并给出了相关算法.研究结果表明:基于分形的机械故障诊断方法对复杂机械系统的早期故障更为敏感.     

分形维数在发动机故障诊断中的具体应用

从应用实际出发,运用分形几何的关联,Hausdorff、计盒维数的理论和方法,找出一种求分维数的切实可行、简捷实用的方法,从而研究实施并讨论了在发动机故障诊断中运用分形理论的问题,并且对几个振动故障信号进行了较为具体的分析.     

桩西潜山断裂构造的分形特征及其意义

桩西地区Tr,Tg,Tg1,Tg2四个地震反射层上的断裂系统在标度区间0.25-2 km上具有良好的统计自相似性,且由下部反射层到上部反射层分维值大致具有由小变大的规律.在平面上,高值区(>1.8)主要出现在桩西潜山山头的位置,并具有北西向展布的趋势,低值区(<1.3)主要出现在规模较大的断层所控制的凹陷地区,分维等值线延伸方向与研究区断裂的走向具有较好的一致性.桩西地区已探明的含油气面积与断裂分维值的分布具有较好的叠合性,可以作为指导油气勘探的一项定量指标.     

基于EMD和分形的齿轮箱故障特征提取

在齿轮箱齿轮振动信号处理中,可将经验模式分解 （Empirical Mode Decomposition,EMD）和分形技术结合在一起．先进行EMD分解,并针对EMD的端点效应问题提出了基于最小能量误差的端点效应抑制方法;计算各IMF分量的分形维数,根据同类故障具有相似特征,主要表现在模式空间上距离相近,从而利用未知故障网格维数与已知故障网格维数的距离远近来对故障类型进行判断．实测验证结果表明：通过比较网格雏数,能有效判断故障的类型,该方法大大简化了故障诊断过程．     

基于断层影响因子与断层分维特征的断层突水危险性定量化分析

断层是诱发矿井突水事故的重要影响因素,新汶煤田受奥灰岩溶突水威胁严重,针对断层诱发突水问题,在系统总结新汶煤田矿井断层构造分布特征基础上,建立了断层对奥灰岩溶突水影响定量化分析体系。引入断层影响因子概念,对底板突水危险性进行了定量分析;采用非线性理论对煤矿地质构造发育特征进行定量化研究,揭示了矿井断层分维特征,提出了断层分维特征及其对突水影响危险性分区的原则及方法。采用断层影响因子等值线和断层分维等值线相互融合技术,得到新汶煤田协庄煤矿奥灰岩溶裂隙分布规律。根据不同单元岩溶的富水性,圈定出煤层突水危险区,对煤炭开采防治突水灾害具有指导意义。     

Research on Evaluation of Degree of Complexity of Mining Fault Network Based on GIS

A large number of spatial and attribute data are involved in coal resource evaluation. Database is a relatively advanced data management technology, but its Major defects are the poor graphic and spatial data functions, from which it is difficult to realize scientific management of evaluation data with spatial characteristics and evaluation result maps. On account of these deficiencies, the evaluation of degree of complexity of mining fault network, based on GIS, is proposed, which integrates management of spatial and attribute data. Fractal is an index which can reflect the comprehensive information of faults＇ number, density, size, composition and dynamics mechanism. Fractal dimension is used as the quantitative evaluation index. Evaluation software has been developed based on a component GIS-MapX, with which the degree of complexity of fault network is evaluated quantitatively using the quantitative index of fractal dimensions in Liuqiao No.2 coal mine as an example. Results show that it is effective in acquiring model parameters and enhancing the definition of data and evaluation results with the application of GIS technology. The fault network is a system with fractal structure and its complexity can be described reasonably and accurately by fractal dimension, which provides an effective method for coal resource evaluation.