基于黏聚力裂缝模型的反倾层状岩质边坡倾倒破坏模拟

反倾层状岩质边坡的倾倒破坏是一种常见的地质灾害。为探究开挖条件下反倾层状岩质边坡的倾倒破坏机制以及层间剪切强度、岩层厚度因素对破坏特征的影响，利用ABAQUS有限元软件，建立黏聚力裂缝模型（Cohesive Crack Model，CCM），基于连续-离散方法，经参数标定和对比，建立反倾层状岩质边坡CCM，采用开挖并增重的方式诱发边坡倾倒破坏。数值模拟结果与古水水电站坝前倾倒变形体离心模型试验结果基本一致，验证了CCM的正确性。进一步，基于以上参数及模型，研究了反倾层状岩质边坡的破坏演化过程和应力分布特征，并探讨层间剪切强度对边坡倾倒破坏特征的影响。结果表明:坡体前缘首先发生局部折断，后缘出现明显拉裂缝，反倾岩层由下往上依次折断直至倾倒体中部（一级破裂面）。随后，坡体前缘的表层岩层被挤出，形成二级破裂面，最后一级破裂面扩展至坡体后缘，形成连通宏观的破裂面。最后，二级破裂面扩展至坡体中部，边坡完全倾倒破坏；破裂面基本沿层间法向应力峰值位置连线发育；层间剪切强度对边坡倾倒破坏特征具有显著的影响，随着层间剪切强度的增大，岩层初始折断位置逐渐降低，垮塌范围逐渐减小，破裂面倾角增大；坡体层厚越大，一级破裂面分布越深，垮塌区范围越大，坡体滑动的整体性越强。研究成果可为反倾层状岩质边坡倾倒破坏的分析和监测提供有效计算方法及依据，为此类滑坡灾害的防治提供一定参考。     

旋挖钻机在特殊工况中的减压钻进研究

为解决旋挖钻机在脆性岩层或者软硬交替地层等特殊工况中加压钻进出现的钻机高频高幅振动和钻孔极易倾斜等问题,对旋挖钻机入岩的碎岩机理进行分析,找出加压钻进产生问题的原因。对减压钻进施工工艺进行研究,提出实现方式及适用范围,并进行实际工程应用,验证了旋挖钻机使用减压钻进施工的可行性。应用结果表明,特殊工况下减压钻进对降低设备的入岩振动、提高设备的结构稳定性以及保证成孔质量都具有重要作用。     

山西榆社盆地新近系马会组砾岩层砾组特征及其地质意义

通过对山西榆社盆地新近系中新统马会组砾岩层的分布特征、剖面特征和砾组特征分析,结合盆地内部和四周山区的岩性特征分析,阐述了砾岩层本身的性质、成因、来源和搬运方式等,探讨砾石沉积时盆地的水动力条件、气候环境、地貌特征和构造条件等。研究表明,马会组砾岩层为榆社盆地新近纪河湖相沉积的底砾岩,其中所含的3层砾岩在成因、来源、搬运和沉积环境上具有较好的一致性。马会组砾岩层为多期次、多来源、非稳定的冲湖积成因,为湖泊水进期的沉积物,指示干冷向温湿转变的气候环境;砾石的主要来源是盆地内部的基底地层及其东缘、北缘和西缘的山区;砾石遭受了较强的物理化学作用,还存在一定的生物作用;含量较少的花岗岩砾石经受了较长距离的搬运,其他岩性砾石经受了近—中距离的搬运。榆社盆地为喜马拉雅运动二幕晋东地区山地相对抬升形成的山间盆地,砾石沉积时已形成了中间低、四周高的盆地雏形。     

长距离曲线顶管技术在电力管道工程中的应用

非开挖技术在市政管道铺设中的应用越来越广泛,从直径50mm通讯光缆-直径3000mm混凝土管道,采用非开挖安装各种管道都变得很普遍。同时,鉴于非开挖技术综合效益优越性、环境友好型施工特点,也逐渐被工程建设方、社会所接受和认可。泥水平衡顶管技术是非开挖最为成熟的技术之一,在城市市政设施建设中也起着举足轻重的作用。采用泥水平衡顶管技术进行城市雨污分流改造已经在国内大量城市取得应用,但是,采用泥水平衡顶管在岩层中铺设直径达2000mm埋深在5m电力管道,在国内为数不多,在福建厦门地区也是尚属首次。通过在工程施工中对设备、施工工艺的摸索和改进,最后采用泥水平衡顶管施工技术成功铺设建设方所要求的电力管道。本工程将为在福建地区采用预管技术铺设大口径长距离、曲线管道提供了指导和借鉴。     

湘西北页岩层地震反射波组特征研究

湘西北地区发育寒武系下统牛蹄塘组、志留系下统龙马溪组两套富有机质黑色页岩。通过合成地震记录和已知地质特征推断反射层位的方法,对两套含烃黑色页岩层的地震地质特征、波组层位识别、波组特征进行了分析对比,总结出湘西北地区页岩层地震反射波所具有的典型特征:龙马溪组存在3~4个强相位,主频集中在30Hz左右;牛蹄塘组存在3个强反射界面,因深度加大,其主频集中在20Hz左右。由于龙马溪组和牛蹄塘组二组地层间距达2 500~3 000m,因此在湘西北地区将二组地层的反射波视作一个波系,其二维地震剖面存在3个波组4个反射层位或3个波组3个反射层位,三个波组分别为龙马溪组,中寒武底界及牛蹄塘组。另外因龙马溪组砂质泥岩段具有低速、低密度、低电阻率、高放射性等特征,其界面波阻抗差异较大,可作为本区的地震波标志层位。     

原地应力状态三维分布估算方法的发展及初步应用

日本原子能机构(Japan Atomic Energy Agency)提出了一种方法,即通过地表原地应力测量所得的有限数据精确估算任意一点的实际原地应力状态分布.我们假定实际地应力是由上覆岩层压力和板块构造力的综合作用形成的,并建立了两种模型:三维有限元模型和边界元模型,模型考虑了地质情况的不均匀性,如岩石类型的变化和...     

西沙石岛生物礁的矿物组成及其环境指示意义

通过对西科1井岩心碳酸盐岩样品进行矿物组成分析, 来研究礁体的发育过程和古海洋环境的变化.初步研究结果表明: 西科1井岩心碳酸盐岩的矿物由低镁方解石、高镁方解石、文石和白云石组成.矿物组成特征表明, 井深35.4 m处为一重要的地层界面或环境变化界面.在岩心(井深0~748 m)中共识别出5个白云岩层, 其中上新统莺歌海组一层(井深: 289.3~312.3 m, 厚约23 m), 上中新统黄流组三层(分别位于井深: 373.3~412.7 m, 厚约39.4 m; 424.7~450.6 m, 厚约26.1 m; 469.70~564.96 m, 厚约95.2 m), 中中新统梅山组一层(井深: 615.20~636.96 m, 厚约21.7 m).各层的白云岩化程度不尽相同, 5层白云岩中白云石矿物含量的最大值在79.3%~100%之间.生物礁的发育主要受控于古海洋环境的变化, 与古气候变化有关的海平面升降间接地控制了岛礁碳酸盐岩的白云岩化作用.石岛西科1井中的5层白云岩应该是在较长时间稳定环境条件下发育而成, 主要应该是蒸发泻湖渗透回流作用下早期形成的方解石类碳酸岩白云岩化的结果, 但并不排除混合水白云岩化作用的可能性.      

深部盐岩层绳索取心钻井液技术研究与应用

由于次生应力场的作用以及盐岩易溶于水的特性,深部盐岩层钻进存在岩层蠕动、钻井液易遭受盐钙侵等问题;钻进参数选择不合理易导致盐岩层取心效率低、岩心冲蚀严重。本文以河南省叶舞凹陷ZK3井为例,采用石油钻井与绳索取心相结合的措施,解决了普通固体矿产钻探设备在深部地层取心中效力不足的问题;通过阳离子交换容量测定、矿物组分鉴定、钻井液体系优选及性能测试等试验,确定了针对上部泥岩地层的聚合物钻井液体系,中部含膏泥岩的欠饱和盐水钻井液体系,下部盐岩层取心段的饱和盐水钻井液体系。通过确定合适的钻井液密度与临界环空返速,可以有效控制深部盐岩层蠕变与井壁冲蚀,适度提高排量以成倍提高钻进速度。钻进过程中钻井液性能稳定,体系转换顺利且性能易于调整,为取心任务的顺利完成提供了有力保证。