原状及重塑黄土双轴试验微观力学特征离散元模拟     

《地质科技情报》2021,40(3)

黄土作为一种特殊的颗粒材料,微观上颗粒组成的结构决定了其力学特性。原状及重塑黄土因结构的差异而具有不同的力学特性。针对黄土结构性如何影响其力学特征这一基本问题,开展基于电镜扫描获取细观颗粒信息,同时考虑颗粒形状、颗粒破碎可能性进行建模的离散单元法进行原状黄土和饱和重塑土在恒定应变速率双轴试验下的宏观力学和细观力学性能研究。研究结果显示:试样微观结构的差异对变形破坏过程产生显著影响。当轴向应力较低时原状黄土及重塑黄土力链多分布于大型骨架颗粒附近,随着轴向应力增加,原状黄土力链形成网状图案但仍具备主要传导区域,重塑黄土无明显主要传导区,呈现均匀网状。原状土及重塑土骨架颗粒簇周围多形成张拉裂隙,剪切裂隙多数形成于骨架颗粒簇内部,又以颗粒簇相互挤压接触时最为明显。使用该建模方法,可以有效反映原状及重塑黄土由于内部结构组成差异导致相同应力条件下产生的不同内部应力状态。基于以上研究结论,给出了黄土结构性对宏观强度影响的微观解释。研究成果可为黄土地区地质灾害防治提供一定依据。使用该建模方法,可以有效反映原状及重塑黄土由于内部结构组成差异导致相同应力条件下产生的不同内部应力状态。基于以上研究结论,给出了黄土结构性对宏观强度影响的微观解释。  相似文献   

新疆及中亚地区斜坡灾害研究现状与展望     

伊学涛  尚彦军  李守定  崔振东  孟和  曹小红 《新疆地质》2021,(1):156-161

新疆和中亚五国山河相连,都是“一带一路”建设的重要支点,但也是滑坡、泥石流等斜坡灾害的高发区,且两地的地质灾害发育有着明显的共性。本文对新疆和中亚地区的斜坡灾害研究现状进行综述,分析了两地斜坡灾害形成机理、发育规律,即中高山地分布集中,受降雨和冰雪融水影响很大,黄土滑坡发育。新疆的斜坡灾害研究多围绕公路、水利等工程设施;中亚地区的斜坡灾害研究以自然灾害居多,且在很大程度上受地震作用控制。最后,分析了新疆及中亚地区斜坡灾害研究的发展趋势,建议建立现代化的灾害监测预警系统,加强“一带一路”沿线国家地质灾害研究的国际合作。  相似文献   

山西省废弃矿井煤层气地面钻井开发关键问题与对策     

王争  李国富  周显俊  胡胜勇  李日富  陈文科  焦鹏帅  李超  李江彪 《煤田地质与勘探》2021,49(4):86-95

随着我国煤炭去产能政策的有力实施,一批资源枯竭及产能落后矿井将陆续关停废弃。废弃矿井仍赋存着大量的煤层气资源,其开发利用是实现煤炭产业清洁安全高效低碳发展、促进煤矿安全生产、优化能源结构、实现温室气体减排等方面的重要举措。基于山西省煤基重点科技攻关(煤层气产业链)项目相关研究,系统阐述了废弃矿井煤层气开发面临着资源量评价不准、钻进体系不健全、井上下联合缺失等关键问题。针对这些问题提出以下几点对策:废弃矿井精准地质探测是采空区地面钻井轨迹设计的重要依据,尤其是炮采等落后采煤工艺的废弃矿井,地球物理勘探精度应达到米级才能有效降低钻遇煤柱风险;优选废弃矿井煤层气地面“L”型钻井思路,即选采空区周边一定距离的保安煤柱作为L型井位,并配套特殊钻进工艺;煤矿企业应将废弃矿井资源开发利用纳入煤矿全生命周期规划,尤其是矿井废弃前应确保煤层气抽采通道畅通,以实现煤层气井“一井多用”的新型井上下联合开采模式,提高废弃矿井煤层气开发效率;采用防回火、各种传感器等装置,并对关键参数设置自动报警停机界限值,从而使废弃矿井煤层气地面开采工艺安全、高效;对不同浓度废弃矿井煤层气,需要采取相应的梯级利用模式,从而提高整体开发利用价值。以山西省废弃矿井为示范区,研究认识对推动全国煤矿区废弃矿井煤层气开发利用具有重要的指导和示范意义。   相似文献   

黄土丘陵沟壑区坡面尺度撂荒草地入渗特征影响因素试验研究          下载免费PDF全文

肖婧  王兵 《水科学进展》2021,31(6):820-831

为研究黄土丘陵沟壑区多种因素对撂荒草地入渗特征的影响,采用野外自然降雨观测法,研究不同降雨特征（降雨量、平均雨强、降雨历时和最大30 min雨强（I₃₀））、土壤前期含水量、坡长（10 m、20 m、30 m、40 m和50 m）和植被盖度条件下土壤入渗特征差异,通过灰色关联度法判断影响撂荒草地入渗特征的主导因子。结果表明：①入渗量随降雨量、降雨历时和I₃₀增加而增大（R²>0.55,P<0.01）;入渗补给系数随降雨量、I₃₀和平均雨强增大而减小（R²>0.12,P<0.05）;平均入渗率随降雨强度、I₃₀增加而递增（R²>0.53,P<0.01）。②入渗量和平均入渗率随前期含水量增加而减少,入渗补给系数随之增加而增大（R²>0.13,P<0.05）。③入渗量、入渗补给系数和平均入渗率总体随坡长增加而增大（R²>0.56,P<0.01）,但在坡长30 m和40 m之间存在临界坡长。④在入渗效率较高的情况下,植被对土壤入渗的影响并不显著,降雨特征和坡长成为主导因子。  相似文献   

湿陷性黄土边坡预应力锚索耐久性与改善措施研究          下载免费PDF全文

郭红东  白杨  畅才源 《甘肃地质》2021,(2):59-65

随着预应力锚索在湿陷性黄土边坡加固工程中的广泛应用,其耐久性问题就变得日益突出,湿陷性黄土边坡预应力锚索出现了较多因预应力损失而引起的失效事故。基于湿陷性黄土边坡预应力锚索运行现状进行研究,研究表明:黄土腐蚀性对边坡预应力锚索耐久性影响微弱,黄土湿陷性和地质条件变化对边坡预应力锚索耐久性影响显著;通过采用加强排水措施、提升浅部注浆工艺和注重运行维护等措施可以改善湿陷性黄土边坡预应力锚索耐久性;改善后的预应力锚索在监测期内处于平稳波动的服役状态,运行效果良好。本研究以期为湿陷性黄土边坡预应力锚索的设计、施工和运行维护等提供借鉴。  相似文献   

接触角度对黄土-三趾马红土界面剪切力学特性影响研究     

祝艳波  韩宇涛  兰恒星  苗帅升  李文杰 《工程地质学报》2021,29(3):879-890

西北黄土高原第四系黄土广泛沉积于新近系三趾马红土之上形成粗糙接触的异质土界面,为典型的易滑层面。为探讨接触界面粗糙度对黄土-三趾马红土界面剪切力学特性影响,研制界面制样装置及剪切仪,开展简化黄土-三趾马红土界面直剪试验研究。结果表明:界面剪切破坏模式有齿间滑动、齿间滑动-齿面剪断、齿面剪断3种,界面接触角度越大,破坏模式越趋于齿面剪断,接触角度越小,破坏模式越趋于齿间滑动;界面剪切应力-剪切位移曲线演化规律表明界面脆性剪切破坏特征明显,且界面接触角度越大,峰值前剪切刚度与剪切破坏位移越大,峰值后剪切位移“跳跃”跌落现象越明显,界面脆性剪断破坏特征越显著;界面剪切过程产生明显剪胀效应,随界面接触角度增大,峰值剪胀角呈先减小而后增大趋势,反映了界面不同剪切破坏模式变化;受界面间初始黏聚强度与剪切破坏模式影响,界面抗剪强度随法向应力呈非线性变化,并受界面接触角度影响,峰值强度随界面角度增大呈先增大而后减小趋势,残余强度随界面角度增大呈增大趋势。  相似文献   

四川盆地下侏罗统陆相页岩气源储特征及耦合评价     

胡宗全  王濡岳  刘忠宝  刘光祥  冯动军  杨振恒  王鹏威 《地学前缘》2021,28(1):261-272

四川盆地陆相页岩气勘探前景良好,目前已在川东北地区下侏罗统获得良好页岩气显示和工业气流。与海相页岩相比,陆相页岩具有相变快、岩相组合类型多(夹层发育)、有机质丰度低和源储配置关系复杂等特点。运用“源储耦合”研究思路,利用宏观-微观结合的储层表征技术对下侏罗统自流井组大安寨段页岩的烃源特征、储集特征及其耦合关系开展了分析与评价。结果表明:(1)岩相组合特征。大安寨段为一套以暗色页岩与介壳灰岩不等厚互层为主的浅湖-半深湖沉积,主要发育4种岩相与3种厚度组合,主要包括高碳黏土质页岩夹薄层(<1 m)介壳灰岩、中碳黏土质/含粉砂质页岩夹薄-中层(<3 m)介壳灰岩、低-中碳粉砂质页岩夹中-厚层介壳灰岩及少量粉细砂岩;其中页岩为源岩和主要储层,介壳灰岩为次要储层和隔夹层,致密砂岩物性较差,主要为隔夹层。(2)烃源与储集特征。川东北地区页岩厚度介于30~40 m,TOC含量普遍介于1.0%~2.0%;有机质类型以Ⅱ₂型和Ⅲ型为主;页岩储集空间包括有机孔、无机孔与宏-微观裂缝,页岩中黏土矿物粒缘孔和晶间孔最为发育,有机孔次之,微裂缝发育程度与连通性较好;介壳灰岩夹层以粒间孔、粒内孔、微裂缝为主要储集空间。(3)揭示了大安寨段页岩层系的源储耦合机理。宏观上,TOC含量和孔隙度均随灰质含量的增加而降低,页岩的源储耦合条件优于夹层,以黏土质页岩为最优;微观上,页岩内部存在有机质与有机孔的源储一体耦合、原始有机质与无机孔和微裂缝之间为纳米至微米级距离的迁移耦合,页岩与夹层间为毫米至厘米级距离的迁移耦合,夹层内部则有赖于相邻页岩中有机质与夹层中无机孔和微裂缝的厘米至米级距离的运移耦合。(4)分别针对页岩层和夹层源储耦合特征建立了相应的源储耦合评价参数,对研究区2口典型钻井开展评价并优选了水平井靶窗。  相似文献   

四川盆地下古生界硅质页岩层系中硅质来源及其对有机质保存的影响初探     

谢小敏  刘伟新  张瀛  赵迪斐  唐友军  申宝剑  李志明 《地质论评》2021,67(1):67020014-67020014

四川盆地下古生界两套硅质页岩层系是其重要的页岩气产层,五峰组—龙马溪组硅质含量与TOC及含气量呈正相关性,暗示硅质矿物对该地区页岩气的生成具有重要意义。但硅质来源复杂,且存在后期硅质流体的注入。因此,本文在总结前人的研究成果基础上,对四川盆地寒武系底部硅质岩系与五峰组—龙马溪组硅质岩系的硅质特征进行了详细的岩石学分析,揭示了3种硅质来源特征：①同沉积无机硅质流体;②生物硅;③后期无机硅质流体。其中寒武系底部以同沉积无机硅质流体与生物硅来源为主,同沉积硅质流体导致有机质快速石化埋藏,有机质内部结构及形态保存较好;五峰组—龙马溪组硅质来源以后期无机硅质流体与生物硅来源为主,有机质在保存过程中受硅质流体的影响很小,有机质腐泥化作用充分,内部结构和形态多数保存较差。该研究初步揭示了两套页岩层系的硅质发育岩石学特征,及其对有机质保存的影响,期望能为四川盆地两套页岩气储层差异性提供新的思路与基础地质数据。  相似文献   

基于无人机倾斜摄影的黄土滑坡信息多维提取与应用分析   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

王俊豪  魏云杰  梅傲霜  管建军  丁祥  王双亭 《中国地质》2021,48(2):388-401

本文针对黄土地区地质灾害调查与评估需求,探索了一种基于无人机倾斜摄影影像和飞控数据的滑坡单体信息多维提取的方法。通过影像处理获得的DEM、DOM和实景三维模型等多维数据,对贾家村滑坡坡形、坡度、相对高差、植被覆盖率、纵坡比降、表面积与物源体积进行定量提取,结合区域气象数据分析了贾家村滑坡年均降雨量时空分布规律,利用相关地质资料分析了其地层岩性特点和区域地质构造情况,为准确评定其稳定性及危险性提供既高效又准确的定性、定量参考依据。  相似文献   

下扬子地区姚村A型花岗岩年代学、地球化学特征及岩石成因          下载免费PDF全文

王存智  黄志忠  赵希林  褚平利  黄文成  宋世明  徐杨  杨超 《中国地质》2021,48(2):549-563

姚村岩体位于下扬子江南造山带东北端,主要由中心相的中粗粒正长花岗岩和边缘相的细粒似斑状正长花岗岩组成。本文对该岩体进行了详细的锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素以及Nd-Hf同位素研究。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明姚村岩体的形成年龄为(127.6±1.4)Ma,为燕山晚期岩浆活动的产物。岩石地球化学研究表明姚村岩体属于A型花岗岩,具高硅、富铁,锆饱和温度高、轻重稀土分馏明显、富集Rb、Th、U、K、Pb等元素而亏损Ba、Nb、Sr和Ti等元素、铕负异常显著(Eu/Eu*=0.22～0.46)的特点。姚村岩体的全岩εNd(t)值与锆石εHf(t)值分别变化于-6.2～-5.7和-13.9～-5.0,两阶段Nd和Hf同位素模式年龄分别为T_(DM2)(Nd)=1439～1532 Ma和T_(DM2)(Hf)=1508～2062 Ma,Nd同位素的模式年龄重叠于Hf同位素模式年龄。结合区域地质研究成果认为,姚村岩体可能于早白垩世古太平洋板块俯冲作用之后伸展-拉伸环境下,由中元古代地壳重熔而成。  相似文献