翟镇井田断裂构造分布特征定量化分析

针对翟镇井田因断裂构造发育而导致底板频繁发生突水的现状,研究翟镇井田断裂构造对突水的影响程度。根据井田11煤层地质资料,采用统计分析法及断层影响因子法,对翟镇井田的断裂构造分布特征进行了定量化分析,并对断层性质、走向、落差、倾角等进行了统计分析,阐明了断层要素对矿井生产的影响。基于断层影响因子法对井田的断裂构造复杂程度定量化分区,结果表明,翟镇井田存在3种构造分区,即构造简单区、构造中等区和构造复杂区,其中构造复杂区为突水危险区。     

川西坳陷南北向构造带须家河组断层封闭性分析

川西坳陷南北向构造带经历了多次构造运动,断裂极其发育,其圈闭的形成与断裂作用密切相关,对断层演化特征及其封闭性综合研究已成为该区油气勘探的重要因素。该区主要发育SN向和NNE向两组断裂,NNE向断裂切割SN向断裂,表明其形成晚于SN向断裂。通过应用断面正应力、地层砂泥比及Allen剖面分析等方法,对区内主干断裂进行封闭性分析,建立了该区断裂封闭性标准。研究表明,南北向构造带断裂整体封闭性较好,在平面上北部知新场、石泉场构造好于南部龙宝梁构造,在纵向上须二、须三段封闭性好于须四、须五段,与该区钻井揭示吻合。     

板桥凹陷新生代断裂构造特征与成藏模式

为了揭示板桥凹陷新生代断裂构造特征与油气成藏的关系,利用油区构造解析方法对新生代断裂构造活动及控藏机理进行研究。结果表明,板桥凹陷可划分为北区断裂构造转换带、中区断鼻构造带以及南区走滑变形带等3个构造区带,区内主控断层具有垂向分期、平面分段的活动特征,并派生出大量次级断层,组成了新生代断裂构造活动的全貌。综合断层活动与断裂输导体系以及凹陷内油气分布特征,建立了"同生断层深浅层兼控"与"次级断层浅层伴生控藏"两种断控成藏模式。     

定向聚能爆破弱化综掘工作面逆断层应用研究

针对综掘工作面过逆断层采用普通爆破预先弱化硬岩时巷道围岩和构造区域煤岩体的稳定性问题,通过理论分析和对比模拟实验研究爆破扰动逆断层构造带的突出原因,提出改变装药结构,采用定向聚能爆破的预防对策并进行现场应用。研究发现,爆破应力波传播到逆断层构造区域时,在煤岩交界面发生波的透射和反射,爆破振动的累积损伤使不同煤岩介质交界面的破坏最为严重,加大了煤岩体的损伤程度和破坏范围,为瓦斯动力灾害的发生提供了弱面,有利于突出的发生;定向聚能爆破可以使爆破作用集中在岩体方向,减少应力波对构造区域煤岩体的扰动;在本实验条件下,聚能方向的应力比普通爆破增加2倍左右,非聚能方向的应力减小约3倍。现场应用表明,采用定向聚能爆破后,综掘工作面坚硬岩石中的裂纹损伤扩展,达到了预先弱化的目的和综掘机破碎岩石的要求,工作面上方逆断层构造区域的煤岩体基本完整,为综掘工作面安全快速通过硬岩逆断层提供了保证。     

基于遍布节理模型的断层破碎带隧道稳定性研究

因地质条件的复杂性,导致节理、断层、裂隙等弱面较为发育,致使隧道围岩稳定性研究中很难全面考虑各弱面对稳定性的影响。文章通过引入遍布节理模型,同时考虑岩块和节理属性,使研究更为符合岩体状态和工程实际,详细探明了TBM隧道在穿越不同节理倾角和不同节理间距的断层破碎带时,其围岩的稳定性及安全性的变化规律,为施工的安全快速进行提供参考。研究表明,断层破碎带中节理倾角越大或者节理间距越小,对隧道围岩所造成的不良影响越大。     

六盘水煤田黑塘煤矿构造特征及其演化

通过系统分析六盘水煤田黑塘煤矿地质构造特征及演化认为:黑塘煤矿向斜构造—龙家沟向斜,轴向南东-北北东向,浅部地层倾角25°~50°,深部5°~20°;矿井内断层总体走向NE,倾向多为SE,断层落差多小于50 m,且正断层数量多于逆断层;断层组合样式多样;矿井构造的形成及演化受区域构造控制明显,燕山中期研究区经历了NE-SE向挤压、近NS向挤压和NW-SE向挤压的应力转换过程,奠定了研究区NE向的主体构造格局;燕山晚期NW-SE向拉张作用,使断裂构造性质发生转变,导致矿井现今正断层为主导。     

大型结构面产状影响下应力波传播规律研究

 首先验证基于离散元法的数值软件UDEC模拟应力波在岩体中传播的可行性。然后,运用离散元数值模拟技术,对应力波穿越不同产状大型结构面的传播特征进行探讨,并以龙门山地区的3条主要断裂对汶川地震应力波传播规律影响为实例加以说明,确认断裂隔震效应以及断裂上盘效应。研究结果表明：(1) 应力波在结构面两侧造成的地表动力响应存在异常,靠近震源一侧的地表响应强烈;(2) 结构面倾角对应力波的反射作用表现出随结构面倾角增大先增大后减小的趋势,随着结构面数量的增加,透过结构面的应力波产生的扰动越弱;(3) 汶川地震中汶川-茂县断裂和灌县-安县断裂对汶川地震地震波具有明显的阻隔作用,使汶川-茂县断裂上盘靠近断裂的地表垂向加速度峰值比不存在断裂时降低38%,灌县-安县断裂下盘靠近断裂的地表加速度峰值则降低47%;(4) 断裂对地震波的反射使得映秀-北川断裂上、下盘地表动力响应异常增强,与不存在断裂情况时相比,该断裂上、下盘两侧岩体的垂向加速度峰值分别升高了41%和32%。本研究结果反映断裂的隔震效应与上盘效应。     

断层滑动准则和稳定性评价及构造应力场的反演

 为研究矿震、突出等动力现象与断层滑动、开采深度的关系,首先在试验室进行砂岩双剪摩擦试验,从工程角度出发,确定砂岩的滑动准则。其次为研究地下岩体的稳定性,确定构造应力场的分布,针对地下岩体的赋存特点,在分析实测应力分布特点的基础上,通过地质动力区划方法建立地质构造模型,采用有限元法反演复杂断层扰动下的构造应力场,计算结果与矿区震源面制分析结果以及原岩应力测量结果取得较好的一致性。计算的高应力区域中心位置位于I级断裂的不连续地带,与地下地震多发地带相对应,说明构造应力是矿区地震的主要成因。研究表明,断裂面的失稳滑动是北票矿区地震的主要机制,构造应力的存在是矿震发生的必要条件,而矿区开采则是发震的诱导因素,北票断裂对区域其他次级断裂及其构造应力区起主导和控制作用,是北票矿区动力现象的动力源。     

爆炸应力波通过节理裂隙带的衰减规律

本文结合实际的地质特点，根据断层与节理裂隙带的几何关系，运用应力波通过裂隙传播理论，分析了应力波通过节理裂隙带的衰减规律。     

厄瓜多尔奥连特叠合盆地白垩系油气成藏特征与主控因素分析

厄瓜多尔奥连特盆地是南美地区最重要的含油气盆地之一,油气资源丰富,主要含油气层系为白垩系Napo组、BasalTena组和Hollion组砂岩;盆地内发育多个油田,但各油田之间,纵向上各砂层之间原油品质差异较大:纵向上,下轻上稠;平面上,南轻北稠。根据奥连特盆地构造演化、烃源分布、埋藏史等资料,结合盆地内原油纵、横向特征,对盆地内原油生烃、运移和成藏运移过程进行分析,认为:奥连特盆地受中生代白垩纪裂谷和新生代前陆盆地叠合影响,由西向东分为三个构造带:西部逆冲带、中部前渊带和东部斜坡带。西部逆冲带受安第斯山脉构造作用强烈,发育叠瓦状高角度逆冲断层和牵引背斜构造,主要储层为早白垩Hollin组砂岩;中部前渊带是强烈造山逆冲终止的构造带,发育近南北向高角度逆冲断层和走滑断裂,圈闭类型以断背斜和低幅构造圈闭为主,主要储层为白垩系Napo组砂岩;东部斜坡带发育大量走滑断裂,以伴生背斜圈闭和岩性、地层圈闭为主。油气富集受盆地构造演化和断裂发育控制,即早期断裂活化反转控制了不同构造带的圈闭类型;不同构造带储层沉积发育控制了油气垂向富集程度。     

断裂构造对爆炸地震波传播规律的影响

从断裂构造的地质特征出发。提出了计算爆炸地震波通过削弱层的简化模型；运用粘弹性波动理论，得到了地震波通过削弱层时的衰减规律及表达式；采用数值计算的方法，分析了爆炸地震波频率与断裂构造参数对衰减的影响。     

利用应力波曲线拟合识别桩身缺陷的一种反演方法

通过建立桩 -土系统的力学模型 ,给出了考虑桩土相互作用的应力波动方程的特征线解法 ,继而应用优化方法对桩身缺陷进行定量识别 ,在识别中利用完整桩的土参数反演以及对缺陷桩进行等效波阻抗反演和缺陷认定。数值模拟和工程桩实例表明 ,本方法对缺陷桩不仅能够较好地识别出来 ,而且对一次缺陷或二次缺陷的判断具有较高的反演精度。     

弹性介质中平面SH波通过弹性夹层时的传播特性

运用波的传播理论及Snell定律研究了平面SH波通过弹性层状介质时的传播特性，求得波动方程的解析解，在此基础上，利用数值计算绘出了反射，透射系数与介质参数及入射角的关系曲线。结果表明，透射系数不仅与介质参数有关，介质与夹层厚度和入射角有关，严格控制夹层厚度和入射角可获得满意的隔振效果，为屏障隔振理论在工程中的应用提供了理论基础。     

Detection and diagnosis for multiple faults in VAV systems

Detection and diagnosis of multiple faults in variable air volume (VAV) systems using principal component analysis (PCA) and joint angle analysis (JAA) are presented. Multi-level principal component analysis models including system- and local-level are built to detect the multiple faults occurred in VAV systems simultaneously. As the initial detection, system-level principal component analysis model is used to discover the abnormities in view of the whole systems. And two local-level principal component analysis models are used to further confirm the occurrence of the faults. With the multiple faults separated into different locations, joint angle analysis is used to isolate the faults one by one according to corresponding local models.     

Stochastic seismic wave interaction with a rock joint having Coulomb-slip behavior

Seismic wave interaction with a slippery rock joint with an arbitrary impinging angle is analytically studied based on the conservation of momentum on the wave fronts. Based on the displacement discontinuity method, the wave propagation equations are derived for incident P- and S-waves. By comparison, the calculated transmission and reflection coefficients for normal incident waves are the same as the existing results, which proves the wave propagation equation obtained in the paper is correct. The wave propagation derived in the context can be applied to incident waves with different waveforms. Stochastic seismic waves are then used to analyze the seismic wave interaction with the slippery rock joint, where the stochastic seismic waves are generated from frequency spectra. The parametric studies are carried out to investigate the effect of type, intensity and impinging angle of the incident seismic waves on the wave propagation across the slippery rock joint.     

爆炸地震波作用下深埋圆形隧道的动力响应分析

 深地下结构在爆炸地震波作用下的动力响应是防护工程设计和评估的重要问题,发展适应深部特点的快速计算方法具有重要意义。采用集中质量方法将圆形隧道离散为有限自由度体系,并将爆炸地震波的作用看作一系列作用在集中质量上的动力,利用局部变形理论将围岩的弹性抗力简化为弹性链杆,采用矩阵力法考虑结构在各种内力作用下产生的自身变形和弹性半空间的变形,并据此建立结构动力方程矩阵。通过对结构动力方程的求解,可以得到结构的动力集中系数和结构内力、弯矩、位移等参数。采用所提出的方法计算一个算例,分析围岩等级、荷载作用位置、正压作用时间以及入射波角度等因素对隧道衬砌结构动力响应的影响。     

基于实测数据及数值模拟断层对地应力 的影响

 以松辽盆地北部某油区为背景,采用差应变及波速各向异性法对4口井两主力油层进行地应力测量,结果表明：对于同一区块相距仅2 000 m左右的4口井,其地应力状态存在较大的差异,尤其是地应力方向更是如此,影响因素分析进一步表明,地应力状态的差异是由于断层影响所致。为此,基于有限元软件ANSYS进行二次开发,利用三维有限元数值模拟方法,结合优化反演技术,对研究区地应力场进行反演,研究表明：由于断层影响以及复合断层的叠加扰动,研究区地应力状态表现出复杂的非均匀分布特征,断层附近应力方向发生转向,其中断层端部应力方向偏转超过40°,因此,离散“实测点”不能反映断块区地应力场全貌,三维数值模拟是定量分析地应力场的有效方法。     

沿桩顶径向的动测三维效应分析

 基桩动测问题的理论基础一维应力波理论只有在锤径桩径比、波长桩径比、桩长桩径比足够大时才能近似成立，否则该问题实际上为应力波在柱体中传播的三维问题。基于应力波理论，考虑计算精度和效能，借助新型有限元分析系统COMSOL Multiphysics对基桩动测过程进行一维和三维动态仿真，对比分析两种模型计算结果异同，沿桩顶径向三维效应主要表现为不同部位速度响应不同且信号发生振荡，入射波存在延时，反射波到时也存在差别。结合野外实验较系统地研究这些三维效应随锤桩比、波长桩径比、长径比的变化规律，给出三维效应的动测规避方式。     

SV波作用下刚性挡土墙地震主动土压力时频域计算方法

 基于弹性波动理论,概化刚性挡土墙的动力分析模型,利用水平分层法,建立单元体的受力平衡微分方程,借助Hilbert-Huang变换,提出地震作用下刚性挡土墙地震主动土压力的时频域计算方法,并通过与振动台试验结果的对比验证该方法的合理性。分析输入波频率对刚性挡土墙墙后填土的临界破裂角、地震主动土压力合力以及作用点的影响,结果表明：随着地震烈度的增大,临界破裂角逐渐减小,地震主动土压力合力逐渐增大,合力作用点位置略有上移;随着输入波频率的增大,临界破裂角和地震主动土压力合力分别呈“倒马鞍型”和“正马鞍形”分布,并且均在输入波频率与刚性挡土墙系统自振频率相近时达到最大,而地震主动土压力合力的作用点则基本上不变;按照现有规范不考虑输入波频率进行刚性挡土墙地震稳定性设计,可能会降低挡墙的地震安全储备。刚性挡土墙地震主动土压力的时频域计算方法不仅能够考虑地震波三要素(峰值、频率以及持时)对挡墙土压力的影响,同时也能够为其他类型支挡结构的抗震时频设计提供一定的参考。     

爆破地震波在结构面的传播特性与结构面倾角判断

地震波斜入射结构面时,会产生2种不同类型的透射波,引起波场极性变化。采用弹簧模型描述非充填型结构面,运用弹簧模型讨论爆破地震波在结构面的传播特性。研究结果表明,爆破地震波在结构面处的波形转换系数以及P,SV波峰值比和偏振角的变化规律均能有效反映结构面刚度和入射角变化。结合现场试验方案,提出计算P,SV波峰值比和偏振角的方法,建立偏振角与入射角和结构面透射系数的关系;由现场试验数据得到空间各测点的P,SV波峰值比和偏振角的变化规律,进而确定结构面倾角。现场试验结果表明,根据各测点的P,SV波峰值比和偏振角变化规律可以准确确定结构面倾角。