东海陆架盆地中部隆起带北西向大断层识别及成因机制

东海陆架盆地不同地区均揭示有局部北西走向断层的存在,但由于对断层缺乏盆地整体研究,导致断层运动学和动力学认识存在争议。以中部隆起带为重点研究区,通过对区域重磁和地震资料的综合分析开展了盆地尺度北西向大断层识别和分布规律研究,探讨了区域北西向大断层构造演化过程及成因机制。结果表明:①中部隆起带发育有10条北西向大断层,该类断层具有分布范围广,断层规模“南大北小”和断面相对低角度的特点,并控制了区域内中生界及古新—中下始新统厚度的南北差异;②北西向大断层形成时间早于北东、北北东向断层,主要经历中生代燕山期正断层发育、中生代末期至早中始新世伸展-转换断层发育、中晚始新世到渐新世断层整体消亡和中—上新世至今断层局部活化四个演化阶段;③北西向大断层的形成与中国东部印支—燕山期先挤压逆冲、后伸展回滑作用有关,反映印支期华南与华北板块南北碰撞向东南方向深入影响至东海陆架盆地区域,形成大量北西走向低角度逆冲断层,燕山期在北西—南东向区域挤压及地壳增厚背景下,存在广泛的北北东—南南西向伸展逃逸,最终控制了北西向低角度正断层的形成。上述研究为区域内深层及基底潜山领域的油气勘探研究提供了支撑。

考虑斜入射的重力坝耐震时程法抗震性能评估

为明晰不同入射角度对基于性能的高坝抗震设计的影响,采用耐震时程分析(ETA)法同时考虑空间斜入射,分析大坝抗震性能变化情况。基于ETA法原理合成了3条耐震加速度时程曲线,建立Koyna重力坝-地基三维有限元模型,将耐震时程以不同角度输入地基进行地震动力分析。以裂缝贯穿时间、坝基损伤指标DBI、结构损伤耗能、坝顶顺河向相对位移为性能指标,进行重力坝抗震性能评估研究。结果表明:在耐震时程以不同角度入射时,大坝地震动力响应的差异显著,因此有必要在采用ETA法时考虑斜入射的影响。综合分析,60°入射下坝体损伤最剧烈、损伤耗能最高、坝顶顺河向相对位移最大。

原平4.2级地震前山西地磁台阵数据异常特征分析

山西省地震局与中国地震局地球物理研究所合作于2014年9月在山西北部恒山断裂带区域建设地磁台阵,布设了5台GM4磁通门磁力仪,获取区域场地磁三分量观测资料。台阵运行正常,记录数据完整率和内在质量达到预期标准。2016年4月7日在距离台阵最近代县测点约20 km处的原平发生了M4.2地震。通过对台阵2015年10月—2016年9月12个月记录数据,采用相关性、加卸载响应比、极化值3种方法进行分析,发现震前3~6个月时间各测点观测数据出现异常,其中代县与繁峙测点数据相关性最差;加卸载响应比代县测点(3.9)超出阈值(3.5);震前2个多月各测点极化值出现高值,而震前1个月代县测点出现高值,异常十分明显。笔者认为台阵多测点、数据多方法分析比单个站点分析对震前磁异常识别可信度高,这为未来多学科、多方法的地震预测综合判定提供了参考依据。

重力挡土墙地震反应研究评述

首先,对重力挡土墙的地震反应机理进行了探讨,在此基础上简要回顾了国内外抗震设计规范的演变进程;然后,对挡土墙地震反应的研究方法进行了细致评述,包括拟静力极限平衡分析法、简化条件解析法、极限位移法、地震土压力简化公式、集总参数法、整体有限元法、现场地震调查、离心机试验、振动台试验和原型观测实验等;最后,指出了需要解决的问题并提出了今后的研究方向。

南北构造带北段重磁异常的对应分析

论述了重磁异常对应分析方法原理和地质解释的地球物理基础,计算了南北构造带北段上延5 ～50km 的重磁对应分析的相关系数R和斜率α的平面分布曲线,结合其它地质和地球物理资料,初步分析认为:(1) 中朝准地台的阿拉善台隆和鄂尔多斯台缘隆起区属于正常地壳结构;鄂尔多斯台缘坳陷区属于非正常地壳结构;(2) 祁连秦岭褶皱区地壳结构比较复杂,南、北祁连和礼县 柞水褶皱带的地壳为基本正常地壳结构;祁连北部走廊过渡带、中部隆起带和南秦岭褶皱带西段的地壳属于非正常地壳结构;(3)相关系数转换带的平面分布特征大致反映了断裂带的伸展方向,在剖面上的位置大致与断裂带构造位置相对应。

混凝土重力拱坝极限抗震能力评价方法初探

从基于性能的抗震设防标准及理论出发,坝体某个关键性能破坏便可能影响大坝的正常运行,单一的评价准则已经不能满足对大坝极限抗震能力评估的要求。针对混凝土重力拱坝的结构特点,基于混凝土弥散裂缝模型,利用地震动超载时域分析方法,从收敛性、地震位移响应突变、塑性区贯通、坝体开裂破坏等方面,对国内某重力拱坝极限抗震能力进行了探讨和研究。研究表明,该重力拱坝的极限抗震能力为0.51g,顶拱中部是坝体相对薄弱的高地震响应区。

Bishop法的简化计算假设对边坡安全系数的影响

应用条分法计算边坡安全系数时,为方便运算,会对某些计算条件做出简化。本文以简化Bishop法作为安全系数求解方法,通过设计的比较方案,讨论了条块重心简化、地震力施加方式简化对安全系数的影响,还分析了竖向地震力施加方向的问题。研究结果表明:①条块重心简化对安全系数的影响极小,可以忽略;②地震力施加方式简化时,误差总体上随着边坡坡率变小、滑弧圆心角变大而逐渐减小,随着坡高变高、地震设计烈度变大而增大,粘聚力和内摩擦角的变化对误差基本不产生影响;③竖向地震力方向的选取主要与地震设计烈度相关,在同一地震烈度下,坡高改变了施加方向改变时的参数临界值。

西藏朗县秀沟铬铁矿高精度重磁勘探效果

2010年笔者完成了西藏朗县秀沟工区1∶5 000高精度重磁勘探,重力测量总精度达0.069 4 mGal。根据岩矿石物性特征建立了铬铁矿地球物理模型与找矿标志。局部重力高异常0.1～0.6 mGal、宽度几十米至一二百米,并且磁异常中等强度、反向磁化的重磁异常组合特征是识别铬铁矿的标志;局部重力高异常带与环状镶边的正磁异常带的组合特征是识别超基性岩带的标志。运用小波分析提取铬铁矿与超基性岩体局部重磁异常,倾斜角(tilt-angle)法识别岩体边界,Paker法密度填图及2.5D交互反演推断了蛇纹石化橄榄岩的范围及14个铬铁矿与矿化体的重磁远景异常,其中6个远景异常已经得到证实。指出在西藏进行铬铁矿勘探,不仅要求野外施工精度高,而且要求室内处理解释工作精细,应充分运用各种数据处理的新方法技术,才能够获得良好的地质效果。

深部场源变化微重力观测系统设计与模型研究

基于陆地μGal级精度的重力重复测量可以获取高精度区域重力场时变信号,实现对地壳内部介质物性变化的监测能力。提出一种基于现有地震重力监测网络,通过优化场地观测条件,联合应用高精度绝对重力、相对重力,联合水准、GNSS系统和水文等观测手段,设计一种新型的场地重力阵列式观测系统,有助于分离不同深部场源引起的微重力变化信号。该观测系统除可以提高地壳深部场源信号的信噪比外,还可以通过调整阵列间距来监控敏感区场源变化,有助于探测地壳深部地震孕育和发生阶段的场源介质物理变化过程。

青海地区地震磁扰动异常特征研究

以青海地区8个测点磁通门秒采样观测数据为研究对象,利用地磁垂直强度极化法结合该区域中强地震背景进行分析。基于极化背景场变化特征提取震磁异常在研究区实际应用中取得以下认识:多台站同步极化高值异常对于2个月以内青海地区5级左右及以上地震有一定映震能力,且异常具有一定信度;测点密度均匀分布情况下,震中位置基本位于极化高值区域。

强地震作用下混凝土重力坝抗震安全评价

采用新的地震动参数对重力坝进行抗震复核,分析强地震作用下坝体的抗震稳定安全性。采用反应谱法和时程分析法分别计算结构的地震动力响应,分析其自振特性,确定结构的薄弱部位,并提出有效可行的抗震加固措施。评价结果表明:在坝踵和坝趾附近区域及上下游折坡处出现了小范围的损伤,并未形成贯穿上下游的屈服区域,混凝土重力坝的安全性能满足新的地震参数要求,结构设计合理,能够抵御高强度地震。

新疆乌什地震带断裂研究的综合地球物理方法

本文介绍了重力、磁力、大地电磁测深、地震等地球物理资料与地震相关的活动断裂的识别标志,并以新疆乌什地震带为例分析了综合各种物探资料研究活动断裂的方法。结果显示根据不同的研究目的选择合适的针对性方法可以较好的获得断裂的展布、深部或者活动性等特征。

金沙江阿海水电站混凝土重力坝地震抗滑稳定性的时程法分析

通过动力有限元时程法分析了金沙江阿海混凝土重力坝在设计地震动(0.344g)作用下的动态响应,计算模型考虑了动水压力作用、大坝-岩基相互作用,用黏弹性吸波边界模拟了地震动能量向无限远域逸散的地基"辐射阻尼"效应。通过将坝体惯性力时程极大值与振型分解反应谱法的惯性力极值对比,从而验证了复杂动力数值模拟结果的正确性,为后续分析打下了基础。采用沿滑面的应力积分法得到了大坝沿建基面的瞬态抗滑安全系数时程。计算结果表明:阿海重力坝在设计地震动(0.344g)作用下的安全系数时程的极小值为1.146,大坝整体稳定性良好,可不采取提高整体抗滑稳定性的工程加固措施。作为重大工程典型实例研究,采用的计算方法和所得结果对类似大坝工程抗震研究具有参考意义。

山东德州地区矽卡岩型铁矿找矿方法研究

近年来,在山东省德州市东南部深覆盖区的矽卡岩型铁矿勘查工作取得了突破,发现了潘店、李屯、大张铁矿床,矿体厚度1. 57~97. 45 m,矿石品位为TFe 51. 82%~56. 75%、m Fe 47. 20%~51. 70%。本次研究通过总结区内勘查经验及对比找矿方法,探讨研究区铁矿找矿方法的适用性和有效性,旨在指导今后在类似地区矽卡岩型铁矿勘查工作。研究区勘查工作表明,"系统收集分析资料—面积性基岩地质编图—面积性物探测量—重点区综合物探剖面测量—成矿有利地段异常查证—铁矿资源潜力评价及综合研究工作"的勘查流程在研究区矽卡岩型铁矿勘查工作中效果显著。研究区找矿过程中"地质—磁法—重力—电法—地震—钻探—测井—综合研究"等找矿方法效果明显。在今后勘查工作要重视大比例尺高精度航空磁法测量、大比例尺"重磁电震"等综合物探剖面等手段的应用;同时要不断优化勘查方案,以深入推进类似地区铁矿勘查工作。

基于附加质量法的二维重力坝地震响应研究

为研究重力坝在地震动力荷载作用下的一般反应规律,以万家寨水利工程挡水坝段为分析对象,基于附加质量法对其进行动力时程分析,分析坝体关键点在地震过程中的应力、位移、损伤等地震响应的变化规律。结果表明:坝体不同部位的应力变化趋势基本相同,其中最大应力值出现在下游折坡点处,峰值应力9.78 MPa;随着坝体高度的增加位移增大,位于同一高度时,下游位移高于上游位移;损伤主要集中在下游折坡点处,随着地震的持续增大,从F点逐渐向坝体内部扩展。

武都碾压混凝土重力坝抗震分析与安全评价

武都水库是四川省江油市境内的涪江干流上的大(1)型水利工程。汶川8级地震中,武都水库工程紧邻震中区附近,并正处于施工高峰期,大地震对武都水库工程已建和在建的40多个项目均有不同程度的损坏。分别采用水工建筑物抗震设计规范给定的地震动参数值和地震后复核确定的地震动参数值,对武都大坝进行抗震分析与安全性评价。计算表明,当设计设防加速度256cm/s2时,按规范规定的悬臂梁法进行抗震计算时,均满足现行抗震规范的要求。按平面有限元计算时局部拉应力超出规范的允许值,建议挡水坝段下游坝面折坡附近以及溢流坝段在导墙与边墩交接处附近提高混凝土的强度等级。鉴于坝踵、坝址部位局部范围内仍有较大水平的拉应力,建议自建基面的一定高度内应确保混凝土的浇筑质量,以确保大坝的抗震强度安全。

基于小波分析的重磁数据求导方法及应用

在双正交小波分析下,实现了重磁异常数据高精度的导数计算。该算法是在小波分析得到的系数基础上,采用Monte-Carlo方法进行噪声的估计,根据获得参数分别进行去噪处理。理论计算结果表明:算法的计算效率高,计算的结果精度高,抗干扰能力强。实际数据处理结果表明:采用基于小波变换的方法完成导数处理,结果对地质填图中地质体边界的划分和磁性地层参数分析提供了重要的资料,也为采用基于导数的位场数据反演解释方法提供了优良的基础数据。

大地电磁、重力、磁法和地震初至波走时的交叉梯度二维联合反演研究

为了准确的探测和描绘地下复杂的地质结构,同时克服地球物理单一方法反演的多解性和单一参数反演模型的不一致性等问题,近年来基于交叉梯度联合反演的综合地球物理解释已经得到了广泛的关注和应用.本文首先研究了两种地球物理方法的交叉梯度联合反演算法,在此基础上,推导并实现了多种地球物理方法(大地电磁,重力,磁法,地震初至波走时)的多交叉梯度约束的二维联合反演算法;其次,我们设计了结构不一致模型和复杂模型,针对多物性联合反演算法的准确性和有效性进行了模拟试算,并对复杂模型的单独反演结果和联合反演结果进行了交叉梯度值和物性交会图的对比;最后,本文将成熟的卫星资料多光谱综合分析技术应用到联合反演中,将多物性参数反演模型结果图通过RGB(红-绿-蓝)模式进行合成,得到融合的RGB合成图.结果表明:通过对结构不一致模型和复杂模型的联合反演结果和单独反演结果的对比分析,可以得出联合反演得到的结果更接近真实模型,并从得到的交叉梯度值进一步证明了联合反演模型相似度高,也从物性交会图中得到联合反演的物性相关性更好的结论,反向证明了算法的正确性.最终从得到的RGB合成图像,我们可以更直观的分析反演结果,更有利于准确划分地下模型结构.

重磁电井震“五位一体”火山岩识别技术在滴南凸起石炭系天然气勘探中的应用

2006年克拉美丽气田发现之后,滴南凸起南带被作为寻找下一个千亿方气区的重点领域。但从2011年开始,随着风险探井KM1的失利,该区带钻探工作处于停滞状态。存在的主要地质问题是多井钻揭火山沉积相是否发育规模火山岩情况不明。本文利用重磁电测震“五位一体”综合火山岩体识别技术,重力-地震定构造及地层格局、磁力-电法-测井-地震定岩性岩相,明确了滴南凸起南北分带的构造格局及石炭系展布特征,刻画了多个火山岩体目标,DT1、KM001井相继获得突破,新的石炭系天然气规模气区初步展现。

水平柔性拉筋式重力墙地震土压力拟静力分析方法

水平柔性拉筋式重力墙是一种新型耐震结构,为研究墙后地震土压力,运用拟静力法并基于塑性极限分析上限原理,采用平面滑动破坏机构,考虑拉筋拔出和拉断两种破坏模式,推导墙后地震土压力的计算公式,并通过数值模拟方法进行验证,且讨论了填土内摩擦角、黏聚力、墙背外摩擦角、拉筋间距、极限拉力以及拉筋长度对地震土压力的影响特征。实例分析结果表明:随填土强度参数的增大地震土压力总体呈非线性减小,墙背外摩擦角对地震土压力的影响较小;随拉筋竖向间距增大,土压力呈非线性增大,但增幅渐小;拉筋极限拉力达到一定值后,对土压力没有影响;随拉筋长度在一定范围内的增加,墙后土压力逐渐减小。