综论福建省地热开发与利用(1) 八闽大地控热控水活动性断裂与地质板块运动的关系

福建省位于欧亚大陆板块东南偶,受太平洋板块与菲律宾板块俯冲挤压与应力作用影响巨大。在这组方向互为垂直、性质相反的合应力作用下,孪生了一组互为垂直、性质相反以NWW与NNE走向为主的活动性断裂,地幔岩浆便沿这组活动性地堑式断裂及其复合、汇合的通道上涌,形成温泉,并在地壳深度5km左右分布有残存岩浆体或高温热储层。这组最新活动性断裂制约着温泉、地热能的分布、储存、储量、温度。     

关于闽台过渡带深部热物质上涌,物质、能量交换、对流特征的研究

通过对太平洋板块内的菲律宾块体向欧亚大陆板块内的华南块体挤压俯冲,其所形成的闽台过渡带内岩浆侵入与火山喷发、溢流,地热与地震的强烈活动等阐述,初步认定菲律宾块体的前端已抵达福建省中部政和-大埔北北东向断裂带的东侧,形成东起台湾岛外海,西至政和-大埔主干断裂之间的闽台过渡带,该带内地下核、幔、壳热物质与能量的上涌、交换、对流强烈,可能有地幔热柱存在,该带自东向西,岩浆、地热、地震、地幔上升等活动强度自东往西衰减趋势显著,板块间或块体间碰撞接触过渡带的特征十分显著。     

水压致裂地应力测试法在秦岭隧洞中的应用

鉴于地应力场对隧洞围岩稳定性有重要作用,基于引汉济渭秦岭输水隧洞二衬混凝土开裂区域典型断面地应力实测结果与地质构造条件,运用三维水压致裂法分析了秦岭隧洞的围岩地应力。结果表明,水平孔在9.2～26.6 m钻孔深度内,钻孔横截面上最大主应力为16.3～37.9 MPa,截面最小主应力为2.4～9.1 MPa;铅直孔在3.8～20.7 m钻孔深度内,最大水平主应力为21.5～30.5 MPa,方位平均为N57°E,最小水平主应力为12.7～16.5 MPa;三维应力计算的最大、最小水平主应力分别为24.3、14.4 MPa,空间最大主应力为24.6 MPa,呈近水平分布。可见隧洞岩体的测试位置围岩应力场主要为水平应力,岩体应力分级为高地应力。     

基于实测地应力的丹巴水电站深埋软岩引水隧道变形破坏规律及稳定性研究

鉴于地应力对地下工程围岩稳定性的重要影响,以深埋软岩隧道为背景,在现场地应力测试基础上,利用FLAC3D数值模拟软件分析隧道开挖围岩应力、位移、塑性区分布规律及稳定性。结果表明,隧道埋深较小时,最大主应力为16.81~16.83MPa,属中等地应力区,方向为N30°~36°W,与隧道轴线夹角较小;埋深较大时,最大主应力为27.56~31.22 MPa,属高地应力区,方向基本偏转90°,与隧道轴线夹角较大。隧道开挖应力最大为50 MPa、变形量峰值为36.88mm、塑性区最大深度为3.3 m,围岩整体稳定性差。现场变形量、松动圈及破坏特征监测结果验证了数模结果的合理性。研究成果可为类似工程提供参考。     

新疆扎河坝地区蛇绿岩带形成环境及其地质意义

扎河坝蛇绿岩是扎河坝—阿尔曼太蛇绿岩带的组成部分,变质作用普遍,其整体上呈北西向展布,蛇绿岩的产出受断裂控制,其内部断裂也较发育。扎河坝蛇绿岩产出特征具有有序结构及构造混杂的特点,构成蛇绿岩底部单元。扎河坝蛇绿岩属有序型蛇绿岩套。镁铁质岩为有限洋盆的橄榄拉斑玄武岩浆分离结晶后形成的,为形成与其有关的矿产提供了构造空间。而在加里东运动晚期,使其"准原地"褶皱就位,为成矿元素的进一步活化运移富集又提供了条件。绝大多数的超镁铁质岩强蛇纹石化,为形成蛇纹岩矿床创造了良好的地质条件。同时,该带的形成也反映了洋壳形成演化与陆壳增生之间存在着一种新的转化方式,这为研究地壳的生成及演变提供了重要的信息。     

桂北香草坪岩体放射性地球化学及岩石圈热结构特征

为查明香草坪岩体放射性地球化学特征及岩石圈热结构,对桂北香草坪岩体钻孔样品进行放射性生热元素含量、岩石密度和岩石热导率测试.结果显示:该岩体花岗岩放射性生热率的平均值为6.00μW/m3,高于地壳平均及华南其他岩体的放射性生热率值;岩石密度的平均值在2.57 g/cm3左右,与世界范围内花岗岩密度的平均数值大致相同;岩石热贡献率主要来自Th和U的放射性衰变热,而U的的贡献率相对更高.研究区岩石热导率的平均值为3.174 W/(m·K),与目前已知的上地壳岩石热导率平均值相近.研究结果认为地幔热流值Qm显著低于地壳热流值Qc贡献,Qc/Qm>1,Qm对地表热流值的贡献率为26％～37％,香草坪岩体为"热壳冷幔"型岩石圈热结构.     

交错叶片型定位格架对SCWR堆芯子通道流动及换热影响分析

数值模拟已经成为研究超临界水冷堆堆芯热工水力特性的重要工具。采用Ansys CFX模拟超临界水冷堆堆芯带交错叶片型定位格架子通道与无格架子通道的流动及换热。结果表明,堆芯子通道的流动及换热都存在周向不均性。交错叶片的导流作用在子通道内产生低压区形成涡,产生较强的二次流,这种流动会使包壳表面流体快速脱离壁面,同时会有其他位置处流体冲撞壁面,促进包壳表面热量的转移。从而有效地降低包壳温度,有利于功率的进一步提升。     

基于FLAC3D的多元线性回归法地下厂房初始地应力场反演重构

地下厂房初始地应力分布是影响厂房围岩稳定及工程设计的重要因素。根据某抽水蓄能电站地下厂房地应力实测资料及工程地质条件,建立有限元计算模型,基于FLAC3D计算了7种构造载荷下应力响应值,通过Matlab对地应力实测值与响应值进行了多元线性回归分析,实现了初始地应力场反演重构。结果表明,实测值与反演值复相关系数达0.982,反演模型精度较高;地下厂房水平主应力占主导地位,且NEE向主应力影响较大;重构地应力场最大压应力的方位角为72.9°～88.9°,与主厂房轴线夹角较小,表明地下厂房轴向选择较为合理。     

兰州水源地工程超长输水隧洞初始地应力反演研究

兰州水源地工程输水隧洞全长31.29km,沿线地质条件复杂。为准确获得该超长输水隧洞沿线的初始地应力场分布情况,分别采用多元线性回归方法(方法1)和粒子群-神经网络智能反演方法(方法2)开展了初始地应力场研究。结果表明,兰州水源地工程输水隧洞沿线地应力属中等地应力场,以水平构造应力为主,埋深较大时(380m)逐渐转变为以自重应力场为主;两种方法所得地应力值均与实测值相近,方法2的计算精度较方法1高,但计算量约大4倍,因而大范围地应力估算时方法1具有计算量小、精度足够的优点,而局部范围地应力估算时方法2精度更高、效果更好。     

某柴油机飞轮壳轻量化改进及有限元分析

将某柴油机飞轮壳的材料由灰铸铁HT250改进为压铸铝ADC12,实现了该柴油机飞轮壳轻量化改进.采用ABAQUS软件对飞轮壳进行静力学结构仿真分析,仿真结果表明:飞轮壳的Mises应力低于ADC12的抗弯屈服强度200.5 MPa,但是飞轮壳局部疲劳安全系数较低.将后悬置安装位置由变速箱的后端部优化到飞轮壳两侧,飞轮壳的最小疲劳安全系数由0.904提高至1.643.优化后的飞轮壳顺利通过耐久考核试验,飞轮壳质量减轻37.5 kg,轻量化改进效果明显.