某露天矿断层发育条件及对边坡稳定影响的研究

以小兴安岭地区某露天矿山为例,为研究断层的发育条件,采用物探、钻探、水文地质试验等手段,综合分析断层信息,形成压扭断层的认识。分析钻探结果以及岩石、岩体结构等,划分断层发育段落,形成断层产状、规模、岩体特征等认识。分析水文地质数据及物探结论,形成阻水断层的认识;建立断层区域三维地质模型,以FLAC^(3D)数值分析研究断层对边坡稳定的影响:至最终境界,F3断层基本被采剥,边坡主体处于稳定状态。从位移量、剪应变增量、塑性区展开及安全系数结果,西北帮上部断层后背遗留的碎裂岩体是最终境界边坡稳定的主要风险因素,经计算,相关区域的安全系数小于1.0,是边坡治理的重点方向;采用削坡减载+压脚治理方案,经初步研究和计算,削坡工程量5000000 m^(3),压脚量约500000 m^(3)。与F3断层发育条件明确之前相比,治理成本基本可控。

断层对岩质斜坡失稳破坏的影响研究综述

断层破碎带引起的岩土体物理力学性质劣化对岩质斜坡的失稳破坏有着十分重要影响,为了帮助研究者了解当前该领域的研究水平和进展情况,以便更好地把握研究方向和研究重点,本文采用文献调研法对前人在断层对岩质斜坡稳定性与失稳破坏规律的影响方面的研究进行了梳理和总结,从研究内容、研究范围、研究手段、研究对象、研究工况、研究结论等角度指出了目前研究进展,并分析了需要进一步研究的问题。这些问题的存在导致断层对岩质斜坡稳定性和失稳破坏模式的影响规律还没有较清晰地被人们掌握,还需要开展深入的研究。

基于正态商分布的模拟故障容差处理新方法

斜率故障模型较好地解决了线性模拟电路的软故障诊断问题,但软故障诊断过程中的容差影响问题仍然是一个富有挑战性的难题。提出了一种结合了斜率故障模型和正态商分布的模拟电路软故障诊断的容差处理新方法。对比分析了几种典型的基于斜率故障模型的容差处理方法,推导了容差影响下斜率故障特征的近似概率分布函数,给出了提高近似精度的基本条件。证明了正态商分布与标准正态分布在一定范围内的单调连续映射关系,并由此推导出容差影响下斜率故障特征变化范围的估计公式。设计了一种新的测点选择算法,大大减小了最优测点选择的计算量。实验证明,提出的故障诊断方法对容差影响下的软故障具有良好的定位精度。

模拟电路中三极管和运放的软故障诊断

基于文献[1]中的斜率故障模型,提出了一种诊断模拟电路中晶体三极管和集成运算放大器软故障的字典法。在含有三极管和运放的电路中,通过对三极管和运放进行等效模型替代,对替代之后的等效电路,利用电路中的两节点电压增量计算出的斜率作为统一故障特征,建立故障字典,实现原电路中三极管和运放的软故障诊断。给出了三极管和运放的等效模型分析和诊断步骤,并用仿真实例证明了诊断方法的有效性。

露天矿含断层逆倾软岩边坡滑移模式及稳定性研究

作为一种典型的露天矿边坡,含断层逆倾软岩边坡变形破坏机理及稳定性问题尤为复杂。以胜利西二露天矿西帮边坡为工程背景,基于强度折减原理,应用有限差分软件FLAC3D模拟分析了Fx1断层位置、倾角及弱层逆倾角度不断变化时西帮软岩边坡的滑移模式及稳定性变化规律,阐明了边坡变形破坏机理。结果表明：逆倾软岩边坡滑坡力学机理受断层位置影响较大,当断层逐渐向边坡外侧偏移时其滑坡的力学成因由推动式滑坡逐渐过渡为牵引式滑坡,边坡稳定性逐渐提高;当断层倾角增大到某一值时,断层对逆倾软岩边坡滑移模式及稳定性影响消失;弱层倾角对滑面位置影响较大,边坡稳定性随弱层倾角减小逐渐降低;该矿西帮边坡稳定性主要受弱层控制,Fx1断层次之;当Fx1断层露头距边坡坡脚水平距离大于221 m时,边坡稳定性及滑坡模式不再受Fx1断层的控制;当Fx1断层露头距边坡坡脚水平距离小于201 m时,边坡稳定性逐渐提高,潜在滑坡模式由剪切圆弧-弱层相结合的组合滑动过渡为剪切圆弧-断层-剪切圆弧-弱层相结合的组合滑动。

基于斜率故障模型的模拟电路软故障字典法

提出了一种新的模拟电路故障字典法。与传统方法不同,该方法利用两个节点电压之间的关系函数作为故障特征。对于线性模拟电路,节点电压关系函数为一次函数,函数的斜率可以作为故障模型,同时可以诊断硬故障和参数(软)故障。由于模拟电路存在容差,最小直线距离法可以用于处理电路中的容差问题。

基于闭环集成运放的模拟电路模块级软故障诊断

基于斜率故障模型,提出了一种诊断模拟电路中基于闭环集成运算放大器的模块级软故障的字典法.在由闭环运放组成的模拟电路中,通过对电路以闭环运放及与其输入直接相连的元件看作一个整体划分模块,对各个模块中的任一元件或进行宏模型替代之后的运放等效电路,利用电路中的两节点电压增量计算出的斜率作为统一故障特征,建立故障字典,实现电路中相应模块包含的运放和所有元件的软故障诊断.给出了运放的等效宏模型和模块级软故障的诊断步骤,并用仿真实例证明了该诊断方法的有效性.

预应力锚索对边坡加固效应的模型试验研究

随着山区公路路堑边坡预应力锚索技术的发展,为了研究预应力锚索对边坡的加固效应,针对预应力锚索锚固后的边坡含断层的均质岩体进行了相似材料室内模型试验。模拟了纯预应力锚索、预应力锚索-横梁、预应力锚索-纵梁以及预应力锚索-纵横梁4种加固方式的试件,根据不同加固方式试件的试验结果,研究了预应力锚索的受力特征、预应力锚索失效后边坡的承载能力变化以及框架梁的作用。最后得出了可供均质岩体边坡工程参考的相关结论。

复杂条件下高陡边坡变形与破坏规律研究

以攀枝花兰尖铁矿工程为例,采用相似材料模拟实验对受断层影响的露天高陡边坡的变形和破坏规律进行了研究。在模型相似模拟实验中,采用压力传感器和近景摄影测量等手段监测模型的应力应变和破坏特征,对围岩位移和破坏裂纹进行系统分析,揭示了受断层影响的高陡边坡的变形和破坏基本规律。断层强度受降雨和振动的影响而不断弱化,变形破坏主要集中在由断层所构成楔形体的中上部。相似模型实验可以较好地揭示高陡边坡受降雨和振动而产生的变形和破坏特征,是一种很有效的理论研究方法。

板桥凹陷断裂陡坡带沙一段层序样式和沉积体系特征及其成藏模式研究

板桥凹陷为一单断式箕状断陷,在凹陷的西北侧断裂陡坡带发育,本文以该区断裂陡坡带沙河街组一段为研究对象,对其层序样式和沉积体系特征进行了深入研究。研究发现:在断裂陡坡带以下高位扇三角洲前缘没有低位扇三角洲前缘发育的规模大,且低位时期下切谷和河流沉积较发育;陡坡带控制着砂体空间展布特征,砂体顺着断裂带分布,与断裂带的走向平行;断裂陡坡带还控制着优质烃源岩的发育部位,砂体、优质烃源岩和控盆断层组合,形成了多种油藏样式。本文总结了该区断裂陡坡带层序样式和沉积体系特征,建立了相应的油藏模式。

济阳坳陷下第三系陡岸沉积模式

济阳坳陷下第三系沉积时构造运动以断陷为主要特征 ,在其陡岸形成了以近物源、重力流为主的沉积体系 ,不同的陡岸类型控制了沉积体系的发育与展布。本文在研究济阳坳陷的陡岸沉积特征的基础上归纳提出了断蚀陡岸沉积模式。

塔里木盆地古城地区古生界垒-扭叠合复合断层-裂缝体模型

塔中地区深层古生界巨厚的碳酸盐岩是当前油气勘探的热点。近年来,在塔中北坡的北西、北东与北东东向断层-裂缝带中取得了油气勘探的重大突破。然而,在其邻近的古城地区断层-裂缝体的研究则一直很薄弱,这一状况严重地制约了该区的油气勘探进程。基于高分辨率三维地震剖面,提出了古城地区古生界垒-扭叠合复合断层-裂缝体模型。其要点是:①剖面上,断层-裂缝体的性质不具有继承性。在深部寒武系、中部中-下奥陶统、上部上奥陶统和顶部石炭系依次发育加里东早期伸展断层-张性裂缝带、加里东中期压扭断层-压剪性裂缝带、加里东晚期张扭断层-张剪性裂缝带和海西早期张扭断层-张剪性裂缝带,它们在垂向上依次叠合。②平面上,自下而上断层-裂缝体的走向发生了明显的顺时针和逆时针旋转。在深部寒武系、中部中-下奥陶统、上部上奥陶统和顶部石炭系断层-裂缝体的走向分别为北东东向、北北东向、北东-北东东向和北东向,它们在横向上依次复合。③剖面上,断层-裂缝体呈现出“上倒锥、下地垒”的形态叠合特点和“上下张性、中间压性”的性质叠合特点。④平面上,断层-裂缝体呈现出“扫帚状”和雁列状的展布特点。

东营凹陷弧形断裂坡折带系统及其对低位域砂体的控制

东营凹陷的弧形断裂系统由三个环带组成,由于这三个环带中断裂的同沉积活动导致了同沉积构造坡折带的发育,并进而对沉降中心、生烃中心和砂体均产生了重要的控制作用。已发现的大型低位扇体沿环带分布,并受断裂坡折带的控制。因此,沿层序界面,从构造坡折带向凹陷中心方向是找寻大型低位扇储集体的主要区域。文章总结了陡坡断坡带砂砾岩扇体成藏模式和缓坡构造坡折带两种成藏模式。前者储集体主要由坡折带上广泛发育的低位砂岩复合体组成,其中的扇三角洲河口坝、水下分流河道砂体和浊积扇的扇中部分是最有利的油气储层;后者储集体主要由由下切水道充填砂岩体、水下扇、废弃型三角洲等砂体组成。这些砂体均是良好的油气储层,并具有相似的成藏动力学过程。

松辽盆地长岭断陷盆缘陡坡带中性火山岩相模式及其对储层的控制作用

松辽盆地长岭断陷盆缘斜坡带岩性以中基性火山岩为主,目前对中性火山岩岩性、岩相分布模式和优质储层发育规律尚缺乏深入认识.以长岭断陷盆缘斜坡带龙凤山地区为例,综合利用钻井、测井和地震资料,刻画该区中性火山机构、火山岩相的空间分布特征,进而建立中性火山岩相模式和喷发模式,探讨优质储层发育规律.研究结果表明:该区火山喷发中心分布在盆缘斜坡带靠近盆地边缘高部位,沿盆地边缘断裂分布,火山机构中心相带以喷溢相和爆发相互层为典型特征;向盆方向,火山机构中源相带以厚层爆发相热碎屑流亚相堆积为主,火山碎屑喷发物进一步向盆地凹陷中心搬运,与盆地水体互相作用,过渡为火山沉积相.这种火山岩相模式由多期亚普林尼式喷发作用、火山喷发物的搬运和就位方式等因素共同控制.该区优质火山岩储层以溶蚀强烈的火山凝灰岩和气孔安山岩为主,位于斜坡中部的火山机构中源相带和发育辫状熔岩流的近火山口相带是该区火山岩储层发育的有利部位.

基于速度脉冲地震动的边坡地震位移统一预测模型

采用基于小波变换的多向地震动速度脉冲特性鉴定方法,从NGA数据库及汶川地震动记录中提取出了196条速度脉冲地震动数据;基于Newmark非耦合滑动模型,考虑土体非线性特征。通过计算速度脉冲地震动作用下不同强度(ky)及初始自振周期(Ts)边坡模型的地震位移,对比分析了边坡地震位移与速度脉冲地震动参数之间的相关性,并建立了适用于近断层速度脉冲地震动的边坡地震位移统一预测模型。结果表明:既有边坡地震位移预测模型低估了近断层速度脉冲地震动引起的位移值,而用于预测近断层非脉冲地震动引起的边坡地震位移离散较小;近断层速度脉冲地震动引起的边坡地震位移与其速度脉冲特性密切相关,地震位移与速度脉冲地震动参数(峰值速度PGV)相关性最好;采用1.5倍边坡自振周期对应的加速度反应谱(Sa(1.5Ts))和PGV分别代表速度脉冲地震动的频谱成分及速度脉冲特征,能够综合反映速度脉冲地震动对边坡地震位移的影响;建立了基于边坡参数(ky,Ts)和脉冲地震动参数(PGV,Sa(1.5Ts))的边坡地震位移预测模型,为考虑近断层地震动速度脉冲特性影响的边坡地震位移概率灾害分析提供了基础。

南美奥连特盆地东部斜坡带构造变形物理模拟

南美奥连特盆地东部斜坡带发育大量与正断层反转活动有关的断背斜构造,也是非常有利的油气聚集区。文章主要应用比例化物理模拟实验方法,以奥连特盆地东部斜坡带为模拟对象,来分析早期正断层的陡缓程度、倾向组合以及断层间距等因素对正断层复活反转过程中断背斜构造形成的影响。模拟结果表明,当早期正断层均向挤压端倾斜时,如果陡倾角正断层更靠近挤压端,则陡、缓正断层都易发生反转,并形成断背斜构造。但当缓倾角正断层更靠近挤压端时,则该断层会吸收绝大部分的挤压量,而相对远离挤压端的陡倾角正断层不易发生反转。当早期正断层倾向相对时,距离挤压端更近的陡倾角正断层会吸收一定的挤压量,从而发生反转并形成背斜构造。而相对远离挤压端的缓倾角正断层是否发生复活反转则主要受断层间距的影响,距离越小越有利于断层反转。上述认识对在奥连特盆地东部斜坡带寻找与早期正断层反转有关的断背斜圈闭具有一定指导意义。

彰武断陷东部陡坡带断裂特征与控储模式

多年来,彰武断陷油气勘探工作一直处于停滞不前的状态,但2019年彰武斜13井的成功使得该区域重新燃起了希望。此文在现有资料的基础上,结合区域构造演化背景,对彰武断陷东部陡坡带断裂进行了重新研究,以期深入探讨断裂演化对储层分布的控制作用。从断层组合样式分析入手,利用人工解释投影及断裂空间活动性分析方法相结合探讨边界断层空间展布及活动性特征,结合盆地形成机制,提出彰武断陷盆地断陷期“左旋转换伸展”盆地原型性质,边界断裂(彰武断裂)具有左旋右阶式分段活动的特征,彰武断裂及盆内陡坡带次级断裂控制的盆内次洼中心呈分隔斜列式展布。在上述认识的基础上提出陡坡“转换控砂”储层发育模型,并结合勘探成功实例,建议可在彰武断陷东部陡坡带按照“转换带九佛堂组”和“上升盘义县组”两个层次开展下一步立体勘探工作。

陆相断陷盆地坡折带成因类型及控砂模式——以南堡凹陷为例

陆相断陷盆地独特的地质结构决定了其发育多种成因类型的坡折带,控制了多种类型的隐蔽圈闭的形成与分布。南堡凹陷多凸多凹,存在断裂坡折带、挠曲坡折带、沉积坡折带和侵蚀坡折带4种成因特征的坡折带类型,其分布受构造与沉积因素的双重影响,归根结底受长期、多期活动的断裂控制;坡折带控制了坡折砂的形成与分布,研究区发育断裂坡折砂、挠曲坡折砂、沉积坡折砂和侵蚀坡折砂4种成因类型的砂体。它们受各成因类型坡折带控制,其有规律的分布构成了陆相断陷盆地坡折带控砂模式。

塔中北斜坡奥陶系走滑断裂带与岩溶储集体发育模式

塔里木盆地塔中北斜坡奥陶系发育多条北东—南西向走滑断裂带,沿这些走滑断裂带多口钻井在奥陶系碳酸盐岩中获得油气发现。研究碳酸盐岩内幕储集体特征、成因及其与走滑断裂带的关系,是塔中北斜坡奥陶系油气勘探面临的关键问题之一。通过对4口典型钻井奥陶系储集体发育特征、岩石学和地球化学资料的综合分析,结合区域地质背景及火成岩发育特征,提出储集体发育可能与不同性质的深成岩溶流体改造有关,其中A井可能与区域火成岩侵入体相关流体有关,而B井、C井和D井可能与深部含硅质地层热液流体有关。通过对4口井所在的3条走滑断裂带的分段性和变形强度进行半定量解剖,并与实钻情况对比,提出走滑断裂带分段性可能控制了储集体发育部位,张扭部位较压扭部位更为有利,而变形强度控制了储集体发育规模,变形强度大的断裂带储集体规模更大。建立了塔中北斜坡奥陶系走滑断裂带与深成岩溶储集体的发育模式,为奥陶系断裂带碳酸盐岩内幕储集体的油气勘探与评价提供了新的思路。

埕东凸起西南坡沙三段砂砾岩体坡积相沉积模式

坡积相沉积指断陷湖盆陡坡带凸起区的风化产物在水、风以及重力等动力的作用下,沿斜坡滚动堆积在山麓的1种带状沉积,其岩性以砂砾岩为主,常与冲积扇或扇三角洲等沉积伴生,坡积物往往紧靠山前基岩堆积而成,分选差、成层性差。以埕东凸起西南坡埕913块沙三段下部的砂砾岩体为研究对象,通过岩心观测描述、相似露头描述、FMI成像测井图像分析等手段,对坡积相沉积特征进行了研究,分析坡积物的粒序特征,建立了研究区坡积相的沉积模式。该研究对于全面认识断陷湖盆陡坡带砂砾岩体的沉积特点,完善其沉积体系类型,均具有重要意义。