岛礁地形上斜坡堤前破碎波流场数值模拟研究

基于SPH方法建立波浪数值水槽,对岛礁地形上的波浪传播变形进行了数值模拟,分析了岛礁地形上波浪破碎过程的波高和水质点波动流速分布,并采用波浪水槽物理模型试验数据进行对比验证。结果表明,该模型可以较准确地模拟岛礁地形上波浪破碎引起的波高和波动流场沿程变化。在此基础上模拟了礁坪上建设斜坡堤后的波动流场,分析了斜坡堤对礁坪上流场形态、沿程波高、波动流速垂向分布及近底流速的影响。结果表明:在建设斜坡堤后,礁坪上波浪破碎更加猛烈,波浪破碎点前移;沿程波高与波动流速受反射波影响明显,沿程波高变化呈现为先增大、再减小、再增大,最后在防波堤堤脚处减小,近底流速变化趋势则与之相反;在堤前半倍波长范围内反向近底流速峰值较非岛礁地形上规范公式计算值增幅较大。

坡折带区立体震源与平面震源资料对比分析

深水区逐步成为海洋油气资源勘探靶区,该区域地质情况复杂,中深层地震成像存在信噪比低、分辨率低的问题,势必影响油气资源的勘探开发。为提高深水区中深层地震数据的品质,从地震数据采集的源头出发,采用立体震源和平面震源在同一采集参数下,对坡折带区同一位置重复进行地震数据采集,经过相同的处理流程后,将二者在子波、炮集频谱、近道频谱、叠加剖面频谱、最终成像等方面进行对比分析。结果表明:立体震源子波在能量强度与受鬼波干扰方面都优于平面震源,且在深水区中深层具有频带更宽的特征,尤其是30~80 Hz频率更丰富,从而可以提高地震剖面的分辨率,改善地震数据的成像。由此可知,与平面震源相比,立体震源在改善深水区中深层地层成像方面具有较好的优势。因而在深水区中深层地质条件复杂的情况下,可采用立体震源采集地震数据,以提高地震数据成像品质。

倾角变化条件下反倾层状斜坡倾倒变形演化研究

倾倒变形是反倾层状岩质边坡的一种典型破坏模式,为了研究不同岩层倾角对反倾层状岩质边坡倾倒变形的影响,以澜沧江上游古水水电站坝前倾倒变形体为原型,从岩层倾角变化的角度出发,利用大型土工离心机试验分析了反倾层状岩质边坡的失稳破坏过程、变形演化特征与最终失稳模式等。结果表明:①反倾层状斜坡的变形演化过程基本概括为岩层压密-坡脚压裂阶段、弯折面形成-部分失稳阶段和弯折面贯通-彻底失稳3个阶段,岩层倾角的改变并不会影响斜坡阶段性演化过程;②岩层倾角越大的斜坡,斜坡形成弯折面所需时间越短,失稳破坏发生后坡体贯通性倾倒破坏深度更大,对应的变形范围越大,折断岩层的破坏程度越剧烈;③岩层倾角变化会导致斜坡的倾倒变形过程与最终失稳模式存在一定差异。倾角较小的55°和70°模型斜坡前部岩层在重力作用下发生明显弯曲倾倒变形,最终以“倾倒-弯曲-滑移”的失稳模式发生破坏;倾角最大的85°斜坡岩层发生的弯曲变形较小,最终以“倾倒-折断-崩塌”的模式发生破坏。研究结果对大型工程项目的顺利开展具有一定指导意义。

四川盆地须家河组坡折带发育特征及油气地质意义

前人针对断陷盆地坡折带开展了大量研究,但前陆盆地前渊向前缘隆起方向坡度较缓,大型构造欠发育,地形起伏小,坡折带研究较少。四川盆地晚三叠世须家河组四、五段沉积时期发育前陆盆地,学者们已关注到泸州—开江古隆起西侧川中—川西地区缓坡坡折带对沉积岩相的控制,但其他相关研究较少。通过对四川盆地地震反射剖面坡折带构造解释,结合区域地质已有成果,采用颗粒流数值模拟方法,厘清了川中—川西地区坡折带类型,以及坡折带与重力滑动构造之间的关系,分析了与重力滑动构造相关的新型油气圈闭特征。研究获得如下认识:(1)研究区发育断裂坡折带,以坡折带为界,东、西两侧各发育一套重力滑动形成的“前挤后拉”构造组合,构造变形强度弱于被动大陆边缘重力滑动构造;(2)研究区构造坡折带边缘断裂控制沉积相与砂体类型;(3)缓坡带重力滑动构造拉张区正断层下盘上升形成同沉积背斜发育的砂岩,与同期断陷内富有机质泥岩侧接,形成“旁生侧储”型油气藏;(4)陡坡带重力滑动形成的须五段同沉积背斜,被翼部泥岩以及滑动构造结束后沉积的泥岩所围限,形成源内砂体输导成藏;(5)与重力滑动构造相关的同沉积背斜油气藏是源内成藏新类型,研究区须五段可能存在平行坡折带NE向展布的此类油气藏。

辽中凹陷西斜坡古近系东三段湖底扇发育模式及大油田发现

通过地层层序研究、古地貌恢复、锆石测年和地震资料分析等,从物源体系、古地貌、坡折体系和湖平面变化等方面探讨了辽中凹陷西斜坡古近系东营组三段(东三段)湖底扇的发育模式,并对油气藏的特征及成藏模式进行了研究。研究结果表明:(1)辽中凹陷西斜坡东三段湖底扇砂体表现为“物源-坡折带-湖平面”控制的富砂模式;物源主要来自燕山褶皱带,其次为辽西凸起,大规模的物源供给和变质岩的母岩区为湖底扇的形成提供了碎屑物质和优质的储集砂体;沉积坡折带控制湖底扇重力流卸载位置,断裂坡折带形成的微古地貌变化控制局部砂体搬运方向和差异富集程度;湖平面变化与物源体系变化耦合形成的三角洲、湖泊和湖底扇沉积在空间上反复叠置发育,为岩性圈闭的形成提供了良好的保存条件。(2)旅大10-6油田湖底扇岩性主要为中—细粒长石岩屑砂岩,颗粒粒度较小,以重力流沉积为主;孔隙类型主要为原生粒间孔和溶蚀粒间孔,见少量粒内溶孔,孔隙发育一般,连通性较差;湖底扇发育具有垂向上多期叠置、平面上连片的特征,位于斜坡中部的中扇亚相具有明显的滑塌变形构造,是最有利的勘探相带。(3)旅大10-6油田湖底扇油藏是辽中凹陷西斜坡从构造圈闭勘探转为岩性圈闭勘探的重大发现,实现了渤海油田斜坡带古近系湖底扇型岩性油气藏勘探领域的重大突破,共发育11个油藏和9个气藏,油气藏相互独立、储量规模大、丰度高,探明油当量为3000×10^(4)t,原油物性好、探井测试产能高,为“汇聚脊-通源断层-顺向砂体”三元耦合成藏模式。

不同坡度条件存在隔离带燃料床地表火蔓延试验模拟研究

为了更好地了解斜坡条件下地表火势蔓延的特点和隔离带后的燃料引燃机制,开展了6种不同地形坡度(0°、10°、15°、20°、25°、30°)和5种不同隔离带宽度(5 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm)的地表火蔓延穿过隔离带的火行为试验研究。结果表明,在隔离带前地表火蔓延过程中,随着坡度增大,火焰由平坡时向已燃区偏倒逐渐过渡为向未燃燃料贴附,火蔓延速率、火焰长度和热流特征值均增大,火焰倾角减小。同时,在隔离带有效时,带后燃料表面温度和热流明显降低;而在隔离带失效时,带后燃料表面温度和热流与带前相比差异不大,且带后燃料温度按测点顺序依次升高。在坡度一定时,带后燃料表面温度和热流随隔离带宽度增大而减小;在隔离带宽度一定时,带后燃料表面温度和热流随坡度增大而增大。

高速铁路引入枢纽(地区)电分相缓坡设置方案研究

为解决川中浅丘地形高速铁路引入枢纽(地区)时电分相合理设置的难题,本文以成达万铁路引入资阳西站为例,针对电分相涉及上下游多专业的特点,构建了“多因素分步研究、多维度综合比选、多工况行车验证”的研究方法,对电分相缓坡设置方案进行研究,得到了满足功能需求、技术可靠、经济合理的技术方案。研究结果表明:(1)新线合场引入车站时,通常由同一相电源对车场内多线供电,末端分区所(电分相)应尽量靠近车站,减小牵引负荷;(2)分相区反向断电标边界里程=车站最外侧信号机里程-(一离去区段长度+三接近区段长度)-0.2 km-0.5 km;(3)列车限速40 km/h通过六跨短分相的最大上坡度为5‰;(4)川中浅丘地形下,分区所选址不作为控制电分相设置的主要因素;(5)枢纽(地区)内,电分相设置应统筹考虑规划线路的引入,避免规划线路实施时对既有铁路相关工程造成严重影响。研究成果可为类似工程提供借鉴和指导。

左江山秀船闸扩能工程高边坡开挖施工技术

以广西左江山秀船闸扩能工程为例,研究引航道高边坡施工开挖与支护施工技术。结合施工现场实际与引航道高边坡的特征,制定了高边坡施工的开挖和支护方法,以确保工程的安全性和可行性。研究结果表明,在左江山秀船闸扩能工程中采用该方法进行施工,两岸边坡的稳定性问题得到解决,确保了施工的安全进行,同时保障了既有航道的正常通航。

露天矿区地质灾害易发性评价

以桐柏县露天矿区为例,采用栅格单元评价法对研究区进行划分,共3 064 985个栅格单元,在此基础上展开易发性评价。并选取坡度、高程、工程地质岩组、距断层距离、斜坡结构类型、水系距离、道路距离、地貌类型作为评价因子。采用自然间断法将叠加计算的值分为4个等级(高易发区、高易发区、中易发区与低易发区)。按照《地质灾害风险调查评价技术要求(1∶50 000)》(试行)中地质灾害不同分区等级规定的图示图例进行区分,最后得出河南省桐柏县露天易发性分布。研究为桐柏县政府提供露天防灾减灾管理、国土空间规划和用途管制的基础地质依据。

焉耆盆地宝浪苏木构造带—四十里城斜坡带八道湾组圈闭发育模式及勘探潜力

焉耆盆地北部凹陷宝浪苏木构造带—四十里城斜坡带侏罗系八道湾组源岩层系油气勘探前景广阔,但对构造背景和在大面积斜坡背景下的圈闭发育模式认识不清。通过恢复焉耆盆地北部凹陷八道湾组沉积前古地貌,利用井震结合建立了古地貌控制下层序地层格架,并在格架约束下开展了沉积体系展布和刻画,明确了圈闭发育模式及有利勘探区带。结果表明:八道湾组沉积前发育了多级构造坡折带,控制了八道湾组地层展布及沉积样式,坡折带之下发育低位体系域厚层三角洲前缘砂体,之上发育湖侵和高位体系域富泥沉积体系;古地貌坡折控制下八道湾组共发育2种类型的隐蔽圈闭,古隆起与湖平面耦合控制下,低位砂体配置上覆湖侵泥岩可形成地层-岩性圈闭。坡折带控制下发育的浊积砂岩可形成透镜体圈闭,四十里城斜坡区发育厚层优质烃源岩,生烃潜力巨大;坡折带控制的2类圈闭群具有源储紧邻、高效充注、保存条件优越的特征,是下一步有利勘探目标。研究成果为焉耆盆地及周边盆地八道湾组的勘探部署提供指导。

波浪作用下方块石护面稳定性研究

护面是海堤和护岸的重要结构,直接抵御波浪作用,可采用人工块体、块石等,种类繁多。采用紧密排列方块石作为护面结构是一种景观性较好的型式,依据方块石厚度不同能抵御不同大小的波浪作用。干砌条石及干砌块石护面曾有一些规范给出过计算方法,但现行规范没有相关内容可供设计参考,已有计算方法的理论分析还存在不足。当波浪与斜坡堤相互作用时,方块石护面出现位移或脱落可能发生在波浪回落最低阶段、波浪破碎打击阶段及破后爬高水流作用阶段,通过研究得到了不同阶段波浪对方块石护面作用力的计算方法。在波浪回落最低阶段,考虑了护面及其下方垫层渗透性影响,通过理论分析建立了低渗透护面浮托压强计算模型,采用物模试验将计算结果与试验测量值进行了对比分析,结果表明总体趋势符合,量值接近;在波浪破碎冲击阶段,基于射流冲击作用原理,提出了波浪在斜坡面破碎冲击压强计算方法,通过试验分析了波浪破碎水深波高比与破波相似参数的关系,利用浅水波理论计算了波浪破碎冲击水流流速;在爬高水流作用阶段,提出了水流引起的方块石护面垂直浮托力及水平拖曳力的计算方法,通过试验结果拟合了浮托力系数和拖曳力系数,验证了水流作用下护面的受力特征。最后,针对方块石护面实际工程应用,采用该方法对不同阶段的波浪作用压强进行了计算,分析了稳定性;该实际工程的物模试验表明,方块石护面在波浪作用下试验现象与稳定性计算分析定性结论符合。文中提出有关方块石护面稳定性的计算方法可供类似工程参考。

断陷湖盆坡折带-古沟谷对沉积的控制作用——以珠江口盆地海丰33洼陷古近系文昌组为例

断陷湖盆的沉积充填受构造活动强度、海平面升降及物源供给通量的控制,而其内部砂体展布特征还受坡折带-古沟谷体系配置的调控,深入探索坡折带-古沟谷的配置关系对断陷湖盆油气勘探具有重要意义。珠江口盆地是南海重要的含油气盆地,盆地北部海丰33洼陷勘探程度较低,需要开展沉积体系发育控制因素分析,为储层的分布预测和油气勘探部署提供支撑。根据海丰33洼陷3D地震资料和测井资料,在区域构造解释基础上,深入剖析海丰33洼陷古近系文昌组发育的坡折带和古沟谷类型及其特征,阐明坡折带-古沟谷对沉积充填的控制作用。研究表明:①研究区文昌组发育断裂坡折、挠曲坡折和沉积坡折3种坡折带类型,自盆地边缘至沉积中心,坡折带具有多级分带的特征;②古沟谷类型以V型、U型、W型和单断槽型等4类为主,其中V型和U型沟谷数量较多且平面分布较为集中。坡折带控制了剥蚀区与物源区的边界,为沉积物输送提供了动力,控制了沉积物走向、搬运距离和沉积可容空间等。受坡折带组合的影响,研究区在不同阶段发育了不同的沉积体系类型。古沟谷作为沉积物搬运通道控制了沉积物的输送方向及卸载位置,且其大小控制了沉积体系的规模。因此,坡折带-古沟谷共同控制了沉积体系的类型、规模及其发育和演化。

西湖凹陷PH斜坡超覆带源-汇特征及岩性地层圈闭模式

通过钻井、测井及三维地震等资料的分析,对西湖凹陷PH斜坡带平湖大断裂上升盘超覆带的层序地层构成、源-汇系统差异及沉积演化、控砂机制和岩性地层圈闭发育模式进行了综合研究。研究认为:(1)PH斜坡平湖组自下而上划分为3个三级层序(SQ1、SQ2、SQ3)。SQ1层序分布范围局限,受控于挠曲成因的陡坡坡折,低位体系域发育,沉积了近源的以中生界岩浆岩基底物源为主的“沟-坡-扇”耦合的扇三角洲体系;SQ2和SQ3层序分布范围较广,受控于侵蚀成因的缓坡坡折,海侵体系域和高位体系域发育,沉积了远源的以元古宇变质岩基底物源为主的三角洲体系。(2)在体系域和坡折的控制下,发育3种岩性地层圈闭模式:低位期主要在挠曲坡折之下发育受基岩和扇根物性封堵的扇三角洲前缘砂体超覆型地层圈闭,海侵期主要发育受海泛期泥岩遮挡的潮汐砂坝和潮道侧向尖灭型岩性圈闭,高位期主要发育受侵蚀坡折控制的上倾尖灭和侧向尖灭的三角洲平原分流河道岩性圈闭。

溃坝波冲击下的斜坡-平板结构压强时空分布

水电站溃坝事故时有发生,因此研究溃坝波对下游结构物的冲击作用具有重要意义。本文开展物理模型试验,利用溃坝波生成器生成溃坝波,并记录水槽末端结构物受溃坝波冲击的力学表征。试验结果揭示了溃坝波冲击斜坡-平板结构时的荷载历时曲线及平板上托压强分布特性。在时间分布上,溃坝波冲击压强先后表现为5个压强阶段,本文主要研究其中的波前沿冲击压强及准恒定压强两阶段;在空间分布上,顺流方向的波前沿冲击压强和准恒定压强均从板坡结合处到板前沿递减,而在横流方向两压强变化均不大。基于试验数据拟合出溃坝波作用于平台的上托压强分布公式,得出顺流方向的最大波前沿冲击压强和最大准恒定压强分布情况。

基于ABAQUS的地震稳定性影响数值模拟分析

地震作用会导致坝体产生裂缝,引起大坝失稳,甚至危害公共安全。重力混凝土大坝下游折坡点处为坝身薄弱处,该处力学性能最具有代表性。基于有限元法,针对地震对大坝稳定性的影响进行分析。结果表明,相同地震时程下,竖直方向地震波产生的应力、位移最大;其次为顺河方向;横河方向地震波产生的应力、位移最小,可以忽略不计;相比于大坝顶部其他部位,中心部位位移最大。研究结果可为大坝抗震设计提供参考与借鉴。

陆丰南地区坡折带发育规律及差异控砂机制研究

陆相断陷湖盆坡折带类型多样且发育广泛,对层序的发育和砂体的分布起重要的控制作用,进而影响岩性-地层圈闭的发育。为明确陆丰南地区坡折带分布规律及对砂体的控制作用,本研究通过大量地震资料和钻井资料的分析,恢复和解剖陆丰南地区古近系的古地貌和复杂断裂体系,在陆丰南地区共识别了4大类6种坡折带,并指明了分布规律,进一步总结了陆丰南地区不同类型坡折带的差异控砂机制及其控制下的砂体特征和分布规律,指出断阶坡折和沉积坡折规模大、砂体类型多、物性好、储盖配置条件好,是最有利的两类坡折带。这两类坡折带在陆丰地区发育广泛,其控制下的有利砂体发育区带勘探潜力大,为后续系统性评价地层-岩性圈闭提供理论依据。

熔断器过载分断试验系统及试验方法分析

针对实验室使用现有熔断器过载分断试验系统进行熔断器分断能力测试过程中,因预热转换时刻判断不够准确,造成熔断器在预热阶段提前熔断或全压电路中较长时间才熔断的问题,分析了熔断器的熔断过程及端口电压的变化趋势,提出了使用熔断器端口电压斜率作为判据的试验方法,设计了电压拟合公式和控制程序,并进行仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,公式拟合曲线与实际测试波形吻合,由控制程序判断预热转换时刻并执行预热转换操作,切换到全压回路之后通流时间控制在3 s以内,取得理想的试验结果。所提试验系统和控制方法适用于不同类型、电压等级的熔断器,具有较高的推广应用价值。

准噶尔大型坳陷湖盆坡折带的类型和分布特征

在海相盆地和断陷湖盆中都发育坡折带 ,并对层序和沉积起重要控制作用 ,这一观点已得到广泛关注并被普遍接受 .对准噶尔盆地侏罗系的研究表明 ,在大型坳陷湖盆中也发育坡折带 ,其成因类型丰富 ,可划分为构造坡折、沉积坡折和侵蚀坡折 .并且分布广泛 ,表现为多级坡折的特点 ,在剖面上具有正向阶梯状组合、逆向阶梯状组合、沟谷组合、山梁组合和沟梁组合等组合样式 ;在平面上具有梳状组合、帚状组合、斜交组合、喇叭状组合和平行组合等组合样式 .于一定构造背景下发育的一组有成因联系并具类似组合样式特征的坡折带可构成一个构造坡折域 .在准噶尔盆地侏罗纪湖盆中共划分出 6个构造坡折域 .坡折带对层序、沉积和非构造圈闭的发育具有十分重要的控制作用 ,在不同构造坡折域形成不同的水系和沉积体系特征 .

断陷湖盆隐蔽油藏预测及勘探的关键技术——高精度地震探测基础上的层序地层学研究

近十余年来世界和我国隐蔽油藏勘探取得了巨大进展 ,其关键技术是高精度的三维地震及在此基础上的层序地层学研究 ,二者的结合已被油气产业部门当作勘探中的“权威性技术” .断陷湖盆在我国东部含油气资源的重要性居首位 ,控制层序形成演化的诸因素中 ,构造、古气候和在区域古地理格局中的位置对湖盆的类型和演化起着决定作用 .需要按照断陷湖盆的沉积构造演化特征建立有预测功能的层序构成模式 .在成熟的勘探区 ,重新建立等时层序地层格架 ,进行体系域精度的工业制图 ,阐明沉积体系的分布规律 ,使用高精度地球物理技术对圈闭定位 ,并对构造坡折带和低位域扇体给予重点注意 .用这种技术方法指导隐蔽油气藏的勘探 。

断陷湖盆多级坡折带的成因类型、展布及其勘探意义

对东营凹陷下第三系的研究表明 ,在箕状断陷湖盆中发育有多级坡折带 ,其成因类型有断裂坡折带、挠曲坡折带、沉积坡折带和侵蚀坡折带。作为凸起、斜坡 (断阶 )和洼陷等次级构造单元之间分界线的大型同沉积断裂往往形成断裂坡折带 ,从而从陡坡带到缓坡带依次发育有凸起 -陡坡边缘、陡坡 -洼陷边缘、凸起 -缓坡边缘、缓坡 -洼陷边缘等断裂坡折带。在这些坡折带附近的较小的同沉积调整断层可以形成更次级的断裂坡折 ,并形成各种复杂的坡折平面组合样式。在凸起边缘断裂坡折带的上下有时会形成侵蚀坡折带。挠曲坡折带主要与同沉积背斜、同沉积鼻状构造相伴生 ,其中在中央背斜带两翼、陡坡带的滚动背斜带和缓坡带的鼻状构造的两翼最为发育。沉积坡折带发育在大型三角洲前缘 ,以沿长轴发育的东营三角洲前缘最为典型。断裂坡折带控制了低位扇体以及岩性 -构造复合圈闭的发育 ,沉积坡折带控制了低位扇、高位滑塌浊积扇以及岩性圈闭的展布 ,而挠曲坡折带和侵蚀坡折带除了对砂体有控制作用外 ,更突出地表现为对地层超覆、削蚀尖灭线以及对地层圈闭发育的控制。坡折带附近是非构造油气藏发育的有利场所 ,进一步勘探的潜力巨大。