基于DFOS的采场围岩变形破坏监测研究进展与展望     

孙斌杨  张平松 《工程地质学报》2021,29(4):985-1001

原生地质体在煤岩层采掘条件下将发生变形破坏,相关物理属性(应变场、渗流场、化学场、温度场、地球物理场)随之改变,为了对变形破坏机理进行精细化分析需对场源特征进行重构反演,因此,亟需一种高灵敏度、性能稳定且分布式的监测系统对上述场源信息进行实时动态监测。基于光纤传感测试技术自身的优点(分布式、稳定性高、抗电磁干扰等),可以弥补常规电阻式和振弦式传感器的不足,能够对采场围岩变形进行动态监测,获得的海量数据体为围岩变形场、应力场的恢复和重构提供支撑。详细介绍了布拉格光纤光栅(FBG)、光时域反射技术(OTDR)、布里渊光时域反射技术(BOTDR)、布里渊光时域分析技术(BOTDA)、布里渊光频域分析技术(BOFDA)的工作原理、优缺点及适用条件,阐述了其在顶底板变形破坏、支承压力、断层活化监测、煤柱稳定性监测及破碎岩体注浆加固稳定性监测等方面的研究进展。分析了分布式光纤传感测试技术在当前研究中存在的问题、研究的热点,指出了后期研究的发展趋势,提出建立井上下一体化多参量信息融合监控预警平台,构建多相多场融合判别技术体系,为透明化智慧矿山建设提供数据支撑。  相似文献   

钙质砂颗粒破碎对临界状态影响的试验研究     

余玮平  顾琳琳  王振  闫斌  叶冠林 《工程地质学报》2021,29(5):1276-1285

钙质砂的颗粒易碎性是造成其变形和强度特性不同于石英砂的重要性质。本文基于临界状态理论,通过一系列试验定量地描述钙质砂临界状态线随颗粒破碎的演化规律。本文试验分两个阶段进行:第1阶段研究了60~2000 kPa围压条件下钙质砂的力学特性和颗粒破碎特征;第2阶段以不同破碎率的试样为母本重塑制样,在100~300 kPa围压条件下,剪切至破碎临界状态线。试验结果表明:在较小围压(<300 kPa)条件下,松砂和密砂均表现出明显的剪胀和应变软化特性;而高围压(>1 MPa)条件下,显著的颗粒破碎会造成试样的持续剪缩;颗粒破碎存在明显围压阈值,对于松砂而言,在围压小于300 kPa条件下,颗粒基本不发生破碎;在e-lg p'平面内,破碎临界状态线的截距Δe_Γ和斜率λ_c均会随着修正相对破碎率B_r*的增大而减小,即颗粒破碎会使临界状态线发生下移和逆时针转动;而在q-p'平面内,钙质砂的临界状态点落在同一条直线上,即存在唯一的临界状态应力比M_cr和临界摩擦角φ_cr。  相似文献   

库水位涨落条件下不同结构边坡的变形破坏机制分析——以千将坪滑坡和树坪滑坡为例     

汪发武  宋琨 《工程地质学报》2021,29(3):575-582

三峡水库自2003年蓄水后,在长江干流和支流发生了不同程度的边坡变形和破坏。有些变形缓慢并对房屋和道路造成损坏,有些产生高速运动并引发涌浪,造成惨重人员伤亡。本文从库岸边坡的结构着眼,以千将坪滑坡和树坪滑坡为例,通过现场调查、现场长期观测、室内简易模型试验,分析库水位涨落条件下不同结构边坡的变形破坏机制,为库区运营过程中滑坡灾害防控提供科学依据。结果表明,顺层结构边坡在水位上升过程中易失稳,并产生高速滑动;而松散结构边坡受渗透力影响,在水位下降过程中易产生明显变形,且变形速率与水位下降速度呈正相关关系。  相似文献   

三峡库区大坪滑坡变形对前缘塌岸的响应分析     

王世梅  潘宇晨  王力  崔宪东  刘婷  陈玙珊 《工程地质学报》2021,29(3):647-656

随着三峡水库的长期运行,受库水位涨落和波浪作用影响,三峡水库土质岸坡的塌岸问题愈发严重,塌岸不仅造成了水土流失,甚至会诱发滑坡复活。大坪滑坡是三峡库区前缘塌岸发育最为明显的滑坡之一,以三峡库区大坪滑坡为例,结合大坪滑坡的地表宏观变形、地表GPS位移等数据,分析滑坡变形特征以及塌岸对滑坡变形的影响,在此基础上通过ABAQUS生死单元功能实现前缘塌岸对滑坡稳定性影响的数值模拟,进一步探索滑坡变形对前缘塌岸的响应关系。结果表明:大坪滑坡的变形主要受库水位涨落影响,前缘塌岸较发育,塌岸一侧GPS监测点地表位移变化较明显,显然塌岸对大坪滑坡地表变形影响较大;ABAQUS的有限元计算结果表明,塌岸对滑坡的变形影响十分明显,影响大小主要与塌岸方量相关;塌岸导致的滑坡变形主要集中在滑坡前部,并向后部逐渐扩展;ABAQUS中的生死单元法可以很好地实现塌岸对滑坡稳定性影响的模拟。  相似文献   

四川广巴高速公路临水寺大桥堆积层滑坡稳定性分析     

《地质灾害与环境保护》2021,32(3)

基于野外地质调查、变形监测、室内岩土实验及数值模拟等,对广元至巴中高速公路临水寺大桥滑坡地质条件、变形机制及稳定性进行分析。研究结果表明,该滑坡为中型牵引式滑坡,破碎松散岩土体及地形地貌是滑坡的孕灾基础,引发滑坡的主要因素为降雨及工程活动。合理布置监测剖面,监测结果能准确反映滑体内部变形情况,变形量差值拐点为滑面,变形主要集中在暴雨期。降雨作用下滑坡体内渗流场明显变化,孔隙水压力增大,滑带土体强度逐渐削弱。经过抗滑桩和排水沟等措施对滑坡进行综合处治后,通过长期变形监测,坡体深部变形位移收敛,治理效果显著,监测结果显示坡体稳定。  相似文献   

安徽宣城地区矿床成矿模型的构建及找矿方向     

孙明明  杜建国  吴礼彬  赵先超  王利民  陈静静  高曙光 《安徽地质》2021,31(1):8-13

通过系统梳理研究区31处矿床的勘查资料和科研资料,系统厘定了该区内生型矿床的矿床类型划分方案.在研究矿床的时空分布规律、成矿控制条件的基础上,对宣城地区区域成矿规律进行总结,首次构建了受燕山期构造-岩浆活动及沉积岩建造复合控制的矿床成矿模型.研究区内生矿床多与燕山中期形成的壳幔混源型中酸性高钾钙碱性侵入岩有关,次为燕山晚期形成的壳幔混源型钙碱性-碱性岩有关;矿体主要定位于侵入岩与石炭系—三叠系碳酸盐岩地层的接触带附近,受中生代断陷盆地内的基底隆起带控制.根据研究区成矿规律研究成果,明确了今后找矿工作的有利地段,为宣城地区矿产资源规划的编制和已知矿床深部及外围的矿产资源调查,提供了科学依据.  相似文献   

基于岩石圈厚度和地幔横向黏度变化的地幔对流模型重估云南地区剪切波各向异性源的深度     

朱涛  马小溪 《地学前缘》2021,28(2):284-295

在已有模型的基础上,考虑岩石圈厚度和软流层横向黏度的变化,本文建立了更接近地球实际情形的地幔对流模型,然后重新推测了导致云南地区剪切波各向异性的软流层源的深度。结果表明:岩石圈厚度和软流层横向黏度变化对云南地区的软流层各向异性源的深度及软流层的变形程度和机制具有重要影响;软流层各向异性对云南西南部区域、东部区域北纬26°N以南和四川盆地及其西缘的剪切波分裂具有明显的贡献,它们分别位于90~180、170~330和200~320 km深度;在云南西南部区域和东部区域北纬26°N以南,导致剪切波分裂的软流层可能处于大剪切变形状态,主要受地幔流动方向/流动平面模式控制,而四川盆地及其西缘的则处于小剪切变形状态,主要受应变模式的控制。  相似文献   

责任主编致读者:新构造与环境     

吴中海  张会平 《地质力学学报》2021,(2):I0001-I0002

“新构造”是1948年由前苏联地质学家奥布鲁契夫(B.A.Обручев)首次引入到地质学与地貌学中,本意指“新近纪以来各类地壳运动所形成的构造及其在现今地表的各种表现”。在1984年由英国地质学家汉考克(P.L.Hancock)和威廉姆斯(G.D.Williams)共同召集的“新构造国际会议”上,进一步将其明确为“现今构造应力场及构造地貌格局形成以来所发生的构造运动”。由于新构造运动和现今正在进行的板块运动、断裂活动、褶皱变形、地块升降及拱曲掀斜、地震与火山等地质过程,以及伴生的地面沉降、崩塌滑坡灾害、海平面变化、河口变迁、地热与温泉、地下水活动、热液成矿、油气运移与赋存等资源环境效应密切相关,它不仅是研究大陆动力学理论研究的重要内容,更是关系到国民经济社会发展中的国土空间规划、环境保护、能源资源开发利用、重大基础设施规划建设、灾害防御和地震预测等众多领域。  相似文献   

东南极拉斯曼丘陵地区变质杂岩的层序与构造变形过程     

胡健民  王伟  赵越  刘晓春  陈虹  董晓朋 《地质力学学报》2021,27(5):719-735

东南极拉斯曼丘陵地区位于兰伯特裂谷东缘普里兹湾东岸,该地区主要出露一套麻粒岩相变质岩,前期对原岩时代、变质过程等进行了详细研究,但是对于变质杂岩的层序和变形过程研究相对薄弱。文章通过大比例尺地质填图,发现拉斯曼丘陵地区变质杂岩总体成层有序,在此基础上建立拉斯曼岩群,并将其划分成6个岩组,原岩形成时代为中元古代。拉斯曼岩群经历了格林维尔期和泛非期变质作用的叠加,变质程度均达到高角闪岩相-麻粒岩相。拉斯曼丘陵地区主体构造线方向为北东东—南西西方向,总体上构成往北东东方向翘起的复式向斜构造,几个岩组的分布也显示由东向西逐渐变新。东部米洛半岛一带明显叠加了北北西—南南东向的构造变形。研究表明,拉斯曼岩群经历了6次重要的构造变形,包括新元古代格林维尔期(D1)、新元古代—早古生代泛非期变质变形作用(D2,D3,D4,D5)以及中新生代伸展作用(D6)。目前岩石中保存的主变形面理是格林维尔期和泛非期两次构造热事件的复合型面理,主要是泛非事件形成,格林维尔期变形面理呈残留状。综合拉斯曼岩群变质年龄及早古生代进步花岗岩体形成时代,认为D2~D5变形时代为550~500 Ma左右。因此,拉斯曼丘陵地区变质变形特征显示,中元古代拉斯曼岩群经历了格林维尔期和泛非期两次重要的造山作用,以及冈瓦纳大陆的裂解。   相似文献   

西秦岭晚新生代构造变形的几何图像、运动学特征及其动力机制     

张逸鹏  郑文俊  袁道阳  王伟涛  张培震 《地质力学学报》2021,27(2):159-177

西秦岭位于东西向展布的秦岭-大别-苏鲁中央造山带与南北向展布的贺兰山-龙门山-川滇地震带构成的巨型"十字"构造区的交汇点,是中国大陆中部"西秦岭-松潘构造结"的重要组成部分。西秦岭晚新生代的构造变形与青藏高原的侧向扩展过程密切相关。该区构造变形的几何图像、运动特征及其深部动力学机制对于揭示青藏高原东北部的动力过程及强震活动具有重要意义。西秦岭地区主要断裂晚新生代以来的滑动速率及跨断裂GPS应变速率的结果表明,这一时期西秦岭构造带发生了明显的构造活动方式转换,主要的构造变形过程是通过其内部一系列低滑动速率的断裂活动以及断裂之间隆起山脉与盆地的变形,共同承担着自东昆仑断裂向西秦岭断裂之间的转换平衡。在调节这种构造转换过程中,西秦岭地区以"连续变形"为特征,即区域内的应变是以多条相对低滑动速率断裂的弥散变形遍布全区,并且西秦岭及其周缘块体的旋转作用也吸收了部分变形分量。综合已查明的区域构造活动特征、新生代岩浆活动、地球物理资料以及现今地貌特征可知,西秦岭在特提斯构造域的影响下,岩石圈的结构存在明显的流变学分层,一方面,西秦岭的上地壳保留了主造山期的地质构造形态,但中—下地壳的弱化使得莫霍面之上的圈层解耦,深部可流动的岩石圈地幔不但改变了陆内造山带的结构,同时也控制了现今上地壳连续变形的发育;另一方面,西秦岭内部的中强震主要发生在高速（或高阻）与低速（或低阻）的构造边界带附近。这种独特的流变学结构导致西秦岭在青藏高原向北生长和侧向扩展的过程中,不同阶段的构造变形过程是截然不同的。因此,进一步深入研究西秦岭地区的晚新生代构造转换过程及其机制,不仅对于理解青藏高原东北部的动力过程具有重要意义,更有助于深入认识南北地震构造带中段未来的强震危险性。   相似文献