复杂三维地形条件下滑坡–碎屑流运动与堆积特征物理模拟实验研究EI北大核心CSCD

为定量化揭示真实复杂三维地形条件对滑坡–碎屑流运动与堆积特征的影响,基于谢家店子滑坡真实三维地形空间分布形态,设计并建立滑坡–碎屑流三维物理模型实验装置,开展相关物理模拟实验研究,获取复杂三维地形条件下,滑坡–碎屑流运动与堆积特征的图像和定量化数据,并依此观察和分析其流态化运动与堆积特征。主要得出以下结论:(1)滑坡运动路径上沟谷转折段等复杂地形的展布,可引起碎屑流动能的快速耗散,运动速度陡降,从而减小碎屑流的运动距离;(2)碎屑流运动过程中,颗粒之间的动量传递作用,可明显促进碎屑流的远程运动;(3)运动路径上沟谷两侧缓坡平台的展布,可导致碎屑流的"分流–汇流"运动,并最终在碎屑流表面形成纵向沟状槽;(4)当碎屑流流动至运动路径的开阔地段时,碎屑流进入一种以碰撞为主的无侧限扩离运动状态,在粒间碰撞–推挤力、重力和地形的共同作用下,形成"X"型共轭堆积脊。     

高速滑坡–碎屑流颗粒反序试验及其成因机制探讨

采用室内物理模型试验对滑坡碎屑流在运动过程的颗粒分离问题进行研究,主要考虑小颗粒含量、粒径差以及滑床糙率等因素的影响。试验结果表明:碎屑物质在运动中的分离程度受粒径差影响较大、受小颗粒含量的影响较小,增加滑床糙率可以使得颗粒分离现象更加明显。结合现场调研、物理模型试验及已有研究成果对高速滑坡–碎屑流运动过程中颗粒反序的成因机制进行探讨:碎屑物质在高速运动过程中,由于小颗粒等效摩擦系数较大,碎屑物质在运动方向上出现大颗粒在前小颗粒在后的分离现象;进入减速堆积阶段,小颗粒先停积,后续大颗粒可越过小颗粒堆积物继续向前运动,而小颗粒则多被阻挡在堆积物末端,最终堆积物形成前端以大颗粒为主、末端以小颗粒为主,中部大颗粒在上小颗粒在下的堆积物结构。     

融雪型滑坡-碎屑流的稳定性分析

灾害区域地质构造活动强烈,山体破碎,坡度陡峭,岩石风化严重,一旦在地震、暴雨及融雪等条件下易发生滑坡-碎屑流。本文通过理论计算分析并进行对比,同时运用PFC3D模拟融雪型滑坡—碎屑流在各种工况下的稳定性。     

鄂尔多斯盆地南部S205—S102井区长6油层组沉积相特征

S205—S102井区是鄂尔多斯盆地南部延长组的一个新探区,长6油层组勘探时间短、研究程度低。主要从岩心、薄片、分析化验、测井、录井等资料入手,在系统分析岩石学、粒度特征、沉积构造和测井曲线等沉积相标志的基础上,结合区域沉积背景,对鄂尔多斯盆地南部S205—S102井区长6油层组沉积相类型及特征进行研究。研究结果表明:长6油层组属于水下还原环境的重力流—湖泊沉积体系,主要发育重力流相和湖泊相,包括砂质碎屑流、浊积体和半深湖—深湖3种亚相,舌状体、舌状体间、浊积水道、浊积水道间(边缘)和半深湖—深湖泥(湖泥)5种微相;浊积水道呈宽条带状,呈北东—南西向展布于研究区中部,砂质碎屑流舌状体多孤立叠置于浊积水道之上,半深湖泥以包围重力流沉积之势分布于研究区中西部和东部;长6_4亚油层组孤立状舌状体最为发育,长6_3亚油层组浊积水道最宽,长6_1亚油层组舌状体连续性最好且砂体最厚,浊积水道与舌状体叠加之处砂体最为发育。研究结果可为该区块或邻区的勘探与开发提供理论基础。     

陆相断陷湖盆异重流与滑塌型重力流沉积辨别

异重流和滑塌型重力流是依据沉积物供给条件划分的2种重力流类型，代表了近年来重力流沉积学研究的新进展，但在实际应用中还存在概念混淆和沉积物识别的不确定性问题。基于渤海湾盆地黄骅坳陷歧口凹陷的钻井岩心、测井和砂岩粒度分析资料，对比分析异重流和滑塌型重力流沉积在岩石学、沉积构造和粒度分布特征上的差异和识别标志，研究结果表明，二者在陆相断陷湖盆中的有利发育场所为断控陡坡带扇三角洲前、断阶带辫状河三角洲前和具挠曲坡折的缓坡带三角洲前。异重流沉积突出表现为发育砂基支撑的砂砾岩，砾石磨圆度好，发育粗尾正递变层理或逆递变层理，粒度分布直方图呈双峰式，累积概率曲线呈二级台阶式。相比之下，滑塌型重力流沉积突出表现为分选较好，发育含较多泥岩碎块（撕裂屑）的块状砂岩，具有滑塌构造、液化变形构造和包卷层理，粒度分布直方图呈正态单峰式，累积概率曲线呈上拱式。异重流和滑塌型重力流沉积的差异在于沉积物供给条件和重力流流态的不同。异重流受洪水流物源供给，具有高含水量、低密度和低黏度的特征，主要表现为浊流流态；滑塌型重力流受控于滑塌作用和二次沉积机制，具有低含水量、高密度的特征，主要表现为砂质碎屑流流态。     

重力流的分类及主要流体特征

沉积物重力流是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体,碎屑流和浊流较为常见沉积物重力流的流体特征即流变特征。研究认为,自然界中广泛存在的碎屑流和浊流在形成发展和消亡过程中存在着多种流态之间的转换,这种流体发育的最终阶段特征决定了重力流沉积体系的形态与类别,进而阐述了流体性质转换理论在沉积体系识别中的作用。     

坡折带控制下的砂质碎屑流对油气勘探的意义——以四川盆地上三叠统须家河组为例

坡折带近年来日益受到重视,它明显控制了上覆地层分布、岩性岩相变化和油气藏的分布。通过层序地层法恢复古地貌,在川中-川西过渡带识别大型地貌坡折带,川西地区晚三叠世接受其西部和东部两个方向的物源供给。在大量岩心观察、地震资料和测井资料研究基础上,认为在坡折带控制下,龙泉山断裂带以西须二、须四段发育砂质碎屑流重力流沉积,分析其基本特征和储集性能,最后指出砂质碎屑流储层物性总体优于川西地区南部其它类型砂体,是新型的勘探对象,具有一定的勘探潜力。     

基于经验统计的弃渣场失稳致灾距预测模型研究

弃渣场失稳滑坡是一种严重的山地灾害,而对其致灾距离的预测对于灾害的防治具有重要意义。通过收集多组山地灾害数据,并经过处理后提出了滑坡碎屑流致灾距的经验预测模型,并基于此,进一步提出了弃渣场失稳滑坡致灾距的经验预测模型,模型考虑了弃渣体内部因素可能造成的影响,并通过数据拟合对模型的适用性进行了验证。其研究成果具有一定的推广价值。     

基于DEM的碎屑流运动特性数值模拟

采用颗粒离散元法建立了碎屑流三维数值模型,分别从整体和局部对碎屑流运动特性进行深入分析。结果表明:碎屑流的运动过程可分为启动加速、高速滑动和减速堆积3个阶段;边坡底面平整时,堆积体中大颗粒堆积在表面,而细小颗粒位于中下部位;碎屑流运动速度和能量损失受颗粒间的接触碰撞影响大;碎屑流不同部位运动速度最大值相同,达到速度峰值的时间与颗粒的初始水平位置有关,与深度无关;堆积体分区明显,堆积体中的颗粒按初始水平位置依次排布;坡脚位置堆积深度最大,往两侧逐渐减小;碎屑流在运动初期和末期横向运动明显,扩大了灾害影响范围。     

湖南保靖地区下志留统重力流沉积特征及沉积模式

为揭示页岩气储层的形成机制,明确时空展布规律,指导页岩气的勘探部署,通过岩心观察和重力流理论分析,对湖南保靖地区下志留统重力流沉积特征及沉积模式进行研究。结果表明,湖南保靖地区下志留统主要发育浊流、碎屑流和液化流3种重力流沉积类型。其中,浊流发育不完整的鲍马序列浊积岩,下部以多期次单段式或两段式浊积岩叠加的进积型地层组合为主,上部以多期次三段式浊积岩叠加的加积型地层组合为主;碎屑流以块状细砂岩为主;液化流以厚层的泥质粉砂岩或粉砂质泥岩为主,发育变形层理。从下志留统龙马溪组沉积时期到马脚冲组沉积时期,湖南保靖地区断续发育海底扇、远岸水下扇和滑移-滑塌扇3种沉积模式。浊流主要发育海底扇扇端亚相浊积砂、扇端泥微相,扇中亚相网状水道、水道侧缘、前缘席状砂微相以及远岸水下扇扇中亚相水道侧缘、前缘席状砂微相,碎屑流发育远岸水下扇扇中亚相辫状水道微相,液化流发育滑移-滑塌扇扇中亚相滑移-滑塌水道、水道间湾微相。