基于构造地貌法的滇中引水工程区全新世断裂活动强度空间差异性研究

1

作者 魏英豪 陈素娟 +5 位作者 王学良 王俊飞 金超 郭松峰 李兆 田乙茜 《地质科学》 北大核心 2025年第1期293-307,共15页

滇中引水工程是缓解滇中地区资源型缺水的重要跨区域调水工程。由于工程沿线地质条件复杂,深大断裂发育,确定工程区全新世断裂及其各段的空间差异性成为了工程勘察亟需回答的地质问题之一。鉴于传统活动断裂勘察存在周期长、效率低以及... 滇中引水工程是缓解滇中地区资源型缺水的重要跨区域调水工程。由于工程沿线地质条件复杂,深大断裂发育,确定工程区全新世断裂及其各段的空间差异性成为了工程勘察亟需回答的地质问题之一。鉴于传统活动断裂勘察存在周期长、效率低以及露头不典型、代表性差等缺点,本研究基于构造地貌法,选取5个地貌指标作为计算因子,包括面积高程积分(HI)、流域形状指数(BS)、流域不对称指数(AF)、标准化河流坡降指数(SLK)及山前曲折度(SMF)。我们选择4条沿线流域较为发育的全新世断裂进行构造活动强度空间差异性研究,并讨论了降雨、岩性等非构造因素对研究结果的影响。同时,在野外踏勘基础上,尝试通过断层活动速率和地震活动性分析来验证方法的可行性。主要结论如下:1)断裂带各段流域处于不同的地貌演化阶段,F1-1段和F3-1段流域较年轻,而F1-3段、F2-1段、F2-2段及F3-2段流域次之,F1-2段、F2-3段和F4段流域相对较老。2)通过相对构造活动强度(Iat)所揭示的4条全新世断裂的构造活动强度为:F1>F3>F2>F4。此外,F1呈现出南北强、中间弱的特点,F2则在南部基岩山段表现出较强的活动性,盆地部分则较弱,而F3和F4整体呈现出中等的活动强度和弱的活动性。降雨和岩性对Iat空间分布无整体性影响,构造因素为主要因素。3)基于构造地貌法得出的断裂带沿线流域的相对构造活动强度与活动速率、地震活动性变化趋势相一致,印证了以相对构造活动强度分析断裂活动强度空间差异性的可行性。其可以用来定位构造活跃区段,快速确定典型露头,提高勘察效率。 展开更多

关键词 滇中引水 构造地貌 全新世断裂 相对构造活动强度 空间差异性

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天山深埋隧道复杂地质条件影响下地应力分布数值模拟分析对比

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作者 池建军 滕杰 +3 位作者 尚彦军 邵鹏 吴彤 闫晓石 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第25期10936-10945,共10页

埋深、岩性和地质构造影响地应力空间分布特征。在复杂地质条件下,地应力并不总是随深度呈线性增加而表现出受构造影响的复杂变化。以最大埋深达2268 m的天山隧道为例,在现场调查和实测数据分析基础上,对隧道工程及两侧约460 km^(2)广... 埋深、岩性和地质构造影响地应力空间分布特征。在复杂地质条件下,地应力并不总是随深度呈线性增加而表现出受构造影响的复杂变化。以最大埋深达2268 m的天山隧道为例,在现场调查和实测数据分析基础上,对隧道工程及两侧约460 km^(2)广大范围采用有限差分软件FLAC 3D开展三维数值模拟,对地质构造影响下地应力变化有较清楚显示。断层两侧地应力突变和褶皱影响地应力起伏变化有5~10 MPa差异,尤其是临近断层上盘地应力会有局部集中现象,如硬岩区段施工中发生了中等以上岩爆。与邻近位置的实测地应力结果相比发现,数值计算结果偏大20~30 MPa,较好地量化了地质构造发育部位对地应力数值异常变化的较大影响,而这些部位正是现场地应力实测点都极力避开的位置。这说明数值模拟结果可弥补实际测点数量的有限性,进一步同实测结果结合对比可填补大量无实测数据的空白区。研究结果可为本区类似工程提供参考。 展开更多

关键词 天山 隧道 地质构造 数值模拟

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第10届全国工程地质大会学术总结 被引量：4

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作者 伍法权 祁生文 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期246-256,共11页

2016年10月13~21日,第10届全国工程地质大会在四川省成都市顺利召开。本次会议是全国工程地质大会有史以来的首次千人大会。会议围绕国家提出的"一带一路"建设涉及的交通、能源、海洋、城市等重大工程地质问题、工程地质新理... 2016年10月13~21日,第10届全国工程地质大会在四川省成都市顺利召开。本次会议是全国工程地质大会有史以来的首次千人大会。会议围绕国家提出的"一带一路"建设涉及的交通、能源、海洋、城市等重大工程地质问题、工程地质新理论、新技术以及工程地质教育及学科发展等议题设立6个分会场、1个专题讲座和1个青年专场,举办了21个特邀报告、58个主题报告、220个分组报告、19个青年专场报告,为工程地质及相关领域的国内外专家学者提供了广泛沟通、深入探讨及洽谈合作的平台。本次会议展示了我国工程地质基础研究的丰硕成果,体现了工程地质技术创新应用实用的鲜明特点,凸显了工程实践服务国家战略、冲刺难点热点的发展趋势。我国的工程地质事业蓬勃发展,国际影响力不断攀升。 展开更多

关键词 工程地质 一带一路 基础研究 工程地质技术 工程实践

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三维地质建模技术与方法综述 被引量：15

4

作者 郭福钟 郑博文 +4 位作者 祁生文 李航 朱焕春 岳云艳 谢焕忠 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期1143-1153,共11页

三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他... 三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他领域三维技术如GIS和BIM之间存在的基础性差别。针对我国基础建设领域工程地质三维地质建模技术类型繁多、良莠不齐的现实,本文系统性地阐述了三维地质建模的基础理论与核心技术、建模方法、应用功能实现与展望:(1)三维地质建模以离散数学理论为基础,插值算法是其中最关键的核心技术,文中介绍和对比分析了离散光滑(DSI)和克里金两种插值方法,从原理和应用的角度论证了DSI具有更好的适应性;(2)显式和隐式建模方法是核心技术针对不同场景形成的三维地质建模的通用方法,在工程地质领域分别适合于勘探为主和物探为主的情形,文中结合应用案例阐述了各自的特点;(3)应用功能是显式和隐式建模方法针对不同特点的地质体的应用方式,其中的通用型功能针对地层和构造等所有地学领域都涉及的地质体,定制化功能则针对行业关心的特定地质体(如水电行业的深切河谷岸坡卸荷带)且以提高建模效率为主要目的。本文通过对三维地质建模技术的阶段性总结,为未来发展提供有价值的技术指引,并将为三维工程地质体结构的透明化表征提供重要的技术支撑。 展开更多

关键词 工程地质 三维地质建模 插值算法 显式建模方法 隐式建模方法

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藏北高原班戈县地质灾害综合风险评价 被引量：3

5

作者 刘春玲 司维兵 +2 位作者 姚翔龙 刘海洋 祁生文 《地质科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期249-258,共10页

区域地质灾害风险评价虽然开展多年,但是由于地质灾害危险性难以评价和量化,承灾体数据难以调查和获取,区域风险评价的质量和精度一直不高,研究进展缓慢;更兼藏北高原自然条件恶劣、高寒缺氧、山峰多为冰川所覆盖,大部分地区人迹罕至,... 区域地质灾害风险评价虽然开展多年,但是由于地质灾害危险性难以评价和量化,承灾体数据难以调查和获取,区域风险评价的质量和精度一直不高,研究进展缓慢;更兼藏北高原自然条件恶劣、高寒缺氧、山峰多为冰川所覆盖,大部分地区人迹罕至,研究程度极低,基础地质资料及地质灾害研究成果相对匮乏,区域地质灾害风险评价接近空白,难以满足地方政府减灾防灾和应急管理的需求。本文以西藏自治区那曲市班戈县为研究区域,利用2020年、2021年的高分一号、高分二号遥感影像数据及GIS空间分析技术,基本查明了班戈县2.8×10^(4)km^(2)范围内地质灾害的数量、类型、规模、发育特征及分布规律,并采用“信息量法”较为系统地进行了全县地质灾害1∶50000的风险评价,对全县地质灾害的易发性、危险性、易损性及风险性进行了综合性的评价。研究表明,班戈县由于位于青藏高原台面,地广人稀,地质灾害风险程度总体不高,承灾体主要分布在城镇周边,因此98%的地区为低风险区,中、高风险区主要集中分布在城镇周边;此评价结果为班戈县的地质灾害减灾防灾、风险管控等提供科学依据。 展开更多

关键词 藏北高原 地质灾害 信息量法 风险评价

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循环荷载下不同裂隙方向饱和原状膨胀土动力特性试验研究

6

作者 高志傲 孔令伟 +2 位作者 王双娇 黄珏皓 赵浩武 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第4期736-748,共13页

裂隙方向是导致膨胀土力学特性各向异性的重要原因之一,为探究裂隙倾角对土体的动力特性的影响,以安徽淠史杭灌区不同裂隙倾角的原状膨胀土(α为0°,22.5°,45°,67.5°,90°)为研究对象,采用GCTS动静真三轴仪对土... 裂隙方向是导致膨胀土力学特性各向异性的重要原因之一,为探究裂隙倾角对土体的动力特性的影响,以安徽淠史杭灌区不同裂隙倾角的原状膨胀土(α为0°,22.5°,45°,67.5°,90°)为研究对象,采用GCTS动静真三轴仪对土体进行单向循环荷载试验。研究裂隙倾角、围压和不同动应力幅值对膨胀土累积塑性应变、动弹性模量及阻尼比变化特征的影响。试验结果表明:随着循环荷载幅值增大,同一裂隙角度试样的累积应变不断增加,所研究的5个裂隙角度中,α=67.5°试样将产生更大的累积塑性应变。在低围压下裂隙角度对土体临界动应力幅值影响较大,其各向异性特征显著,随着围压增大,土体各向异性减弱。随着裂隙角度的增大,试样动弹性模量呈现出先减小后增大的趋势,在α=67.5°时,试样动弹性模量最小,循环振动荷载幅值增大到临界动应力时,动弹性模量加速减小;根据阻尼比随振动次数的变化特征,提出了能够考虑其衰减速率、初始阻尼比和稳定阻尼比特征的表述模型,并分析了动应力幅值和围压对裂隙膨胀土阻尼比变化的影响。研究结果对揭示动荷载下裂隙膨胀土力学特性的各向异性,确保膨胀土地区铁路路线和轨道交通的安全运营具有重要意义。 展开更多

关键词 膨胀土 裂隙方向 循环荷载 累积塑性应变 动剪切模量 阻尼比

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膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究 被引量：22

7

作者 叶为民 孔令伟 +3 位作者 胡瑞林 查甫生 石胜伟 刘樟荣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1295-1309,I0008,共16页

中国膨胀土分布十分广泛且与人类活动密集区高度重叠。由于其胀缩性、裂隙性与超固结性(“三性”)特征,膨胀土极易受气候变化和工程活动影响而诱发滑坡灾害。然而,传统的防治技术无法适应具有“三性”特征的膨胀土滑坡与工程边坡治理要... 中国膨胀土分布十分广泛且与人类活动密集区高度重叠。由于其胀缩性、裂隙性与超固结性(“三性”)特征,膨胀土极易受气候变化和工程活动影响而诱发滑坡灾害。然而,传统的防治技术无法适应具有“三性”特征的膨胀土滑坡与工程边坡治理要求,导致滑坡屡治不止,成为工程“癌症”。“十三五”国家重点研发计划项目“膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究”紧扣膨胀土的“三性”及其互馈作用,揭示了膨胀土滑坡和工程边坡的失稳机理与关键致灾因子,突破了膨胀土边坡多场信息监测与滑坡灾害早期预警技术,研发了“表-浅-深”一体化的膨胀土边坡韧性生态防护技术,形成了膨胀土边坡防护工程健康诊断方法与快速修复技术,初步集成了膨胀土边坡生态防护综合技术体系并实施工程示范三处。项目研究成果为膨胀土滑坡与工程边坡防治提供了新理论、新技术和新工法,社会、经济和环境效益显著,应用前景广阔。 展开更多

关键词 膨胀土 安全评价 监测预警 防治技术 诊断修复 工程示范

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土石混合体斜坡地质结构精细探测新途径及其应用 被引量：4

8

作者 夏加国 高玮 +3 位作者 程雅星 胡瑞林 徐佩芬 隋皓月 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期3087-3094,共8页

土石混合体滑坡具有分布范围广、发生频率高、规律性差等显著特点,是西部山区及其重大工程建设中最为常见的灾害类型之一,其内部复杂的土-石结构是构成该类滑坡防治困难的关键因素。为了获取土石混合体斜坡接近真实的地质结构,提出通过... 土石混合体滑坡具有分布范围广、发生频率高、规律性差等显著特点,是西部山区及其重大工程建设中最为常见的灾害类型之一,其内部复杂的土-石结构是构成该类滑坡防治困难的关键因素。为了获取土石混合体斜坡接近真实的地质结构,提出通过探窗组合法,即采用高分辨的地球物理勘探方法进行地质结构探测,并借助探坑土石结构的图像处理技术予以补充,以初步实现地质结构的精细探测及宏-细观结构模型的统一。应用该方法,对湖南省南岳区拜殿乡土石混合体斜坡进行地质结构探测,获得了该斜坡接近真实的精细地质模型。该研究方法可为揭示滑坡形成演化的结构控制机制提供基础,使滑坡的预测和防治工作更加科学合理。 展开更多

关键词 土石混合体 地质结构 探窗组合法 地球物理探测 图像处理技术 精细探测

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冬奥会延庆赛区造雪引水工程潜在泥石流灾害模拟与对策研究 被引量：2

9

作者 王俊飞 金超 +4 位作者 袁鸿鹄 王学良 方文欣 孙娟娟 王宗刚 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期514-525,共12页

2022年北京冬奥会延庆赛区造雪引水工程是赛区重要的配套工程,担负着为赛区造雪系统提供储水及供水的任务。受工程功能和场区地形地貌条件约束,工程场区主要水工设施面临较高的泥石流风险。针对目前利用泥石流动力学数值模拟方法难以考... 2022年北京冬奥会延庆赛区造雪引水工程是赛区重要的配套工程,担负着为赛区造雪系统提供储水及供水的任务。受工程功能和场区地形地貌条件约束,工程场区主要水工设施面临较高的泥石流风险。针对目前利用泥石流动力学数值模拟方法难以考虑多种降雨条件下泥石流启动厚度以进行多情景泥石流灾害模拟预测的问题,基于雨洪法,本文提出了考虑多降雨重现期泥石流沟平均产水厚度和物源平均产石厚度两个指标及计算公式,并结合无人机精细测量、遥感解译、现场调查、Massflow等手段工具,开展了冬奥会延庆赛区造雪引水工程在不同降雨重现期下潜在泥石流灾害的模拟预测。结果表明:不同高程处的水工构筑物(塘坝和泵站)在不同降雨重现期(20 a、50 a、100 a)下受泥石流威胁的程度存在差异,其中1050塘坝泥石流风险最高,面临淤埋和冲击双重破坏;900塘坝和1290蓄水池泥石流风险次之,前者以淤埋破坏为主,后者以冲击破坏为主;900泵站和1050泵站泥石流风险较低。结合模拟分析和现场调查,建议在1050塘坝上游修建拦砂坝,在900塘坝库尾设置沉砂池,在1290蓄水池东侧修建导流槽,以保障水工设施长期安全运行。 展开更多

关键词 冬奥会延庆赛区 泥石流 水工设施 Massflow 重现期 模拟预测

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川南地区志留系龙马溪组页岩力学性质及微观破裂机理 被引量：3

10

作者 龚训 金之钧 +3 位作者 马新华 刘钰洋 李关访 缪欢 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1447-1455,共9页

为揭示页岩力学性质和微观破裂机理,对川南地区志留系龙马溪组页岩开展了X射线衍射、三轴压缩、微米CT扫描和扫描电镜测试。研究发现:页岩矿物成分和围压对其力学性质和储层物性具有显著影响。随着脆性矿物含量的增加,页岩弹性模量和峰... 为揭示页岩力学性质和微观破裂机理,对川南地区志留系龙马溪组页岩开展了X射线衍射、三轴压缩、微米CT扫描和扫描电镜测试。研究发现:页岩矿物成分和围压对其力学性质和储层物性具有显著影响。随着脆性矿物含量的增加,页岩弹性模量和峰值应力增大,指示两者具有正相关关系。随着黏土矿物含量的增加,页岩塑性增强,岩石强度降低。随着围压的增加,页岩中的裂缝逐渐闭合、孔隙变形收缩、孔隙度减小,围压越大,压缩越严重。页岩在破坏过程中主要发育矿物颗粒边界裂缝和矿物颗粒内部裂缝两种裂缝。对于力学性质相近的页岩,随着围压的增大,页岩从矿物颗粒边界裂缝占主导演变为矿物颗粒内部裂缝占主导。围压增大导致矿物颗粒内部和颗粒边界裂缝向破碎带演变,页岩发育更多的裂缝。 展开更多

关键词 微观破裂机理 裂缝 岩石力学 页岩 龙马溪组 志留系 川南地区

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块石破碎性质对土石混合体剪切带厚度的影响研究 被引量：2

11

作者 胡峰 祝诗逸 +3 位作者 王颂 朱益军 吕庆 李志清 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期39-51,共13页

土石混合体作为一种典型的浅表层堆积体,常引发不同规模的滑坡灾害。本文通过对比土石混合体在室内大型直剪和离散元(PFC2D)数值模拟直剪条件下剪切带厚度随含石量和上覆压力的变化特征,以期进一步揭示影响土石混合体剪切带厚度的主要... 土石混合体作为一种典型的浅表层堆积体,常引发不同规模的滑坡灾害。本文通过对比土石混合体在室内大型直剪和离散元(PFC2D)数值模拟直剪条件下剪切带厚度随含石量和上覆压力的变化特征,以期进一步揭示影响土石混合体剪切带厚度的主要控制因素。试验结果显示,室内试验中土石混合体的剪切带厚度主要受含石量的影响,其次为上覆压力,受块石尺寸的影响不明显。剪切带厚度随含石量从0增加到50%时表现为增大的趋势,随含石量的继续增大而表现为减小的趋势。但上覆应力小于200 kPa时,剪切带厚度随上覆应力的增大表现为增大的趋势,但上覆应力超过200 kPa时,其值表现为减小的趋势。然而,在数值模拟计算中,考虑块石不可破碎的情况下剪切带裂纹区域的宽度随含石量和上覆压力的增大表现为持续增大的趋势特征。分析认为,土石混合体剪切中大块石之间咬合后的齿轮带动效应是促使剪切带厚度增大的重要原因,而骨架结构含石量以及高垂直应力下块石咬合部位因高度的应力集中,随后导致的咬合棱角破碎,块石变形被限制在一定的区域内,却抑制了剪切带厚度的进一步增大。相反,在块石不可破碎的数值模拟计算中,高含石量试样内块石可持续的咬合滚动,促使周围的块石也发生变形,进而增大了剪切带的厚度。研究结果有利于揭示土石混合体的剪切变形破坏机制。 展开更多

关键词 土石混合体 剪切带厚度 含石量 大型直剪 PFC2D

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微生物岩土工程技术的过去、现在与未来 被引量：7

12

作者 王双娇 李志清 +3 位作者 田怡帆 李燕明 周应新 李丹丹 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期236-264,共29页

微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制... 微生物岩土工程技术作为一种新兴的生态友好型岩土体改良加固技术,应用前景广阔。但限于理论水平和研究手段,该技术仍存在较多不足,难以实现高效固化,由此成为大规模现场应用的瓶颈。而提升固化效率的关键在于明确其作用原理和影响机制。文章梳理了微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)的研究现状,系统归纳了固化原理和改良岩土体的物理力学特性,并分析得出固化效率主要受到反应物自身和外部环境两方面的影响。当前MICP技术已初步应用于土体固化、裂缝修复、防渗处理、污染修复及微生物水泥等领域,但由于矿化难以均匀、反应物不经济、微生物及脲酶活性期短且受环境干扰大、代谢产物附带毒性、现场应用性差,该技术目前主要限于实验室水平。作者分别提出了可能的突破与改进方向,并结合实验室成果指出豆粕进行菌体扩培和脲酶供给的碳源优势,以及将磷石膏作为现场钙源的环保性和经济性,以期为从事微生物岩土工程研究与技术开发的人员提供参考。 展开更多

关键词 微生物岩土工程 微生物地质工程 微生物诱导碳酸钙沉积 巴氏芽孢杆菌 脲酶 磷石膏

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地热系统钙华和硅华定年方法研究进展及其应用

13

作者 李彬 李义曼 +2 位作者 庞忠和 黄天明 高彬彬 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期14-25,共12页

地热系统泉华以钙华和硅华为主,因其携带丰富的多时空尺度信息,可用于恢复古水文古气候演化史、重建区域水热活动演化过程及约束构造模式。对样品精准定年是开展相关研究的基础,常用定年方法包括放射性碳定年法(无机碳和有机碳)、铀系... 地热系统泉华以钙华和硅华为主,因其携带丰富的多时空尺度信息,可用于恢复古水文古气候演化史、重建区域水热活动演化过程及约束构造模式。对样品精准定年是开展相关研究的基础,常用定年方法包括放射性碳定年法(无机碳和有机碳)、铀系不平衡法、宇宙成因核素法、光释光法和电子自旋共振法等。我国热泉泉华定年最早使用放射性碳定年法,随后多使用电子自旋共振法与铀系不平衡测年法。系统总结了上述方法的基本原理、定年范围、适用条件、对样品的要求等,并探讨存在问题及未来发展方向。对于钙华样品,如纯度高,无外源碳影响,可采用基于有机碳的放射性碳定年法和铀系不平衡法;如固结程度高,也可使用电子自旋共振测年法;古地磁法值得今后深入探索。对于硅华样品,基于有机碳的放射性碳定年法和电子自旋共振测年法更适用,而铀系不平衡法和古地磁法可以尝试。此外,^(10)Be和^(26)Al等宇宙成因核素也可用于古泉华的定年。样品纯度低或数据校正困难以及定年范围有限是目前钙华和硅华常用定年方法存在的两个主要问题;前者可考虑利用离子探针技术对微观尺度上的高纯度方解石中U和Th的同位素进行测定来获取样品年龄;为避免微量样品代表性问题,应尽量获得均匀分布的多个测点数据。后者则可以通过尝试利用长半衰期宇宙成因核素来获得百万年尺度上的泉华年龄。新技术研究以及定量化校正样品纯度不够的影响是未来发展方向。 展开更多

关键词 地热系统 水热活动 钙华 硅华 定年方法

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人工回灌水-岩接触面微生物膜效应研究

14

作者 夏璐 高晓兵 +1 位作者 孙振洲 李彬 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期9-16,共8页

人工回灌是解决地下水超采问题的有效措施之一。在回灌过程中,由于回灌水源和目标含水层存在明显的物理、化学和生物梯度,导致水-岩接触面上发生强烈且复杂的生物地球化学反应,进而在回灌过程中引起含水层的堵塞。目前,学界对含水层微... 人工回灌是解决地下水超采问题的有效措施之一。在回灌过程中,由于回灌水源和目标含水层存在明显的物理、化学和生物梯度,导致水-岩接触面上发生强烈且复杂的生物地球化学反应,进而在回灌过程中引起含水层的堵塞。目前,学界对含水层微生物堵塞的研究主要集中在介质内部,而对回灌水和介质(水-岩)接触面上微生物膜的形成规律及其对介质渗透性影响的定量研究则相对缺乏。文章选取山东省青岛市大沽河下游地下水源地为研究区,开展回灌模拟试验。分析水-岩接触面上细菌的生长规律及其分泌胞外聚合物特征,解析微生物膜效应下含水介质渗透性的时空变化规律,揭示人工回灌过程中水-岩接触面微生物膜对含水层堵塞的影响机制。研究表明,膜效应是导致含水层微生物堵塞的关键,破坏已形成的生物膜可以迅速恢复介质透水性。水-岩接触面上微生物堵塞的演变可以分为3个阶段:缓慢堵塞期、快速堵塞期以及稳定堵塞期。该研究可为人工回灌含水层堵塞的防治和地下水资源的可持续利用提供重要科学依据和理论支撑。 展开更多

关键词 人工回灌 微生物堵塞 微生物膜 细菌 胞外聚合物

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考虑裂隙粗糙度的岩体单轴压缩动态损伤模型

15

作者 刘红岩 薛雷 +4 位作者 张光雄 王光兵 王基禹 和铁柱 邹宗山 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期42-52,共11页

为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩... 为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩体宏观损伤变量计算模型;其次,将该计算模型引入到前人提出的考虑宏细观缺陷耦合的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型中,建立了能够考虑裂隙粗糙度的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型;最后,通过参数敏感性分析研究了裂隙粗糙度(JRC)、裂隙面基本摩擦角φb、裂隙长度2a对岩体动态力学特性的影响。结果显示,当JRC由0分别增加到10和20时,岩体动态峰值强度由26.42 MPa分别增加到27.28和28.37 MPa;当φb由0°分别增加到15°和30°时,岩体动态峰值强度由26.24 MPa分别增加到27.28和28.80 MPa;当2a由1 cm分别增加到2和3 cm时,岩体动态峰值强度由31.37 MPa分别降低至27.28和23.90 MPa。同时为了更精确地刻画裂隙面粗糙度的影响,将裂隙面分形维数引入到岩体动态损伤模型中,不但提高了模型计算精度,而且拓宽了其应用范围,更便于实际工程应用。 展开更多

关键词 非贯通裂隙岩体 裂隙粗糙度系数 应力强度因子 JRC-JCS抗剪强度模型 单轴压缩动态损伤模型

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循环冲击荷载作用下单节理岩体的动态力学行为 被引量：1

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作者 刘康琦 刘红岩 +2 位作者 周月智 薛雷 张光雄 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期109-122,共14页

为探究节理岩体在循环动力扰动作用下的动态力学行为,采用分离式霍普金森压杆试验系统,对含单节理辉长岩试件进行了单轴循环冲击试验,从试件的抗冲击能力、应力应变性质、能量和损伤的演化对其动态力学行为进行了全面分析。结果表明,试... 为探究节理岩体在循环动力扰动作用下的动态力学行为,采用分离式霍普金森压杆试验系统,对含单节理辉长岩试件进行了单轴循环冲击试验,从试件的抗冲击能力、应力应变性质、能量和损伤的演化对其动态力学行为进行了全面分析。结果表明,试件在循环冲击作用下的破坏模式为劈裂,节理倾角显著影响试件的抗冲击能力;试件在循环冲击过程中均出现了应变回弹现象,其力学性质并不随着冲击次数的增加而单调弱化;用耗散能表示的累积损伤系数随着冲击次数的增加近似线性增大,增幅随节理倾角的增大而减小。在低应力冲击作用下,单节理试件内的压剪应力不足以产生剪切裂纹,试件的破坏主要是由拉应力引起的张拉裂纹逐渐扩展并与节理相互贯通造成的。多节理岩体与单节理岩体的破坏机理类似,在循环冲击过程中会同时出现微缺陷的压密和节理处微裂纹的萌生,然而裂纹是否能使试件内的节理相互贯通影响了多节理试件的抗冲击能力,对于完整岩石试件,则是先出现微缺陷的压密,随后微裂纹以概率分布的形式被激活,最终导致试件破坏。 展开更多

关键词 单节理岩体 循环冲击 能量耗散 累积损伤 破坏机理

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页岩结构面特征及其对水力压裂的控制作用 被引量：20

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作者 李晓 赫建明 +4 位作者 尹超 黄北秀 李关访 张召彬 李丽慧 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期653-660,共8页

页岩是沉积岩中的一种,具有十分明显的层理构造。探究页岩层理结构面对其水力压裂行为的影响,对页岩气的开采具有重要意义。通过对鄂尔多斯盆地南部延长组页岩不同尺度下(米级到十微米级)沉积结构特点的分析,结合不同层理倾角条件下的... 页岩是沉积岩中的一种,具有十分明显的层理构造。探究页岩层理结构面对其水力压裂行为的影响,对页岩气的开采具有重要意义。通过对鄂尔多斯盆地南部延长组页岩不同尺度下(米级到十微米级)沉积结构特点的分析,结合不同层理倾角条件下的大尺寸页岩试样水力压裂试验,研究了页岩结构面(层理面)的特征及其对水力压裂过程和结果的控制作用。结果表明,米级、分米级、厘米级、毫米级和10微米级等不同研究尺度下的纹层平均厚度分别为2. 26 m,2. 09 dm,1. 70 cm,1. 48 mm和11. 7μm,呈现出分形特征,且分形维数为1. 06。页岩水力压裂行为受层理结构面影响显著,主要体现在压裂前后裂缝形态对比与破裂压力两个方面。层理倾角小于30°时,页岩试样压裂前后裂缝形态对比明显,新生裂缝较多,破裂压力较大,且随着层理倾角的增大急剧减小;大于45°时,压裂前后试样的裂缝形态几乎没有改变,破裂压力较小,且随着层理倾角的增大呈现小幅度的波动;整体上不同层理面角度下页岩的破裂压力呈斜"S"型变化。试验中的裂缝扩展,水压曲线以及破裂压力随层理倾角的不同均发生变化。 展开更多

关键词 破裂压力 裂缝 结构面 纹层 页岩 水力压裂 延长组 鄂尔多斯盆地

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新疆叶城“7·6”滑坡泥石流灾害调查与形成机理研究 被引量：18

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作者 曾庆利 尚彦军 +4 位作者 胡桂胜 杨长德 李坤 杨鹏 薛鑫宇 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期1145-1156,共12页

2016年7月6日晨0时40分左右,新疆喀什地区叶城县柯克亚乡六村发生特大滑坡泥石流灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。本研究采用地面调查、访问和遥感解译方法,从滑坡、泥石流形成的地形地貌、地层岩性和水文气象条件着手,分析了滑坡特... 2016年7月6日晨0时40分左右,新疆喀什地区叶城县柯克亚乡六村发生特大滑坡泥石流灾害,造成重大人员伤亡和财产损失。本研究采用地面调查、访问和遥感解译方法,从滑坡、泥石流形成的地形地貌、地层岩性和水文气象条件着手,分析了滑坡特征与成因,泥石流形成条件、灾害链过程与致灾机理,并对未来本区滑坡泥石流的发展趋势进行了预测。现场调查表明:(1)位于西昆仑山北坡中高山区的六村与七村毗邻区域,在6日凌晨发生的大暴雨,触发了38处群发性浅层黄土滑坡,属蠕滑-拉裂机制,且部分大滑坡表现为远程滑坡-泥流特征;(2)这些滑坡体堆积在"V"形沟谷中形成堰塞坝,其中六村上游发育15处滑坡和2个滑坡堰塞坝,在持续降水和小型沟谷泥石流的作用下,滑坡坝发生串联式溃决而形成堵溃型泥石流,冲毁六村居民区和道路;(3)同时,该毗邻区域两侧存在超过227处的黄土滑坡变形体,未来在区域气候由暖干转向暖湿条件下,强降雨的极端气候事件会增多,若遭遇强降雨,研究区仍然会爆发滑坡-堰塞坝-溃决泥石流模式的灾害,其规模可能比"7·6"事件还大。建议深化本区浅层黄土滑坡变形机理、临界雨量及泥流运动机理等方面的深入研究,同时加强滑坡泥石流的监测和预测研究。 展开更多

关键词 黄土滑坡 堵溃型泥石流 远程滑坡泥流 地质灾害链 西昆仑山

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基于改进多因素相互作用关系矩阵的场址评价——以CSNS工程选址为例 被引量：8

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作者 李坤 尚彦军 +4 位作者 蒋毅 何万通 林达明 常金源 陈延伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期400-408,共9页

工程场址评价方法中传统的权重确定方法无法反映多元地学信息之间的复杂关系,影响评价结果的客观公正。为更好地满足大型工程设施选址的需要,将传统多因素相互作用关系矩阵法由常权改进为动态变权并引入工程场址评价,提出工程场址适宜度... 工程场址评价方法中传统的权重确定方法无法反映多元地学信息之间的复杂关系,影响评价结果的客观公正。为更好地满足大型工程设施选址的需要,将传统多因素相互作用关系矩阵法由常权改进为动态变权并引入工程场址评价,提出工程场址适宜度(ESSI)评价方法和定量评价指标,通过分析影响因素间作用关系及其在不同时空下对系统整体的影响,确定其在系统整体评价中根据实际情况动态变化的变权,根据权重计算工程场址适宜度。将该评价方法应用于中国散裂中子源工程选址工作,使用6个影响因素在5个比选场址中的变权及常权分别评价工程场址适宜度并对比分析,确定第3场址作为工程建设场址。实践证明基于多因素相互作用关系矩阵的ESSI评价方法与指标更具科学性、合理性和实用性,以期为类似工程选址提供参考。 展开更多

关键词 选址 权重 多因素相互作用关系矩阵 变权 工程场址适宜度(ESSI)

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扩展空间自相关法用于线性阵列时加权拟合问题研究 被引量：7

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作者 李传金 刘建欢 +1 位作者 杜亚楠 林智勇 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第8期111-114,共4页

针对扩展空间自相关法拟合问题,分析了系统误差和方差这两种加权因素,讨论了它们对估算相速度的影响。实验采用10个台站组成的线形阵列。结果表明:有无根据系统误差加权拟合,相速度差别较大;有无根据方差加权拟合,相速度差别较小,但个... 针对扩展空间自相关法拟合问题,分析了系统误差和方差这两种加权因素,讨论了它们对估算相速度的影响。实验采用10个台站组成的线形阵列。结果表明:有无根据系统误差加权拟合,相速度差别较大;有无根据方差加权拟合,相速度差别较小,但个别值有明显改变;加权前后得到的频散曲线有明显差别。应用扩展空间自相关法时,必须根据系统误差和方差确定合理权值,才能更准确估算相速度。 展开更多

关键词 加权 扩展空间自相关法 相速度 系统误差 方差

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