断裂附近源断砂空间配置油气运聚有利部位预测方法及其应用

为研究含油气盆地下生上储式断裂附近断砂空间配置圈闭中油气分布规律,在断裂附近源断砂空间配置油气运聚机理及有利部位研究的基础上,利用源岩排烃分布区和断裂输导油气有利部位,确定断裂附近源断空间配置油气运移有利部位;通过断裂侧向封闭分布部位和油气储集砂体发育部位,厘定断裂附近断砂空间配置油气圈闭部位,两者叠合建立了一套断裂附近源断砂空间配置油气运聚有利部位的预测方法,并将其应用于渤海湾盆地冀中坳陷廊固凹陷大柳泉地区旧州4条分支断裂附近沙三中下亚段源断砂空间配置油气运聚有利部位的预测中。结果表明:旧州4条分支断裂附近沙三中下亚段源断砂空间配置油气运聚有利部位主要分布在F9断裂、F8断裂中部西南及东北部局部和F7断裂西南部,有利于下伏沙四段源岩生成油气沿断裂附近源断空间配置油气运移有利部位向上覆沙三中下亚段断砂空间配置圈闭中运聚成藏,与目前旧州4条分支断裂附近沙三中下亚段已发现油气主要分布相吻合,表明该方法用于预测断裂附近源断砂空间配置油气运聚有利部位是可行的。

近断裂带铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法

依托某跨越断裂带密集区域的长大干线铁路,提出1种通用性的铁路地震预警系统台站布设方案及评价方法。首先,采用平均分布法建立台站分布模型,根据不同时期的保护对象并参考盲区半径指标,确定系统的初期和中期预警台站布设和预警方案;然后,估算理论上单台的预警监测能力,并根据历史地震数据验证不同预警方案下的系统预警监测能力;最后,评价不同预警方案的时效性,根据历史地震得到烈度-预警可用时间累积分布,确认区域预警效果。结果表明:该铁路平均台间距不应小于20 km;初期预警方案可监测到76.50%的历史地震,理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为23.18和12.19 s;中期3台、4台预警方案分别可监测到80.80%和78.54%的历史地震,3台方案理论和历史地震的预警可用时间平均值分别为15.31和8.62 s,4台方案分别为13.79和8.47s;初期和中期方案的区域预警效果均满足工程运用。

高烈度区多单体整体结构减隔震方案选型与集成优化

对于高烈度区近地震断裂带项目,抗震性能目标一般较难满足,如果不采用减隔震措施,会导致结构构件尺寸大,结构材料用量高,对建筑功能影响大。目前降低地震作用方法主要有减震和隔震两种。隔震可以大幅度降低地震作用,但对建筑功能影响大。减震降低地震作用效率相对于隔震低一些,但是对建筑功能影响小。目前商办项目采用不设缝多单体整体结构形式越来越多,但对其研究较少。首先对高烈度区项目减隔震设计原理、设计方法及设计要点进行总结。再以一个实际工程案例,说明了如何在实际工程中使用该方法,工程案例表明,减隔震方案选型可有效改善建筑功能、节约结构成本,另外,对于近地震断裂带高烈度区商办项目,采用多单体整体结构顶板隔震方案是最经济合理有效的结构方案。

临湖铁矿开采采场围岩裂隙演化规律及防治水技术研究

压占资源的安全开采是当前矿区生产的难点之一。以往对于水体、建筑物、铁路下的矿产安全开采研究以煤矿居多,而铁矿山的研究甚少,特别是水文地质条件复杂地区。为解放被地表水体压占的铁矿资源,在深入分析水文地质条件的基础上,以某临湖铁矿为例,利用“下三带”理论、塑性力学公式和岩石力学模拟等,对铁矿矿段开采进行应力、位移分析及导水裂隙带预测,探究了含断层矿层开采造成的采场围岩裂隙演化规律以及断层的导水能力变化情况。结果表明,上盘岩层底端因为断层而出现应力集中现象,最大应力达到11.53 MPa。围岩应力在采掘扰动作用下发生较大范围改变,造成底板破坏带最大达到1.91 m。而断层带及其附近隔水性能变化极小,未造成工作面与湖水沟通。提出采用矿井充填、隔水层再造以及底板注浆改造等方式来防治临湖铁矿水害。研究成果可以为该铁矿水害防治及后续开采方式优化提供依据,同时也为类似矿区提供借鉴。

小江断裂带近场活动特征分析

采用2009—2018年小江断裂带跨断层近场形变观测资料,通过应变参数最小二乘法求解该时间段内小江断裂带上不同区段最大剪应变率和面应变率近场结果并进行对比分析。结果显示小江断裂带上的最大剪应变率和面应变率在各区段存在较大差异性,最大剪应变速率变化范围为(1.03～4.10)×10^(-6)/a,面应变率变化范围为(-1.18～0.33)×10^(-6)/a。该断裂呈现出北段强剪切张性、中段弱剪切强挤压、南段强剪切兼挤压活动的分段活动特征,进一步分析得到该断裂中南段为应变积累区段,地震危险性高于其他区段。

近地表倾角和无地表破裂前期逆冲地震对汶川M_S8.0地震逆冲滑动量随深度分布形态的影响

逆冲滑动是汶川地震的初始和主要震源过程,其破裂滑动量随断层深度的分布形态与多数板内逆冲强震不一致.本文用摩压比值来表征断层沿线的局部破裂危险程度,通过数值实验讨论了底部破裂源、近地表倾角和无地表破裂的前期地震等对铲形逆冲断层的破裂危险分布和破裂滑动分布的影响.有限元数值模拟结果显示,在巴颜喀拉块体对龙门山断裂带的高强度挤压下,上陡下缓近地表陡倾角的铲形断层形态使得汶川发震断层近地表对逆冲破裂和滑动有一定的阻碍作用;破裂滑动量集中于发震断层中部的前期逆冲地震是造成汶川MS8.0地震逆冲滑动分布异于板内逆冲强震滑动分布现象的一个可行解释.

九度地震区近断层高速铁路简支梁桥新型减震榫结构设计及减震性能研究

高速铁路的高速性及平稳性要求,往往使高速铁路桥梁整体刚度比较大,在高烈度地震作用下,易使桥梁发生强烈的地震响应,近断层范围内易使墩梁发生较大的相对位移,为保证高速铁路桥梁的安全性,需进行减隔震设计。基于某九度地震区近断层高速铁路桥梁工程,提出一种新型减震榫适用于高速铁路简支梁桥,该新型减震榫具有三向抗拉及耗能功能,与双曲面支座共同组成减隔震系统;对减震榫进行结构设计,并利用ANSYS有限元分析软件对减震榫进行仿真分析,研究减震榫水平滞回性能及竖向抗拉性能。研究结果表明:在九度地震区近断层范围内,该新型减震榫滞回曲线饱满、稳定,耗能效果良好,竖向抗拉性能满足要求,为桥梁下部结构优化设计提供依据,并产生很好的经济效益和社会效益。

近断层地震区铁路钢桁拱桥抗震性能和对策研究

为给近断层地震区修建上承式铁路钢桁拱桥提供技术支撑,本文以列衣大桥拱桥方案为研究对象,分析了具有长周期、大脉冲及高竖向分量特性的近场地震动和地震行波效应对钢桁拱桥地震响应的影响规律,并据此开展了减隔震装置设计参数及结构抗震性能优化设计研究。结果表明:(1)相对于按照规范反应谱拟合的远场地震动,具有长周期、大脉冲特性的近断层地震动将显著增大钢桁拱桥的地震响应,可达40%以上,同时竖向与水平向地震峰值加速度比值由0.65增大至1.0倍时,拱顶杆件应力增加46.3MPa;(2)本例中地震行波效应仅对拱顶下弦杆和拱底上弦杆产生不利影响,对其余杆件影响小于10%或小于一致加载结果;(3)优化墩梁之间减隔震装置的设计参数,合理匹配由主梁传递至下部结构的地震力可起到显著的减隔震效果;(4)采取减隔震措施后,拱脚为地震最不利位置,为进一步提高钢桁拱桥的抗震性能,不宜仅增大拱脚构件截面尺寸,在拱脚处灌注混凝土和减小上部结构重量往往可起到更好的效果。

近活动断裂带大跨悬索桥抗震性能研究

为了解近活动断裂带大跨悬索桥的抗震性能,以主缆跨径(125+485+125)m的双塔单跨钢板组合梁悬索桥——紫坪铺特大桥为背景,采用SAP2000软件建立桥梁有限元模型,计算桥梁结构动力特性,采用非线性时程分析法分析地震作用组合下桥塔和桩基的内力及加劲梁位移,并提出设置粘滞阻尼器的减震优化设计。结果表明:大跨悬索桥高阶振型密集,应重视高阶振型对结构动力特性的影响;E2地震作用下,桥塔和桩基各关键截面弯矩需求均小于截面抗弯能力,符合E2地震性能目标,塔柱横梁地震响应不大,采用常规设计可满足性能要求;纵向+竖向E2地震作用下,加劲梁梁端纵向位移较大,在加劲梁梁端与桥塔横梁间纵向设置粘滞阻尼器[阻尼系数C=2000 kN/(m/s)α,速度指数α=0.3],可有效限制加劲梁在地震作用下的纵向位移。

基于微震监测技术的煤炭开采临断层区冲击矿压预测研究

煤炭开采临断层区冲击矿压的精准预测可有效增强矿区安全性。因此,提出基于微震监测技术的煤炭开采临断层区冲击矿压预测方法。假设煤炭矿区内煤岩材料的微元强度服从Weibull分布,构建冲击矿压非均质应变损伤软化本构模型以及煤炭开采临断层区冲击矿压的突变模型。利用开采区域内波速大小反演临断层区应力分布。将微震监测技术应用于冲击矿压突变模型中,建立冲击危险预警指标,利用冲击变形能指数获取冲击矿压空间域变化情况,实现煤炭开采过程中冲击危险区域以及能量聚散程度的预测。实例分析结果表明,该预测方法所获取微震监测系统台网监测数据将水平定位误差和垂直定位误差控制在20 m和50 m以内,证明该预测方法可准确预测煤炭开采临断层区冲击矿压。

可控源音频大地电磁法在公路隧道勘察中的应用研究

可控源音频大地电磁法(CSAMT)已成为深埋隧道工程经济高效的勘探手段之一,静态效应、近场效应及电磁干扰是CSAMT应用中的突出问题,文章结合工程实例探讨了静态效应和近场效应产生机制、特点及校正前后的差别。根据同一地质单元内磁场变化微弱的特点,提出了在隧道勘察中避开文化噪声源的方法。在龙邦隧道勘探实例中,CSAMT异常与钻孔揭露的断层破碎带、岩溶发育带对应较好,说明了该方法的有效性。

高烈度区铁路桥梁位移型和速度型阻尼器减震对比研究

以川藏铁路雅拉河大桥为研究对象,研究近断层高地震烈度区合理抗震措施。以墩梁连接构造位移为控制指标,比选不同吨位等级的速度型和位移型阻尼器,初步拟定阻尼器合理力学性能参数。通过对比不同减隔震方案桥墩、桩基、连接构造和主梁性能指标,得出合理减隔震方案。研究表明:同等吨位的速度型阻尼器对连接构造限位和对结构内力响应的减震效果均较好;横桥向阻尼器速度响应低于顺桥向,同时120 t屈服力的位移型阻尼器取得了与100 t阻尼力设计值的速度型阻尼器相近的减隔震效果。

昆明某学校图书馆结构设计

云南省某学院图书馆距离地震断裂带为5.5 km,结构形式采用框架结构,建筑高度超过对应抗震设防烈度适用的最大高度,为一超限高层建筑,针对结构超限情况,对该建筑进行隔震设计,对框架柱进行中震弹性设计,对大开洞楼板进行中震下应力分析,以满足结构安全需求。

新疆且末碧玉矿的成因研究

以往勘察和研究显示,在新疆和田及其附近地区主要出现与大理岩相关的软玉(和田玉)矿床,而与蛇纹岩有关的软玉(碧玉)矿床尚未有明确报道。笔者通过两年多的野外勘察和室内实验分析,新近在且末县阿尔金断裂附近发现一定规模可开采的碧玉矿床,对其中碧玉样品进行了主量元素、微量元素、电子探针、氧同位素和成矿年龄等方面的研究。岩相学研究显示其主要组成矿物是阳起石和透闪石,全岩的Mg/(Mg+Fe^(2+))=0.83~0.89,Cr_2O_3=0.08%~1.65%,Ni O=0.14%~0.22%,δ^(18)O=15.2‰~15.4‰,经与世界上已发现的碧玉矿床进行对比并结合野外观察,确定该矿床是一种与蛇纹岩有关的碧玉矿床。蚀变闪长岩(δ^(18)O=14.3‰~14.7‰)、大理岩围岩(δ^(18)O=15.2‰~15.9‰)和透闪石(δ^(18)O=15.3‰)具有相似的氧同位素组成,表明它们很可能经历了同样的流体蚀变作用。根据蚀变闪长岩(Cr=107×10^(-6)~155×10^(-6),Ni=53.5×10^(-6)~85.8×10^(-6))和大理岩(Cr=2 036×10^(-6)~2 415×10^(-6),Ni=1 403×10^(-6)~1 933×10^(-6))中的Cr、Ni元素含量判断,碧玉中大量的Cr(867×10^(-6)~2 418×10^(-6))和Ni(960×10^(-6)~1 662×10^(-6))很可能来自于蛇纹岩中的流体。对碧玉的主要围岩蚀变闪长岩进行的锆石SHRIMP U-Pb年龄测试结果分别为267±14 Ma(n=5)和272±14 Ma(n=6),与碧玉密切共生的黑云母的Ar-Ar坪年龄为260.6±1.5 Ma。鉴于蚀变闪长岩的形成时代与黑云母年龄数值在误差范围内一致,花岗岩、大理岩和碧玉的氧同位素值接近,同时碧玉的Cr、Ni元素含量较高,因此推断碧玉的物质来源很可能是蚀变闪长岩和大理岩,而成矿流体是由蚀变闪长岩中的岩浆水、蛇纹岩中活化的流体和大气降水组成。

近场脉冲地震作用下穿越断层带隧道地震响应

在地震动峰值、速度脉冲及结构的地震响应等方面,近场地震动常表现出和远场地震动不同的特性。依据地震动破坏势从NGA-West2地震动库中选出2条近场脉冲型地震动,并与2条远场地震动进行对比分析,从而得到其频谱特性,即近场脉冲型地震波具有较明显的速度幅值,PGV与PGA比值及PGD与PGA比值较大,速度敏感区位于长周期段等特点。结合都汶高速公路龙洞子隧道工程,建立穿越断层带的隧道结构三维有限元模型,并以横断面方向分别输入近、远场地震波进行计算,研究近场脉冲型地震作用下穿越断层带隧道结构地震响应特性。结果表明:在近场脉冲型地震动作用下隧道的等效应变峰值较远场地震动大,并且在速度脉冲特性更显著的集集地震波作用下的应变峰值更大;与远离断层处相比,在断层面附近隧道横断面的等效应变峰值分布规律发生了变化,其横截面等效应变峰值最大处由拱脚变为拱顶,且在4种地震波作用下拱顶处结构的等效应变均超过了混凝土的峰值应变,进入破坏阶段;断层带内的隧道地震响应明显强于围岩条件较好的地层中的隧道,而断层带与较好围岩交界面附近的隧道地震响应更为剧烈,应变峰值随距断层距离的增大而迅速衰减。所得数值模拟结果与实际震害现象一致,可以为近场脉冲型地震动作用下穿越断层隧道的抗震设防提供参考。

沙牌坝址的最大可信地震研究

如何给出能够反映近场大震特点的坝址的最大可信地震是在我国西部修建高坝时需要考虑的重要问题。以我国西部重大水电工程沙牌拱坝为例,结合有限断层模型和地震学随机方法,将震源视为三维的空间面源,进行坝址在近场大震条件下的最大可信地震研究。选择茂县地办台站(051MXT)记录,对汶川地震的震源模型和参数进行校核,作为本文研究的模型和参数依据。确定对沙牌坝址区域影响最大的发震构造为龙门山断裂带。(1)假定龙门山中央断裂未来再次发生Ms8.0级地震,设置不同高危险的震源模型,比较结果显示,对沙牌坝址而言汶川地震不是最大潜在地震,最大凹凸体的能量中心距坝址最近的震源形式最危险,坝址的峰值加速度一般不超过380 cm/s2。(2)若发震能力稍弱的龙门山后山断裂未来发生Mw7.5级地震,遵循两种思路考虑震源的不确定性,即设置最危险震源和随机设定大量震源模型,且均计入关键参数的不确定性。两种思路合成的沙牌坝址的峰值加速度非常接近,根据工程重要性取较大值,得到沙牌坝址的峰值加速度为735 cm/s2。

储气库注采井压力全过程评价方法

针对断层封闭储气库注气过程,利用流体力学、渗流力学和气藏工程方法,推导了从注采井井口至井底、井底至近井地带区域以及近井地带至断层3个阶段的压力分布方程,绘制了不同流动和地质参数下的预测图版,为储气库注气过程中从井口到断层全过程的压力跟踪评价提供了理论依据和参考。利用推导的公式,可以根据注气井口或井底压力计算储气库断层处的压力,判断断层压力是否超过设计上限压力,也可以根据断层处最大开启压力,计算注采井合理注气压力界限并评价气库提高库容的可行性。

甘肃省金川龙首矿近断层区域找矿探讨

龙首矿是金川矿区最早发现并开发利用的老矿山,经过50余年的开采,资源储备不断减少,近些年在主矿体的深边部和近断层区域开展了大量的勘探工作,找到了些隐伏盲矿体。2015年,在1 280-1 220水平23-25行巷道施工过程中,揭露到的岩石破碎,蚀变强烈,结合前期一些找矿经验,认为该区域具有存在矿体的可能性。通过运用坑探、钻探手段,在该区域内找到了接触交代型硫化镍特富矿体1个,矿体呈透镜状产出,走向约290°,倾向近乎直立,长约60-65 m,宽约9 m,延深约20 m,这一发现为龙首矿增加了硫化镍特富矿矿石量28 259 t。新发现的矿体附近岩石破碎,通过后期研究,为一断层的延伸区域,该区域岩石蚀变强烈,部分围岩可见草绿色、软、泥状,为超基性岩的绿泥石化。通过1 280-1 220水平23-25行巷道施工证明,构造＋蚀变（通道＋物源）是矿区成矿的必要条件,也是我们在主矿体附近找特富矿工作的一个重要思路。