放射性同位素14C在地热研究中的应用

放射性同位素14C的半衰期为5 730±40 a,在地热研究中是一个其他同位素所不能替代的测年工具.天津地热田各热储层在空间上的不连续性导致了地热水的年龄差异.因此,本文利用放射性同位素14C实测的地热水年龄,分析了天津深部地热水的运移机制,为地热水的进一步开发利用提供了科学依据.     

河南平原第三系水化学特征分析

老第三系(E)是河南平原地热开发基底,新第三系(N)是主要热储层和开采层.据河南省平原地热系统类型,按其在平面上构造单元区域划分,研究其八大地热子系统第三系的水文地球化学特征,依据<生活饮用水卫生标准(GB5749-85)>和<医疗热矿水标准>,对河南平原第三系地热水进行综合评价,期望为地热资源合理开发利用提供科学依据.     

动水位对库区边坡稳定影响机理分析

水库蓄水后,水库动水位将可能导致部分在蓄水之前较稳定的坡体产生滑塌,这是水库建成后发生滑坡的重要原因之一.将从水对岩土体结构的破坏作用、水位变化对边坡的动力学作用、孔隙水效应、抗剪强度变化规律、安全系数变化规律及稳定分析参数的选取等方面总结分析动水位对库区边坡失稳影响的机理,对库区边坡的治理及防治提供有益的理论依据.     

考虑空间变异性的基坑降水支护开挖引起地面沉降的可靠度评估

对于软黏土或残积土中的深基坑支护开挖,开挖后的地面沉降与基底隆起和挡墙变形密切相关,且受墙后地下水变化的影响显著。提出一种基于最新开发的简化对数回归模型的可靠性分析方法预测地面最大沉降,采用考虑土体空间变异性的方差缩减技术实现一阶可靠性方法（FORM）,探讨了地面沉降超过既定阈值的概率,验证了方差缩减技术的高效性。通过分析关于空间平均及关键设计参数的影响发现,土体空间变异性会导致较高的破坏概率,挡墙的系统刚度、地面沉降阈值的大小、土体特性的变化系数以及地下水下降深度也对可靠性指标β有不同程度的影响,忽略其影响会导致不可靠的设计,较大的特征长度会导致较低的破坏概率和较高的β,同时考虑c_u/σ''_v和E₅₀/c_u的空间变异性会比单独考虑其中一项对β影响更大。     

船梁子不稳定斜坡的非线性强度折减分析

自20世纪70年代以来,强度折减法逐步被用于评价岩土工程稳定性。对于线性的Mohr-Coulomb准则,由于其抗剪参数的折减物理意义明确,得到了学术界的一致认可。Hoek提出的非线性半经验Hoek-Brown强度准则,也已被岩石工程所广泛应用,然而关于其强度参数的折减,国内外存在着较大的分歧。首先,介绍了非线性强度折减技术的基本理论;然后,在船梁子斜坡稳定性分析中,分别采用非线性强度折减法和极限平衡理论进行计算,并对两种方法得到的边坡安全系数及破坏滑移面进行比较,分析表明,非线性强度折减技术和极限平衡理论结果基本吻合;最后,通过与等效Mohr-Coulomb法的结果对比分析,验证了非线性强度折减法在岩质边坡稳定性分析中的合理性和适用性。     

基于分形理论的页岩纳米孔隙粒度效应探究

为了研究低温液氮吸附实验中样品粒径对页岩孔隙结构特征的影响,文中以贵州南部三都水族自治县北部的牛蹄塘组页岩为例,通过物理破碎获得不同粒径的页岩样品,分别对破碎后6组不同粒径的页岩样品开展了常规物性实验,并将破碎筛分后的样品进行了扫描电镜观测实验,同时基于分形维数理论,探索破碎筛分后纳米孔隙的粒度效应及分维特征,并从微观孔隙变化特征揭示了孔隙影响机理。结果表明：破碎筛分后的样品中,粒径小于74μm的样品孔隙体积与其余粒径的样品相差很大,并且孔径达到14.359 nm,表明过度的破碎筛分会使实验结果产生误差;粒径96～120μm的样品孔隙体积比120～150μm的大,表明页岩在研磨破碎过程中,部分封闭的有机质孔可能会变为开放孔,同时也可能会在有机质中形成一些新的人工微裂缝,进而增加页岩的孔隙体积。综合实验数据的可靠性及时效性等因素,建议采用120～180μm的样品来开展研究区页岩的孔径参数分析测试实验。     

基于FLAC~(3D)二次开发的含预制缺陷岩体数值模拟

为研究不同缺陷角度下双裂纹岩体的强度与破坏特征,利用C++语言对FLAC~(3D)进行二次开发,构建了1种弹脆性损伤本构模型。引入基础单元与破裂单元的概念,将岩石在细观上破坏前的力学行为假定为线弹性,破裂性质假定为弹脆性,当基础单元达到强度准则后转换为破裂单元,其力学参数进行相应的弱化使其承载能力维持在残余强度水平。数值模拟结果表明,随着缺陷角度的增加,岩体强度先下降后上升,而细观破裂由拉伸-剪切型的混合破坏转变为剪切破坏。     

埋深及断面形状对巷道围岩破坏规律的影响

随巷道埋深增大,围岩塑性区逐渐增大,埋深达到900、1 050 m时,巷道整体处于破坏状态;埋深越大,围岩最大主应力的最小值、最大值越大,围岩位移量越大;圆形和椭圆形巷道塑性区扩展范围小,梯形和矩形巷道扩展范围大;梯形巷道变形系数最大,最容易破坏,圆形和椭圆形巷道变形系数最小,破坏程度低。     

高填涵顶垂直土压力计算理论研究

目前,高填涵洞已广泛应用于交通等基础设施领域,但涵顶垂直土压力作为其结构设计主要荷载,国内外尚无统一的计算理论或方法,在设计时存在着安全和经济两方面的矛盾,因此,有必要对其主要土压力理论适用性做进一步研究。本文在分析这些土压力计算理论机理的基础上,结合一高填涵洞现场实测涵顶垂直土压力,对监测数据与主要土压力理论计算数值进行了对比;分析讨论了高填涵顶垂直土压力的特点及各种土压力理论对其计算时的优缺点和适用范围;其成果可供其它相似工程设计参考。     

安徽某金属矿区地质环境变权欧氏距离评价模型

以安徽某金属矿区为例,通过构建变权欧氏距离模型对该矿区地质环境进行了评价。通过在传统加权欧氏距离模型的基础上进行优化,分别以地质环境影响因子(植被覆盖率、矿尘爆炸指数、固废利用率、废气利用率、地面塌陷面积与开采面积比值、土地恢复治理率、废水利用率以及土地污染率)作为坐标轴,以Ⅰ级地质环境评价指标为坐标原点,计算了每个待评价单元相较于原点的变权欧氏距离,构建了符合矿山地质环境评价系统的变权欧氏距离模型,从而确立了矿区地质环境等级。研究表明:矿区地面塌陷面积与开采面积比值和土地恢复治理率是影响该矿区地质环境质量的主要指标,矿区2017年全年地质环境评价等级为II级,地质环境总体较差,需要进一步治理,评价结果与模糊综合指数法、灰色聚类法较接近,对于矿区地质环境治理有一定的借鉴价值。