三维地震勘探技术在陕北煤田中的应用

本次勘探区位于黄土高原北缘,地表条件复杂,有黄土覆盖区,也有沟壑基岩出露区。通过三维地震勘探及详细的野外试验工作,最终获得了较好的三维地震资料,通过验证,与实际揭露吻合较好。     

地震荷载作用下地裂缝场地动力响应试验研究

 以西安地铁穿越地裂缝区域为工程背景,采用振动台模型试验,模拟地震荷载作用下地裂缝场地的动力响应。试验结果表明：地震荷载作用下,地裂缝场地中的隐伏地裂缝逐渐出露,随着地震动力荷载的持续作用,裂缝在地表贯通,并在裂缝的上盘区域中生成与之相交的次生裂缝,地裂缝内部的松散充填土体沿裂缝向上运动。地震动力荷载作用下,地裂缝场地产生不均匀沉降,且地裂缝位置产生的沉降大于其两侧区域,不均匀沉降导致地裂缝两侧产生张拉力,张拉力继而使隐伏地裂缝扩展出露地表,同时伴随裂缝宽度增加。振动过程中,地裂缝场地上盘所产生的动力加速度大于场地下盘区域的动力加速度。研究结果可为地震荷载作用下地裂缝场地中的结构抗震设计提供重要参考。     

黄土构造节理型地裂缝的地球物理勘探

采用地球物理勘探中的地震绕射波方法、高密度电法和地质雷达3种方法对黄土构造节理型地裂缝进行了探测尝试。结果表明,这些手段对探测黄土构造节理型地裂缝是有效的,地震绕射波方法可给出地裂缝的位置、深度等参数;高密度电法方法不仅可以给出其位置,还可得到其宽度参数;而地质雷达的探测结果可给出近地表数m内地裂缝(盲沟)的高精度图像,更适合探测隐伏地裂缝。     

应用三维地震勘探技术控制复杂构造的实例

通过具体工程实例,对地质概况和地震地质条件进行了分析,介绍了三维地震勘探野外数据的采集,探讨了三维地震勘探的主要技术难点及措施,指出三维地震勘探关键在基岩出露地段的资料采集上。     

全数字高密度三维地震勘探技术在黄土塬区的应用研究

本文在描述黄土塬矿区地质概况的基础上,结合以往三维地震勘探成果资料,分析了在黄土塬区进行地震勘探的难点,提出了应用全数字高密度三维地震勘探技术的思路,并总结了勘探的难点。阐述了黄土塬区全数字高密度三维地震勘探设计、采集、处理与解释方法,并用解释成果证明了全数字高密度三维地震勘探在黄土塬区是可行的。     

三维地震在建北煤矿三盘区南部边界的应用

建北煤矿三盘区南部边界以往勘探程度较低,通过本次三维地震勘探取得了较大的成效,解释了3条断层以及4-2煤层起伏形态和煤厚,为建北煤矿三盘区南部边界的下一步生产工作提供了可靠的地质依据。     

煤田三维地震综合解释技术在复杂地质条件下的应用

 常规的煤田三维地震解释以时间域运动学信息为主,适用于地质条件不太复杂的情况。如果把这种方法应用于复杂的地下地质构造,则会因为信息量小降低解释的精度和可靠性。多信息、多学科相融合,即地震运动学和动力学相结合,地震与地质、测井多学科相结合,时间域和深度域相结合的综合解释技术是提高复杂地质条件解释精度的重要手段。地震属性技术、三维可视化技术、测井约束地震反演技术和基于空变速度场的时深转换技术是三维地震综合解释的关键技术。以淮南煤田为例,利用全三维可视化技术探测出煤层内的旋纽构造和新构造运动,利用地震属性中的运动学和动力学特征探测出煤系地层中的陷落柱,通过测井约束地震反演方法和基于空变速度场的时深转换技术实现煤系地层及煤层的空间预测,这些复杂地质构造的发现以及煤层的空间预测结果,对于重新评价煤田开采条件和储量具有重要意义。这项综合解释技术通过利用各种地质信息,有效地降低复杂地质条件下的勘探成本,因此,将成为今后解决煤田复杂构造和岩性勘探的主要手段。     

西安地裂缝勘察中的地震勘探

提出了隐伏地裂缝和次级地裂缝是现今工程地震勘探的主要对象 ,并根据探槽资料给出了隐伏地裂缝潜伏的深度 ;根据地震勘探剖面提出了地裂带除主裂缝外还存在一个规模较大的次级裂缝 ,次缝位于主缝上盘 ,与主缝呈“丫”字型构造 ,在深度 30 0～ 5 0 0m处与主缝汇合 ;文中最后提供了西安地裂缝不同勘察阶段的地震勘探观测系统经验参数 ,并给出依地震勘探结果开挖探槽的验证实例。     

综合地震勘探在万利矿区构造探查中的应用

为查明万利矿区某新建矿井地质构造发育情况,同时开展采区地面三维地震勘探和井下槽波地震勘探的综合地震勘探。本文介绍了三维地震勘探采集及处理解释方法,针对三维地震解释的对安全生产有较大影响的断层再进行井下透射和反射两种槽波地震勘探方法进行深入勘探,经过钻孔揭露验证,两种地震勘探方法均成功解释了F8断层,槽波地震勘探成果精度更高。结果表明,综合地震勘探方法对新建矿井地质构造发育的探测是有效的,大范围三维地震勘探结合槽波地震的精细勘探,可为矿井巷道开拓及工作面的布置提供地质依据。     

跨孔横波波速在地裂缝空间分布特征研究中的应用

地裂缝是地表介质显示的一种破裂现象,大都与断裂构造的活动性、地面沉降、地震等有一定的相互联系,是一种成因复杂的自然现象。2005～2013年期间,在河北平原保定市、沧州市、石家庄市、衡水市、廊坊市、邢台市、邯郸市、唐山市、秦皇岛市9个地区共调查发现有地裂缝839条~([1]),严重制约了工农业生产、工程建设、城市规划、生命线工程和土地利用等发展国民经济的各项工作,成为亟待解决的城乡地质环境问题。本次将河北省廊坊市大城县权村镇小庄村地裂缝作为研究区,通过在地裂缝附近实施的三个工程地质钻孔中进行跨孔横波速测试工作,基本查明了研究区地裂缝分布的深度和位置,对研究地裂缝的空间分布特征具有一定的应用价值。     

山西交城活动断裂带中段地裂缝的构造控制效应研究

交城断裂带是晋中盆地西缘的主控断裂构造,也是地裂缝分布发育带。在野外调查基础上,开展交城断裂带中段地裂缝的构造控制效应研究,为区域地壳稳定性和国土空间开发适宜性评价等提供依据。研究表明,地裂缝沿构造的NEE向正滑段以及其与NE-NNE向构造段的结合部最发育,在NE-NNE向右行张扭段不发育。活动断裂是其旁侧或上覆的新生界沉积层中的地裂缝成生发育的主控因素,地裂缝是相关活动构造的一部分,断裂活动引起的局部应力场变化及相关构造影响控制了地裂缝的孕育、扩展和活动。地裂缝已成为沿线主要的地质灾害,对当地的城乡建设与居民生存环境造成了重大的灾害和威胁。     

跨地裂缝框架结构地震响应振动台试验研究

为研究地裂缝环境下结构的动力响应规律,首次进行跨地裂缝结构和无地裂缝环境下结构振动台对比试验,分析地震作用下跨地裂缝结构的破坏形态、动力特性、加速度响应、位移响应和应变响应。研究结果表明：地震波传至上盘和下盘地表的峰值加速度、峰值时间、频率及相位等均存在差异,形成非一致性地震激励;此外,地裂缝场地对土层加速度有放大效应,同一层土的最大加速度出现在靠近地裂缝的上盘处。跨地裂缝结构处于上盘的构件损伤程度明显大于下盘;在相同地震激励作用下,跨地裂缝结构的动力反应与无地裂缝环境工况相比更加剧烈。跨地裂缝结构的侧向位移最大值并不是全部出现在顶层,这是由于地裂缝上下盘的不均匀沉降作用和基础附加变形综合造成的。跨地裂缝结构的柱钢筋应变幅值分布具有上下盘分布规律,即处于上盘柱的钢筋应变幅值明显大于下盘柱。研究成果可为地裂缝环境下结构设计提供参考。     

穿越活动地裂缝地铁隧道震害机制研究

 通过振动台模型试验对穿越活动地裂缝的地铁隧道的动力响应进行了研究,研究内容主要包括地铁隧道的加速度反应,土压力及应变的变化规律。分析结果表明,穿越活动地裂缝的地铁隧道在地震荷载作用中,活动地裂缝场地产生不均匀沉降,上盘沉降大于下盘区,预设地裂缝部位沉降值最大,不均匀沉降导致次生裂缝及沉降陡坎产生,地铁隧道上方场地土体产生细小裂缝;地铁隧道与活动地裂缝的加速度时程曲线均与地震动荷载加速度时程具有一致性,地铁隧道各部位加速度时程保持一致,说明在地震中地铁运动保持整体性,上盘场地的加速度峰值较大,表明在活动地裂缝中上盘区对地震动力有一定的放大效应;活动地裂缝场地中土压力呈现出动土压力曲线变化,地震加载结束后隧道结构侧向的土压力受力状态及大小均产生变化,隧道结构顶部的土压力有较大增加;应变曲线表明在扩大断面的马蹄形隧道结构中拱腰部位的应变增值最大,拱顶部位次之,底板的应变增值相比最小。以上成果对于合理认识跨越地裂缝的地铁隧道的地震响应特征具有重要意义,可为地铁隧道实际工程设计和施工的抗震设防提供宝贵的基础资料。     

砂岩劈裂裂隙多因素影响下可视化渗流规律研究

基于自主研发的可视化试验装置,应用颜色示踪技术,进行空间多角度砂岩裂隙渗流试验;通过采用图像不同灰度面积处理技术、裂隙面积分析方法,进行图像分区并统计其渗流面积,首次从可视化角度得出在不同法向应力、渗透压、倾角等多因素影响下渗流扩散面积比关系式,指出裂隙渗流加速汇集效应和优势扩散面积区域。并基于裂隙面三维形态测试数据,获得裂隙面粗糙度精确JRC值,利用该JRC值得到裂隙面二维粗糙度云图,并与渗流扩散面积图像相结合,从而确定渗流优势路径范围,指出低粗糙区域是渗流的主要过流路径,进而解释了渗流扩散区域会随倾角增大而减小原因,为隧道工程实践中的防渗封堵提供依据。     

山区三维地震勘探技术

根据山区三维地震勘探的技术特点,有针对性地对三维地震的激发条件、接收条件、地震资料处理等常规问题进行了分析,并提出了相应技术方案及施工措施,以新疆某山区三维勘探为例,介绍了山区三维地震勘探施工方法及处理效果,为进一步开展山区地震勘探积累了经验。     

地裂缝场地地铁车站动力响应振动台试验研究

地震和地裂缝耦合作用严重威胁着地铁工程的安全.通过开展地裂缝场地(穿越地裂缝)地铁车站结构模型的振动台试验,分析了地震作用下地裂缝场地土的加速度反应、裂缝发展和车站的加速度、应变等动力反应规律.试验结果表明:模型土在临近地裂缝的一定范围内地震响应较大,且距地裂缝相同距离处,上盘的加速度响应整体上大于下盘;地裂缝场地地铁...     

江阴河塘地裂缝勘察研究

江阴河塘地裂缝最早为发生于1995年的局部小裂纹,持续活动时间已有12年,目前已趋缓。其平面展布特征为走向NE200、线状延伸长达500m的地裂缝带,由主裂缝及主裂缝NW侧的宽约20～60m的凹陷带构成,主裂缝处形成高约20—30cm的陡坎,在凹陷带内一般发育有规模较小的地面裂纹。浅地震勘探及钻探证实,在地裂缝发育处存在隐伏基岩山脊,其走向与地裂缝一致,地裂缝的空间分布与隐伏基岩山脊线基本一致,山脊最浅埋深约64m,山坡坡度约12°～15°,隐伏山体西侧松散盖层一般厚度为140～150m。隐伏基岩面隆起及其所控制的第四系松散层厚度及结构差异是地裂缝发育的空间乃至时间特征的基础,是控制因素;深层地下水的长期超量开采所导致的地层压缩或固结是地裂缝形成的主导因素,该地裂缝正是基岩隆起带地层差异压缩所形成的差异地面沉降的结果。据估算,其发育深度可达基岩隆起的最浅处,实际上已发展成为小断层。     

Immersion test of loess in ground fissures in Shuanghuaishu,Shaanxi Province,China

The ground fissure of Shuanghuaishu in Shaanxi Province, China, is a tectonic ground fissure developed in the northern Loess Plateau of the Weihe Basin. Remarkably, it exhibits multiple activities under heavy rainfall conditions. To explore how heavy rainfall infiltration can induce ground fissures to reactivate, we conducted an in situ large-scale water immersion test on the ground fissure zone. Through measurement of soil moisture content and observation of subsidence and deformation of surface and soil layers at different depths before and after water immersion, we determined the variation law of soil moisture content and the humidification deformation of the ground fissure zone after rain infiltration. Results show that ground fissures destroy the structure of soil layers and form a certain width of influence zone, which allows surface water to seep through the fissure zone into the deep soil below the relative aquifuge. After water immersion, the deformation of the soil in the ground fissure zone is obviously larger than that in the non-fracture zone, the influence zone width of hanging wall of the ground fissure is larger than that of the footwall, and the influence range on the upper soil layer is larger than that on the lower soil layer.