基于固有频率的错断式坠落危岩体稳定系数计算模型

错断式坠落危岩体的安全稳定程度受后缘裂缝深度控制,基于静力学的稳定系数计算可得到后缘裂隙深度临界值,但静力学计算方法无法得到裂隙深度的实时变化。基于修正Timoshenko梁建立岩梁动力学方程,结合动力基础半空间理论对岩梁的约束刚度及边界条件做深入分析,得到不同裂缝深度条件下危岩体固有频率理论解析。基于数值计算验证固有频率算法的正确性,并得出结论:随裂隙深度增大,固有频率不断降低,固有频率对危岩体后缘裂隙深度变化较为敏感,根据危岩体的固有频率值可反算危岩体后缘裂隙深度。基于固有频率与危岩体后缘裂隙深度之间的关系建立错断式坠落危岩体稳定系数计算模型,并采用室内试验进行验证,得出结论:危岩体固有频率与其后缘裂隙深度近似为负线性相关。基于固有频率的错断式坠落危岩体稳定系数计算模型可为危岩体自动化监测提供有益借鉴。

鞍山-本溪地区眼前山铁矿床深(边)部错断隐伏矿体磁法和瞬变电磁法联合定位及预测

随着地表矿体开采殆尽,找矿需求日益增加,隐伏矿勘探尤其是已有矿山深(边)部的隐伏矿体定位识别成为当前地球物理探测研究的重点和难点问题。鉴于此,本文针对已有矿山深(边)部构造错断隐伏矿体的定位识别,以鞍山—本溪地区(鞍本地区)眼前山典型BIF型铁矿深(边)部隐伏铁矿体为研究对象,基于前期地质和地球物理研究成果,采用地面高精度磁法、基于大定源中心回线装置和多匝重叠回线装置的瞬变电磁法进行联合探测应用研究。探测研究成果表明,地面高精度磁法可以圈定隐伏铁矿体的平面边界,从而缩小找矿靶区,在眼前山铁矿东部及西部偏南区圈定了两处成矿预测区;其中东部异常区通过瞬变电磁法进行定位识别隐伏铁矿体的埋深及形态,并经过钻探验证,发现一处埋深320~410 m的厚大隐伏磁铁矿体,表现为向东稳定延伸并有逐渐增厚的趋势;据此推测具有相似异常特征表现的西部偏南异常区具有较大的找矿潜力。本研究为类似金属矿山常见的不同级别构造错断隐伏矿体的高效定位识别提供了理论支撑和应用依据。瞬变电磁法的多匝重叠回线装置比中心回线装置具有更高的分辨率,也更适合对盖层下隐伏金属矿体的探测定位。

钢-聚丙烯纤维混凝土衬砌与组合抗震缝抗错断性能研究

隧道建设常处于复杂的地质环境中,位于断层错动带的隧道工程具有更高的施工及服役风险,提高其抗错断性尤为重要。因此采用钢-聚丙烯纤维混凝土及组合抗震缝联合布设的措施,提高隧道结构的抗折及抗错断性能。通过ABAQUS软件对该组合结构进行数值模拟分析,研究结果表明:组合抗震缝和钢-聚丙烯纤维混凝土衬砌能大幅增强结构抗错断性能;只改变组合中的纤维掺量和钢纤维长径比,隧道纵向拉应变和压应变的降幅最大差值分别为36.1%和6.3%,受拉受压损伤的降幅最大差值分别为1.7%和13.9%,发现通过调整组合的参数能使隧道适应不同工况要求,为工程实践提供更为灵活的设计方案。

天山胜利隧道穿越博-阿断裂段抗错断性能研究

目前针对超挖、铰接与减震层组合设计对走滑断层隧道抗错断损伤特征的研究尚不明确,为此以天山胜利隧道穿越博罗科努-阿其克库都克断裂为实际工程背景,采用可表征泡沫混凝土力学行为的塑性本构模型模拟减震层泡沫混凝土受压行为,建立精细化三维数值模型,评估隧道在超挖、铰接与减震层组合设计工况下的纵向位移、衬砌断面损伤和应力分布特征,得出采用超挖、铰接与减震层组合设计时的走滑断层隧道力学响应及破坏特征。研究结果表明,隧道受断层活动影响呈现S形变形,在断层滑动面附近隧道变形较大;走滑断层作用下衬砌损伤集中在拱腰及45°共轭方向,衬砌内力随着断层错动量的增加而增大;通过超挖、铰接与减震层的组合设计,能够较好地减轻隧道二次衬砌破坏。

跨断层隧道抗错断措施研究综述

随着跨断层隧道工程近年来不断增多,如何确保断层错动作用下衬砌结构和工程设施的安全、减小因断层错动造成的灾害损失是进行隧道建设无法回避的问题。为此,首先介绍了断层的类型、力学性质和作用机理,然后分析阐述了国内外关于隧道穿越断层常用的抗错断处理措施及建议。最后通过比较得出结论,超挖设计是目前最为常用的防护手段,而铰接设计和隔离消能设计对隧道的抗错断效果最为显著。

胶州湾第二海底隧道穿越活动断层抗错断结构方案研究

为保证海底隧道在断层错动作用下的结构安全,依托胶州湾第二海底隧道工程,对隧道穿越最大位错量为0.49 m的沧口断裂段落进行衬砌结构设计,提出扩大断面和多孔脆性材料填充2种方案。采用有限元数值模拟方法对2种方案衬砌结构的变形与受力特点进行分析,并综合对比2种方案的衬砌结构受力情况、扩挖量和施工难易度,最终推荐采用柔性连接结合多孔脆性材料填充的抗错断结构设计方案。该方案在减小开挖量、未明显增加施工难度的同时,克服了扩大断面方案二次衬砌在断层错动作用下易破坏的问题,可保证止水构造正常发挥作用,提升海底隧道衬砌结构在断层错动下的安全性。

C3井扶正式套管错断修复工艺的应用与试验

随着油田开发的步伐不断加快,在新井和老井中套管错断问题故障不断增加,严重影响油水井正常生产,处理不当有可能造成油井报废。套管修复技术种类较多,其中支撑管扶正+化学封固的工艺方法处理套管错断故障复杂成本低,修复后套管承压强度高,能很大满足后期生产的需要,为今后在治理套管错断故障复杂问题提供可靠的方法和依据。

苏北油田CO_(2)驱油注气井套管错断原因分析及治理

CO_(2)驱油是苏北油田大规模应用的一种提高采收率的开发技术,目前已经取得较大进展。CO_(2)驱油注气井的油层套管是保证正常生产的重要因素,但在实际生产中,注气井多次发生油层套管错断事故,严重影响生产。通过对失效管材开展检测及分析,初步确定导致套管错断的主要原因为CO_(2)腐蚀、低温损伤和间歇式注气。从注气管柱、注入方式和环空保护液三方面开展治理试验,发生套管错断的概率明显降低。

跨断层隧道纤维混凝土衬砌抗错断技术研究

研究目的:纤维混凝土在隧道黏滑断层抗错断设计方面鲜见报道,为提高跨黏滑断层隧道结构的安全性和稳定性,以某隧道F1黏滑断层段为研究背景,对跨黏滑断层隧道素混凝土与不同纤维混凝土衬砌结构条件下抗错断作用效果进行对比分析,以提出适宜黏滑断层隧道纤维混凝土衬砌抗错断技术。研究结论:(1)同体积纤维掺量条件下,SBFRC立方体抗压强度比SFRC略低,SBFRC抗折强度比SFRC略高,相差5%以内,SBFRC、SFRC抗压强度和抗折强度可近似相等;(2)断层黏滑错动对隧道上盘的影响大于隧道下盘;(3)下盘内纤维混凝土衬砌结构的抗错效果优于上盘,SFRC二衬平均抗错效果为12. 22%,SBFRC二衬平均抗错效果为15. 81%,SBFRC衬砌结构抗错断效果较SFRC抗错断效果提升29. 4%;(4)本研究成果对黏滑断层段隧道纤维混凝土衬砌设计具有指导意义。

穿越断裂黏滑带隧道合理抗错断设防长度研究

研究目的:隧道穿越黏滑断层带极易发生错断,其合理的抗错断设防长度一直是业内研究的关键性问题。采用数值计算和黏滑错动模型试验相结合方法,研究隧道穿越断裂黏滑带黏滑错动条件下结构应变、主应力响应特性,探求穿越断裂黏滑带隧道合理抗错断设防长度。研究结论:(1)衬砌主应力最大峰值均出现在断裂黏滑带两侧一定范围内,当远离黏滑断裂带衬砌结构主应力趋于稳定,黏滑错动影响范围在隧道纵向具有显著区域性特征;(2)断裂黏滑错动对活动盘影响范围明显大于固定盘;(3)影响范围内活动盘侧以拉应力破损为主,合理的抗错断设防长度约为(6～7) D;(4)固定盘侧以压应力破损为主,合理的抗错断设防长度(含断层带)约为(4～5) D,且随着断层宽度的增加,固定盘侧影响范围逐渐向断层区域内平移;(5)减错缝的设置可将衬砌结构主应力降至安全范围内,实际工程建议根据衬砌模板台车长度将减错缝与施工缝设置在同一断面;(6)本研究成果可为黏滑错动地质地段隧道抗错断设计和施工提供理论依据。

山西交城断裂错断全新世洪积扇

航片判读及野外调查发现,位于山西太原盆地西界,交城至清徐县长约26km的山前地带,展布着一系列断续分布、总体呈NEE走向的洪积扇陡坎(图1)。 这些冲洪积扇陡坎展布在山前各冲沟沟口处,位于人山寺沟、大峪沟、桃园沟、泽鱼沟、市儿口沟、方山口沟及胡石井等沟沟口均可见到。这些陡坎的高度在1～10m不等。陡坎西北侧抬升,表现为冲洪积台地。

新疆阿尔泰山南部富蕴右旋走滑断裂带晚第四纪错断水系的遥感分析研究

富蕴断裂带位于阿尔泰山南侧，横切阿尔泰山褶皱带南缘及额尔齐斯深断裂，是一条呈北北西向展布的右旋走滑断裂带。沿断裂带发育一系列错断水系、错断冲积扇、挤压脊、走滑拉分盆地等反映右旋走滑活动的典型构造地貌标志。本研究在高分辨率遥感图像和数字高程模型分析的基础上，结合野外实地构造地貌测量，对沿富蕴断裂带发育的系统错断水系特征进行了详细分析研究。研究结果表明，沿富蕴断裂带发育不同级别的错断水系，大致可划分为6级：1931年地震形成的冲沟；90m左右断距的错断水系；150m左右断距的错断水系；500m左右断距的错断水系；1500m左右断距的错断水系；2000m以上断距的错断水系。同时，结合研究区及邻区的第四纪冰川资料讨论了不同级别水系可能形成时间：恰尔沟三级支流可能形成时间为末次冰期Ⅲ阶段末期，约20ka；恰尔沟二级支流可能形成时间为末次冰期Ⅰ阶段末期，约120ka；恰尔沟一级支流可能形成于该地区冰川广泛消融的倒数第2次冰期的Ⅱ阶段末期，约为250ka；恰尔沟、水磨沟、白杨沟、乌铁布拉克河、卡布尔特河等可能形成于倒数第3次冰期Ⅱ阶段末期，约为360ka。最后，我们估算出富蕴断裂带晚第四纪以来的平均右旋走滑速率为1．46—4．99mm／a。

三维地质建模中地层错断处自动构建的新方法

针对断层等因素破坏了地层连续性形成的地层错断而造成钻孔控制数据缺失情况,以及现有地层错断处三维建模方法的不足,基于广义三棱柱(GTP)提出一种新的处理方法——局部虚拟建模钻孔法(LVMB).该方法主要分为3步进行:①确定需要在之间插入LVMB的2个界限三角形;②在这2个界限三角形相应的3条边之间自动插入LVMB;③构建2个界限三角形之间的地层模型.实验表明,该方法能够相对准确地自动进行地层错断处的三维建模,扩展基于GTP体元三维地质建模的适用范围.

渗流作用下套管错断口岩石损伤破坏半径计算

建立在渗流作用下套管错断口井壁岩体平衡微分方程,利用损伤力学理论将井眼周围岩石分为弹性区、损伤区和完全损伤区3个区域,推导了渗流条件下井壁岩石的应力分布,建立完全损伤区半径模型即井壁岩石失稳破坏半径计算模型,为现场修井冲砂作业计算砂砾体积提供理论支持.经过现场实际验证,模型的计算误差在8%以内,满足工程施工要求.

基于能量守恒原理的跨活动断层隧道抗错断设计方法研究

强震区跨活动断层隧道科学设计与合理设防是一个难点,为此基于能量守恒原理,对断层错动作用下隧道的抗错断设计方法进行研究。通过对隧道破坏过程的能量分析,获得隧道结构的可释放应变能理论公式;提出跨活动断层隧道的抗错断设计思路,并建立设计方法;经实例应用并结合数值仿真验算,运用设计方法所得隧道结构的最小安全系数较规范值大18.5%,这说明所建立的设计方法可用于跨活动断层隧道的抗错断设防设计,并偏于保守。研究成果可为高烈度艰险山区跨活动断层隧道抗错断性能的提升提供参考。

套管错断井双重丢手扶正工具的研制

随着油田开采年限的增加,在地层滑移、油井出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀等诸多因素的作用下,油田套管损坏现象非常严重,其中由套管错断引起的套损井占了相当大的比例,是套损井修复中较难解决的问题。针对这种情况,研制了专用的套管错断井双重丢手扶正工具。使用该工具进行修井作业时,对作业设备要求低,采用现有设备和常规油管,就可以完成施工,施工工艺简单。该工具具有液压、倒扣双重丢手功能,可大大降低施工风险,已成功地完成了GD2-33-532井的现场试验,取得了很好的效果。

链式衬砌节段长度对隧道抗错断效果的影响研究

针对活动断裂带引起的隧道结构安全问题,依托四川棋盘石公路隧道,基于链式衬砌的抗错断设计理念,分析在逆断层错动时不同链式衬砌节段长度下,隧道结构围岩压力、塑形应变及最大主应力的变化规律与分布特征,探讨合理的衬砌节段设计长度,可为同类工程抗错断设计提供参考。

三种“包公错断颜查散”故事的变异与传播规律探讨

"包公错断颜查散"是具有深厚传统和特殊类型意义的一类故事。"包公错断颜查散"宝卷有多种。文章以《包爷三下阴曹》(简称永昌卷)、《包公宝卷》(简称凉州卷)、《包爷错断颜查散》(简称张掖卷)三种为蓝本,探讨故事传播过程中有规则变异与无规则变异特征中的省略与强化以及故事中一些"不合理"的人物和细节设置及其模式化趋势的形成,借以说明口头传播的文学故事和谣言传播的内在一致性。

元坝2井套管变形错断修井分析与认识

元坝区块油气井超深及高温高压特征明,开发难度大。对元坝2井的修套施工证明,该区域井下情况复杂,套磨铣修复套管非常困难且成本高昂。对该区块的后续开发,建议采用加厚套管封堵盐膏层;进行地层测试时必须充分考虑套管保护措施;对似类似元坝2井的套管错断情况,建议采取开窗定向侧钻工艺修复,放弃修套施工。

文卫马油田套管错断井的修复实践

套管错断井修复技术是目前制约油田正常开发的瓶颈技术。针对文卫马油田Φ139.7mm油层套管进行了套管错断井修复试验研究,分别进行了偏心拨套器、短套铣筒开喇叭口和套管错断井扶正3种修复实践。现场试验表明,这3种技术明显提高了套管错断事故井的修复成功率,具有技术简单易用、周期短、费用低的优点,有推广价值。