燕山中部大地热流及岩石圈热结构特征——以承德市七家- 茅荆坝地热田为例     

刘峰  王贵玲  张薇  岳晨  陆川  黄起伟  欧小科 《地质学报》2020,94(7):1950-1959

燕山中部地区地热资源丰富,地热地质条件较好,但该地区大地热流测量工作较少,岩石圈热结构研究尚未开展,制约了该地区的地热地质研究与资源勘探开发。本文以该地区的七家-茅荆坝地热田为典型区,结合地温测井、取样测试、数据收集与分析,初步查明燕山中部大地热流特征及浅部-深部岩层热物性特征,填补了大地热流值测量空白区,在此基础上建立了研究区热结构概念模型,估算其深部地温分布。研究得出燕山中部大地热流值变化较大,平均约57 mW/m~2,与周边温泉水温存在较好的相关关系。其中七家-茅荆坝地热田大地热流值较高,为74.9 mW/m~2。通过深部地温分布计算得出七家—茅荆坝地区居里面埋深为21.5～22.8 km,莫霍面温度约815℃,分析结果与前人研究成果较为一致,验证了本文所建立岩石圈热结构模型的准确性。  相似文献   

盾构隧道下穿管道施工引起的管-土相互作用研究     

可文海  管凌霄  刘东海  邓建林  李科  徐长节 《岩土力学》2020,41(1):221-228

采用Loganathan公式研究了盾构隧道下穿管道施工引起的地下管道处土体竖向位移，利用考虑土中剪力传递的Pasternak模型模拟管-土相互作用，运用修正Vlasov模型中的迭代流程计算出Pasternak模型的关键参数——弹性系数k与剪切系数gs。将计算结果与已有文献结果及工程监测数据进行对比，深入分析了迭代求解k、gs值的Pasternak模型与传统模型的计算差异，并进一步研究了土中剪力、管道与隧道的夹角、土体弹性模量及隧道半径的变化对管-土相互作用的影响。研究结果表明：迭代求解的k、gs值能提升Pasternak模型的精确度；土中剪力对管道竖向位移计算值的影响可达15.3%；随着管道与隧道夹角的减小，管道的竖向位移增大、弯矩减小；土体弹性模量与隧道半径的增大均会增加管道的竖向位移和弯矩。  相似文献   

Climatological Characteristics of the East Asian Winter Monsoon Simulated by CWRF Regional Climate Model     

Bingdi Wang  Qingquan Li  Xinyong Shen  Lili Dong  Fang Wang  Tao Wang  Xinzhong Liang 《地球科学进展》2020,35(3):319-330

Based on the ERA-Interim atmospheric reanalysis data from the European Medium-Term Weather Forecast Center from 1979 to 2016 and the ERSSTv4 sea surface temperature data from the US National Oceanic and Atmospheric Administration, the regional climate model CWRF was used to simulate the climate characteristics in East Asia. The results show that the CWRF model can well reproduce the average characteristics of the East Asian winter monsoon circulation, including the location and intensity of the low-level continental cold high pressure and variation characteristics of wind field in high and low levels. The occurrence area and frequency of the north wind in the simulation and the reanalysis data were further calculated and compared. It is shown that they are basically consistent. The distribution of air temperature and precipitation over China are well represented by the model. The water vapor transport is also in good agreement with the reanalysis data. The water vapor from the Bay of Bengal plays a vital role in the precipitation over South China. The simulation results of apparent heat source and apparent moisture sink show that the model can well simulate the thermal difference between the East Asian continent and the adjacent sea area. The analysis results indicate that CWRF model has the ability to simulate the main characteristics of the East Asian winter monsoon.  相似文献   

Modelling the poroelastoplastic behaviour of soils subjected to internal erosion by suffusion     

Quentin Rousseau  Giulio Sciarra  Rachel Gelet  Didier Marot 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(1):117-136

Granular soils subjected to seepage flow may suffer suffusion, ie, a selective internal erosion. Extending the classical approach of poromechanics, we deduce a new form of the Clausius-Duhem inequality accounting for dissipation due to suffusion, and we deduce restrictions on the constitutive laws of the soil. We suggest (a) a possible coupling between the seepage forces and the suffusion kinetics and (b) an extension of an existing elastoplastic model for the skeleton mechanical behaviour. Numerical integrations of the elastoplastic model are carried out under drained axisymmetric triaxial and oedometric conditions. As a result, we prove that the extended model is able to qualitatively reproduce the suffusion induced strains and the strength reduction experimentally observed. Predictions on the oedometric behaviour of suffusive soils are also provided.  相似文献   

冻融循环对土体强度变形参数的影响          下载免费PDF全文

张渭军 《探矿工程》2020,47(6):86-91

在寒区工程建设中，冻融循环会引起土强度和变形特性发生改变。为了研究多次冻融循环后土的强度和变形参数的变化量，本文以冻融和非冻融的粉质粘土饱和试样为研究对象，通过固结排水三轴剪切试验、三轴等向压缩试验和弹性模量试验，比较了冻融循环对土样强度参数和变形参数的影响。试验结果显示：冻融和非冻融试样的应力—应变关系曲线均呈应变硬化型，对于原状试样冻融作用破坏了其结构性；冻融作用导致土体强度的降低，主要体现在粘聚力的降低，约降低了55.6%；冻融循环对变形参数有明显的影响，其中最明显的是弹性模量的降低，降低了31.2%。该研究结论可为工程冻害处理提供参考，也可为相关研究的数值计算提供试验参数。  相似文献   

沁水盆地南部长治区块煤层气田的地应力特征     

戴朝霞  孙蓓蕾  曾凡桂 《现代地质》2020,34(2):266-272

煤层气的生成、运移及富集等都与地应力的特征有直接的关系,掌握煤储层的应力特征对煤层气田的勘探和开发具有重要意义。基于沁水盆地南部长治区块煤层气开发区18口煤层气井的测井数据,利用带有残余构造应力的Anderson模型,分析垂向应力、最小及最大水平地应力的分布规律。结果表明:垂向应力基本上呈东西走向对称分布,东西部的应力大,中部应力小,数值在15.2~16.5 MPa之间;最小水平主应力自西向东呈现高→低→高→低的分布特点,数值在10.2~19.3 MPa之间;最大水平主应力也是自西向东呈现高→低→高→低的分布,数值在13.0~34.2 MPa之间。研究区东部所受埋深影响大于所受构造影响,而西部受到的构造影响大于其所受的埋深影响。研究区地应力分布规律与煤层气井的产气量存在高度相关性,研究成果可以为煤层气的勘探、开发和安全生产等方面提供参考。  相似文献   

基于高导热材料填充漏失构造的深井换热器性能分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

卜宪标  蒋坤卿  李华山  王令宝 《地质学报》2020,94(7):2139-2146

地热供暖可有效缓解北方雾霾天气。干热岩虽然储量丰富，但增强型地热技术由于开发费用较高，裂隙控制以及避免诱发地震的技术尚不成熟，现阶段还不能商业化应用。水热型地热开发技术虽较成熟，但受资源条件的限制，开发规模较小。对于大多地区，受地质构造和资源禀赋的控制，单井产水量较低或者回灌难，开发经济效益较差。深井换热器（DBHE）技术是开采地热水低产区或回灌难地区热能的有效方式，但受制于岩石导热系数低，单井输出功率小，投资回收期长。为提高DBHE的输出功率，本文提出了增强型深井换热器（EDBHE），通过主动将高导热性能的复合填充剂流进漏失构造的方式提高岩石的导热性能，通过调节回压、密度和黏度来控制漏失量。研究结果表明，单井EDBHE十个采暖季的平均取热功率为1002. 34 kW，是DBHE(424. 45 kW)的2. 36倍。而双井EDBHE十个采暖季的平均取热功率更是达到了27501. 61 kW，且热输出稳定，每年的衰减率0. 95%。EDBHE技术有效利用了出水量低或回灌难的水热型热储，大幅提高了其出力，扩大了地热供暖的应用范围。  相似文献   

Enhancement of backtracking search algorithm for identifying soil parameters     

Yin-Fu Jin  Zhen-Yu Yin 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(9):1239-1261

In this paper, an enhanced backtracking search algorithm (so-called MBSA-LS) for parameter identification is proposed with two modifications: (a) modifying the mutation of original backtracking search algorithm (BSA) considering the contribution of current best individual for accelerating convergence speed and (b) novelly incorporating an efficient differential evolution (DE) as local search for improving the quality of population. The proposed MBSA-LS is first validated with better performance than the original BSA and some other typical state-of-the-art optimization algorithms on a benchmark of soil parameter identification in terms of effectiveness, efficiency, and robustness. Then, the efficiency of the MBSA-LS is further illustrated by two representative cases: identifying soil parameters from both laboratory tests and field measurements. All comparisons demonstrate that the proposed MBSA-LS algorithm can give accurate results in a short time. Finally, to conveniently solve the problems of parameter identification, a practical tool ErosOpt for parameter identification is developed by integrating the proposed MBSA-LS and some other efficient algorithms for readers to conduct the parameter identification using optimisation algorithms.  相似文献   

安徽庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型   总被引：1，自引：1，他引：0  

张赞赞  张舒  吴明安  写熹  吕博  魏国辉 《矿床地质》2020,39(2):305-325

开展长江中下游地区玢岩型铁矿床轴向原生晕地球化学分析及建模,可弥补地球物理勘探结果的多解性及探测精度的局限性,对定位和评价深部盲矿体具有至关重要的作用。文章在以往研究的基础上,开展庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床钻孔原生晕的研究工作,采用多元统计分析方法,查明了主要成矿指示元素在不同地质体中的富集和亏损,确定了磁铁矿、硫铁矿和硬石膏矿体的矿中、近矿及远矿指示元素组合,结合矿床成因模型,建立了泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型,通过罗河和小包庄玢岩型铁矿床的佐证,认为该模型可以应用于长江中下游成矿带玢岩型铁矿床的勘探工作中。  相似文献   

水岩作用下泥质板岩软化非线性机制研究     

黄智刚  左清军  吴立  陈福榜  胡圣松  朱盛 《岩土力学》2020,41(9):2931-2942

水岩作用下泥质板岩表现出明显的软化特征。通过单轴压缩试验分析了泥质板岩软化过程中单轴压缩强度、弹性模量和泊松比与吸水时间之间的关系；借助核磁共振试验研究了水岩作用下泥质板岩软化过程中孔隙的产生、扩展和贯通规律，分析了泥质板岩软化过程中孔隙度与吸水时间之间的关系；采用电镜扫描试验分析了水岩作用下泥质板岩软化过程中微观结构的演变规律，基于分形理论研究了不同浸泡时间下泥质板岩分形维数的变化规律；运用非线性动力学理论，选取微观结构孔隙形状分维值、孔隙度、单轴抗压强度、弹性模量作为描述泥质板岩与水溶液相互作用系统的变量，建立了水岩作用下泥质板岩的软化模型，结合试验数据验证了模型的适用性。结果表明：泥质板岩单轴抗压强度、弹性模量随吸水时间增大而减小，呈负线性相关，而泊松比与吸水时间之间的关系不明显；在浸泡初期，水岩作用强烈，泥质板岩内部微孔隙会发生扩展贯通进而形成更大尺寸的孔隙，孔隙度在浸泡初期增长较快；随着浸泡时间的延长，水岩作用减弱，孔隙度增长速率趋缓；随着吸水时间的推移，泥质板岩内部孔隙相互连通，进而形成复杂网状结构的大孔，泥质板岩分形维数呈对数增长，最终趋于稳定；采用非线性模型计算的结果与试验数据较接近，说明泥质板岩的软化过程具有明显的非线性动力学特征，利用非线性动力学模型可以较好地表征水岩作用下泥质板岩的软化规律。研究成果可为软岩?水相互作用理论研究提供参考。  相似文献