断层带煤岩应力分布特征数值模拟研究

通过FLAC3D软件对演马庄矿掘进巷道过F147断层过程中煤岩内部应力场分布规律进行数值模拟,研究巷道掘进过程中断层附近应力值的变化.模拟结果表明:F147断层带附近煤岩体破碎、裂隙发育,在采动影响下断层"活化".随着距断层面距离的减小,煤层及其顶板岩体破坏程度随之增加,使得断层面附近应力得到释放,断层面处压剪应力集中得以缓解,但是拉应力增大.通过进一步研究,确定了F147断层带的影响范围约为10 m,从而说明该方法能正确模拟巷道掘进过断层过程中煤岩内部应力场分布规律,进而可以有效地指导实践.     

煤层断层构造演化应力场分布特征数值模拟研究

采用有限元数值模拟软件ADINA,模拟了一次构造作用下煤层断层构造的形成过程以及煤层断层形成后受现代构造应力场作用下煤层的破坏情况及地应力的分布规律.模拟结果表明,一次构造作用下煤层断层构造的形成过程中,在接近断层面的下盘煤层底部和接近断层面的上盘顶部,煤体容易遭到破坏;断层构造形成后在不同的铅直应力和水平应力组合情况下,正逆断层的下盘断层面附近区域均存在应力集中现象,逆断层的应力场方向主要由最大应力的方向决定,而正断层仅在水平应力与铅直应力比较接近时,应力场方向主要由铅直应力决定.     

冬瓜山铜矿深井开采岩爆危险区分析与预测

根据冬瓜山矿床典型岩石的抗拉试验、全应力应变试验和峰值强度变形状态下的松驰试验结果以及矿床构造、岩性分布，研究了该矿床岩层的岩爆倾向性分布特征，分析了已发生的井巷岩爆特征；采用数值模拟方法，以硐室周边最大切向应力与岩石的抗压强度之比为判别指标，对采场围岩岩爆危险区进行了预测，研究结果表明：矿体和矿体上盘岩石具有中等岩爆倾向，矿体下盘岩石具有弱岩爆倾向，它们都属于诱导性的岩爆，岩爆发生于具有岩爆倾向、应力大且能够产生能量突然释放的区域，主要集中于工程的交叉处附近、不同岩层的接触带附近的较坚硬岩体以及采场顶板、矿柱和采场四角的局部区域。     

低温环境下栓钉环焊缝焊接残余应力场数值模拟

为了研究低温环境对栓钉焊接残余应力分布规律的影响,通过ABAQUS建立栓钉模型进行数值模拟,考虑了5个不同的温度进行有限元热-固耦合分析。结果表明：Mises应力、径向残余应力最大值均位于焊缝附近10 mm处,随着距离的增加迅速衰减;环向残余应力在焊缝附近为残余拉应力,远离焊缝处为残余压应力,最大值位于焊缝中心;低温会提高焊接残余应力,Mises应力集中表现在焊缝中心,环向残余应力集中表现在焊缝附近,径向残余应力在焊缝中心及焊缝附近均有所增加。低温对提高焊接残余拉应力影响明显,对残余压应力影响不大。     

十屋沙河子组储层裂缝预测

利用古构造应力场二维数值模拟,预测研究区沙河子组岩体的破裂程度,分析古构造应力分布特征,划分裂缝发育级别。预测结果表明,十屋油田沙河子组储层裂缝主要发育在断层位置及其附近地区,储层经历两期构造应力场作用并形成了2期4组裂缝,裂缝主要发育的方向为北东向和南北向。     

地下洞室开挖对断层滑动影响的理论分析

为研究地下洞室的开挖对既有断层滑动的影响,基于均匀介质弹性理论,利用无限大介质中集中力作用下的解析解,探讨了断层倾角、水平构造应力对断层的应力分布以及滑动的影响。研究结果表明:断层倾角对断层法向应力影响较大,法向应力的最大值出现在距开挖点最近处,断层倾角增大,法向应力变小,切向应力的绝对值也变小,剪应力最大值则出现在α=±π/6附近。水平构造应力系数对断层的法向应力、切向应力的分布影响不大,随着水平构造应力系数的增加,峰值法向应力略有增加,而切向应力则略有下降。对于断层滑动,断层倾角影响较为显著:随着断层倾角的增大,断层出现了大范围滑动;水平构造应力系数的增加,使得断层带的滑动范围变小,较高的水平构造应力更有利于保持断层带的稳定。     

不同间距下溶洞对分离式隧道稳定性的影响

为了解分离式隧道中间存在溶洞时溶洞对隧道稳定性的影响,通过FLAC3D 分析了岩溶区溶洞对分离式隧道围岩应力与变形的变化规律。结果表明:溶洞会对分离式隧道顶部、底部围岩的应力及变形产生较大影响。当分离式隧道之间存在溶洞时,在隧道顶、底部一定范围出现拉应力集中区,其中拉应力最大值多分布在隧道顶部,但底部拉应力增长快;围岩的压应力则增幅不大,且最大值分布在隧道之间而非洞壁处;围岩的剪应力均有所增加;围岩的位移有所增加且隧道顶部附近围岩有较大程度的位移增长。当隧道间距增大时,洞壁附近围岩的最大拉应力、压应力及上下两侧位移量均有所下降。当隧道间距在1 倍隧道开挖断面宽度时,溶洞对隧道的影响较显著, 而当间距大于1. 5 倍宽度时可忽略不计。     

辽河油田曙一区杜84块兴隆台油层构造应力场研究

根据辽河油田已有地层、构造资料,研究了杜84块构造格架、主要断裂特点,在此基础上,建立了构造应力场模拟的三维地质模型,用3D－σ 软件进行了构造应力场三维有限元模拟研究。其结果表明,杜84块油层受构造应力状态为最大和中间主应力近水平,最小主应力垂直。在此应力场作用下,区内断层运动方式为正断兼水平扭动。三维有限元模拟计算结果表明,沿断层带均发生压应力和剪庆力集中现象,从而有利于断层发生扭张性运动。位移分析表明,有明显的呈阶梯状组合的正断位移。据破坏率分析,在现有应场作用下,油层所在岩体局部会产生裂缝。     

内蒙古二道河子铅锌矿床构造控矿作用及找矿方向

内蒙古二道河子铅锌矿床位于大兴安岭得尔布干多金属成矿带。通过详细的野外地质调查,矿区发育有NE、NW、近SN向等3组断裂构造。矿体主要呈脉状—网脉状产出于NW向断裂构造带中,断层面平直,延伸稳定。矿体与围岩界线明显,矿石结构完整?矿化围岩主要为流纹质岩屑晶屑凝灰岩;NE向次级断层内充填梳状石英脉,矿化较弱,截断NW向矿体但位移距离不大;SN向断层挫距较大,对矿床起一定的破坏作用。矿区发育的NE、NW向构造为成矿期前或成矿期得尔布干断裂的次级断裂构造,NW向构造早期具有压剪性构造特征,成矿期为张性环境,成矿期后封闭;NE向断裂在成矿期为挤压环境,成矿期后有继承性活动;SN向断裂为成矿期后构造。围岩岩性对成矿具有重要的控制作用?结合物探与化探异常特征,矿区西北部偏酸性岩石分布范围内的NW、NE向构造交汇部位是寻找厚大富集型矿体的最有利靶区,深部岩性不整合面及火山穹窿可能是寻找似层状矿体的有利位置。     

DH36高强度船板钢对接焊残余应力与变形数值模拟与试验分析

为了解某大洋开采船钻台面分段合拢焊缝产生的焊接变形和残余应力,对局部焊接接头结构即DH36高强度船板钢多层多道对接焊产生的焊接变形和残余应力进行了数值模拟和试验分析。为了提高数值模拟的准确性,基于热弹塑性理论,以SYSWELD软件为计算平台,建立了基于固态相变的三维“热-冶金-机械”耦合的多物理场热弹塑性有限元计算方法。数值模拟与试验结果表明,DH36多层多道对接焊主要产生角变形;焊缝及近焊缝区沿着焊接方向的纵向残余应力主要为拉应力;横向残余应力分布比较复杂,沿着中央横截面上表面除了在最后一道焊缝及其附近是压应力其余为拉应力。数值模拟与试验结果误差很小,考虑固态相变因素的热弹塑性有限元法可以对焊接变形和残余应力进行准确的预测。     

南堡凹陷断裂封闭性与油气运聚的关系

断层的开启与封闭性对油气的运聚起着重要的作用。通过对南堡凹陷内主要断层的主活动期统计分析,发现东营末期和明化镇中期是断裂的主要活动时期。采用模糊定量统计方法,运用构造主应力方向与断裂走向的线性关系计算了各断裂在不同时期的封闭系数,综合分析断裂封闭性与油气运聚的关系,指出NE、NNE向断裂在东营末期,有利于油气聚集;NW-SE向断裂、近WE向在明化镇期,有利于油气聚集。滩海F2、F4、F7、F9断裂是今后评价油气聚集的重点区带。     

低强度相似材料参数敏感性正交试验研究

用相似模拟试验进行低强度相似材料参数敏感性试验,选择铁矿粉、重晶石粉、砂及石膏用量4因素5水平进行正交试验。结果表明,铁矿粉和石膏用量分别对相似材料的容重和抗压强度有显著影响,随铁矿粉用量增大,相似材料容重呈增大趋势,随石膏用量增大,相似材料抗压强度逐渐增大;模拟铁矿体合理配比为：m（重晶石）∶m（铁矿粉）∶m（砂）∶m（石膏）=21∶78∶40∶8。     

柴达木盆地北缘断裂构造变形特征

分析了柴达木盆地区域构造背景，研究了柴达木盆地北缘断裂构造的宏观及微观变形特征及不同方向、不同组合的断裂构造特征．断裂走向主要为NWW和NEE向，与区域构造线的展布方向具有较好的一致性．这些断裂构造基本以挤压逆冲性质为主，形成了具有不同结构特征的逆冲推覆构造．断裂构造往往具有多期叠加变形的特征．．不同时期构造应力作用方向和性质基本一致，反映了近NS向挤压应力的长期和持续作用，但不同变形期应力作用的强度和断裂的变形环境存在一定差异．     

夯筑土遗址中基于PS-(F+C)浆液的木锚杆锚固性能

基于室内物理模型试验和原位锚固试验,对基于PS-(F+C)（高模数硅酸钾溶液-（粉煤灰+粉土））浆液的木锚杆锚固系统在夯土介质中进行了拉拔测试与杆体-浆体界面应变监测,研究了该锚固系统的锚固性能与破坏模式、杆体-浆体界面剪应力分布与传递特征。试验结果表明该锚固系统室内试验极限锚固力（24KN~33.49KN）远大于现场试验值（2.54KN~8KN）;锚固系统具有低弹性强塑性的特征,表现出极强的延性;在荷载进程中杆体-浆体界面的应力分布与传递特征具有多峰值分布、高值往往出现在锚固末端、压应力出现等特征,表明本锚固系统兼有拉力型和压力型全长黏结性锚固系统的特点。该系统适合于夯筑土遗址锚固,与遗址具有良好的物理力学兼容性。     

铁磁材料应力-磁化性能的相关性

针对受外力作用的铁磁材料,应用微磁学理论,从最小能量原理出发,采用拉格朗日乘子法推导了应力作用下的应力-磁化矢量的描述方程,得出应力-磁化率关系表达式。以条形单晶铁为例,编写三维有限元程序,计算得出应力平行和垂直于外磁场情况下单晶铁磁体内部的磁化矢量分布及应力-磁化率关系曲线,计算结果表明在应力作用下磁化矢量发生偏转,受拉时磁化矢量向外磁场方向偏转,磁化增强,磁化率随应力增加而增大;受压时磁化矢量向背离外磁场方向偏转,磁化减弱,磁化率随应力增大而减小;且各向异性磁化率与应力施加方向相关。     

桂西隆林地区隆或金矿构造控矿模型及成矿预测

滇黔桂“金三角”是世界著名的卡林型金矿矿集区之一。该区现有成矿研究多集中在孤立碳酸盐岩台地边缘,很少涉及孤立碳酸盐岩台地内部,导致台地内部的矿体就位因素与控矿模型还不清楚。详细研究了桂西隆林地区隆或金矿这一典型的台地内部金矿床,深入解析矿体控矿构造,构建控矿模型。结果表明隆或金矿区构造运动主要分为3期:第一期为海西期,形成NE向F₀同生断层,并形成台沟相隔的古地理格局,其中在台沟相区沉积了薄层硅质岩-泥岩-粉砂岩组合,为矿床的形成提供了地层条件; 第二期为印支期,形成了隆或穹隆及其NW向的磨毫次级背斜,为成矿提供了构造准备; 第三期为燕山期,表现为F₀断层的重新活动,成为矿区主要的热液流体通道(导矿构造),其西侧发育大量的平行次级正断层及伴生的牵引褶皱,并逐渐向西减弱为节理带和劈理带,这些次级断层-节理-劈理带共同组成了矿区的配矿构造系统,引导成矿流体在磨毫次级背斜核部的下石炭统英塘组硅质岩-碳质泥岩-凝灰岩中交代、充填形成层状矿体。因此,隆或金矿主要受岩性和构造联合控制。根据控矿模型并结合地球物理-地球化学-遥感资料,可以预测:NE向F₀断层西侧附近,隆或金矿深部的次级背斜核部是有利的深部找矿靶区,含矿层位为下石炭统英塘组; F₀断层与隆或穹隆核部的交汇部位是外围有利找矿靶区,含矿层位为下泥盆统郁江组,特别是与寒武系接触的不整合面附近。     

连续梁桥上CRTS双块式无砟轨道疲劳特性

为探讨梁轨非线性互制作用下连续梁桥上双块式无砟轨道系统静动力荷载下结构响应,预测桥上无砟轨道结构的疲劳寿命,基于梁轨相互作用原理与车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理,以昌景黄铁路某(40+64+40)m连续梁为研究对象,采用有限元方法建立了考虑桥梁、支座、底座板、道床板、扣件和钢轨等构件及结构层间非线性约束的连续梁-CRTS双块式无砟轨道的一体化空间分析模型,研究列车静活载作用下桥梁、道床板、底座板及钢轨的动力响应特性与无缝线路纵向力分布规律,分析连续梁桥上无砟轨道结构疲劳特性。结果表明：温度荷载作用下钢轨最大压应力位于连续梁两端,最大拉应力位于桥梁跨中;竖向荷载作用下钢轨最大拉应力位于连续梁桥墩,最大压应力位于桥梁跨中;制动荷载作用下钢轨拉、压应力极值均位于桥梁桥墩;钢轨纵向力由温度荷载控制,最大应力为143.1 MPa,满足规范要求;列车动载作用下,简支梁和连续梁上钢轨最大拉、压应力相当,道床板最大拉应力出现在连续梁跨中限位凹槽附近,其板底拉应力大于板顶,底座板最大拉应力出现在连续梁主墩附近,且板顶和板底的拉、压应力基本相同;列车动载作用下,钢轨最易破坏处寿命约27.1 a,道床板和底...     

江西相山铀矿田山南矿区控矿构造解析与找矿预测

江西相山铀矿为与火山岩有关的中低温热液型矿床,断裂构造控矿特征明显。以相山铀矿田山南矿区为研究重点,开展控矿构造解析和构造控矿规律研究,旨在为隐伏矿床找矿预测提供科学指导。通过详细的野外观测和变形分析,揭示出山南矿区主要的控矿构造,即北北东向、东西—北西西向断裂破碎带都经历了早期压性和晚期张性-张扭性的破碎变形,构成了本区主要的容矿空间。在此基础上,分析了断裂控矿规律,推测破碎带的性质控制了铀矿体产出特征,构造通过控制岩石的变形行为而控制了铀矿体的产出,进而解释了所谓的"岩性控矿"观点。根据构造控矿规律及其控矿构造组合特征与区域综合找矿模型,认为横涧矿区的西南段、岗上英矿区与横涧矿区及石马山矿区的连接处等应为下一步找矿的首选有利区段,同时要注意寻找北北东向和东西—北西西向断裂复合部位的富、大矿体,并关注北北东向断裂成矿期后的活动对矿体的左旋错移情况。     

正断层力学性质的构造应力分析

煤层正断层是地台区煤层中常见的一种构造类型,在矿井突水淹井、煤层瓦斯赋存和煤与瓦斯突出等矿井灾害研究及煤矿生产中具有重要意义.作者用力学分析的方法研究了正断层形成的两种应力状态,指出正断层具有张性和剪性两种力学性质,并以剪性为主;构造应力场的空间作用状态是影响断层性质的决定因素.     

济阳坳陷东北部埕东断层构造特征及演化过程

埕东断层是济阳坳陷东北部一条重要的控盆断裂.通过精细解译济阳坳陷埕东地区三维地震资料,并结合相干分析技术,对埕东断层的构造特征、断层性质、演化过程及其形成机制进行了深入研究.结果表明,埕东断层为一条特征明显的走滑断层,据其构造特征可将埕东断层分为南段（F1）和北段（F2）两部分.南段（F1）为埕东断层的主体,表现出明显的＂海豚效应＂;F2断层由一组走向北东、倾向南东的左阶羽状雁列带组成.埕东断裂的演化历史可划分为Ek-Es4期、Es3-Es2下期、Es2上-Ed期和Ng-Nm期4个时期.不同时期的区域构造环境,控制着埕东断层的形成及演化过程.