浅层花岗岩岩体结构与地球物理特性研究——以CSNS工程为例

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jdbc_jiang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
岩体结构控制论是岩体力学的基础,岩体力学的复杂性导致目前尚无破坏准则能较好满足实际要求。工程物探工作大部分的对象是浅、小的岩体,探测深度从几十厘米到几十米,要求探测的分辨率高、定量解释精度高。合理解决岩体结构力学参数与岩体结构地球物理探测等问题对浅层工程勘察设计意义重大。   很多地下工程与浅层花岗岩关系密切,而花岗岩中不良地质体分布、岩脉穿插、地下水及风化等问题控制着工程建设。CSNS(中国散裂中子源--ChinaSpallationNeutronSource)工程是国家重大科技基础建设项目(发展中国家的第一台中子源),CSNS前期勘察的278个钻孔和5594m长的地球物理勘探为本文的研究奠下了主要基础。   论文从岩石物性的现状出发,引进岩体结构地球物理特性的概念后,分别从基于钻探岩芯及岩石矿物结构的花岗岩岩体结构和基于地质-地球物理模型的岩体结构地球物理特性进行研究,研究成果集中在以下两大部分:   (1)以Hoek-Brown准则中地质强度指标(GeologicalStrengthIndex-GSI)为代表的岩体结构研究   受Hoek针对泥砂岩的GSI取值表启发,作者针对花岗岩引进岩石矿物结构、完整岩芯长度等概念来对GSI取值表进行量化研究;尝试用野外典型完整岩芯照片代替GSI取值表里岩体结构的素描图;结合野外岩芯RQD、采芯率、完整岩芯长度(RockCoreLength-RCL)等特征对照片描述,最终建立一个基于钻探与岩石矿物结构的花岗岩GSI取值表。根据Hoek-Brown准则利用花岗岩GSI表计算出弹性模量E、地基承载力Qult,对比作者计算出来的与勘查单位给出的结果,发现弹模误差在5%,地基承载力误差在2%左右,说明了花岗岩GSI取值表的科学性,该方法可用于基于钻探的场地岩体参数初步估算,具有一定的实用价值。   (2)浅层花岗岩岩体结构地球物理特性模型   岩体结构地球物理特性(简称结构物性--Geophysicalfeaturesinrockmassstructure)是描述地下不同的岩体结构(完整结构、块状结构、镶嵌结构、碎裂结构、散体结构、剪碎结构)在地球物理勘探中的不同响应特征的一种性质。   论文在提出岩体结构地球物理特性概念后,对电阻率与折射波数据进行反演,最终在三维软件中建立CSNS三维地质-地球物理模型。实现CSNS浅层花岗岩岩体结构、地球物理特征现象综合到一起的抽象模型,解释了具有几何形态和物性差异等参数描述的地球物理异常体,如风化带差异、破碎岩、岩脉、岩体结构差异和地下水等的电阻率异常、波速异常、岩芯块度指标(RockCoreIndex-RCI)和RQD异常等,对花岗岩物探异常解释给予了深入研究。   得出以RCI为约束条件的多种不良地质体的地质-地球物理模型,为电法-地震联合反演与分析打下基础。采用类比法和反馈方法不断修正以CSNS工程为代表的浅层花岗岩的地质-地球物理模型,利用相关分析方法,对不同岩体结构(RCI信息)与地球物理场(电阻率、波速)进行回归分析,得出在满足一定假设条件下一系列的回归关系式;同时也发现浅层花岗岩RCI在大于10时RCI与RQD相关性不理想,当RCI小于10时相关性好。   因此,本文以多年来对CSNS开展的工程地质勘察工作和资料为依托,以浅表花岗岩为研究对象,利用三维软件进行建模,通过研究岩体结构力学与电阻率纵波波速等核心内容,取得了地质与地球物理相关参数关系等成果。对工程地质与工程物探的融合、更好地分析和评价重大工程场地地质条件进行了有益的探索和积累。
其他文献
模态参数(固有频率、阻尼比、模态振型等)反映了结构的动力学特性,准确识别结构的模态参数对机械设备的状态监测和故障诊断具有重要意义。目前的模态参数识别方法主要分为传统的实验模态分析(EMA)和工作模态分析(OMA)。实验模态分析大都是基于振动系统的频率响应函数或脉冲响应函数,它要求对系统施加已知的激励;工作模态分析是在不知道激励源的情况下仅根据系统的输出响应识别模态参数,如随机子空间法(SSI)、A
在加工、装配和使用过程中,无法保证滑动轴承轴颈轴线和轴承轴线绝对平行。与轴颈不倾斜情况相比,倾斜轴颈轴承润滑性能将发生明显改变,随着倾斜程度增加,轴颈与轴瓦直接接触可能引起干摩擦、磨损、噪声、振动冲击、轴瓦点蚀、胶合、烧瓦等情况,影响轴承平稳可靠运行。本文首先介绍了流体动力润滑基本理论和滑动轴承相关知识,并给出了滑动轴承润滑计算公式。利用数值计算,采用质量守恒边界条件,对不考虑轴颈倾斜(理想状态)
当前针对复杂构造地区速度建模的应用越来越多,但传统的速度分析方法不能够得到高分辨率的速度模型,而地震全波形反演(Full Waveform Inversion)利用叠前地震波场的运动学和
再制造是逆向供应链的重要环节,是实现退役产品再利用和经济可持续发展的重要途径。我国已陆续进入家电、汽车、工程机械、机床等机电产品报废的高峰期,对再制造的需求更加迫切。废旧机电产品的可再制造性大小是决定其再制造价值的关键,是再制造生产决策的重要依据。因此,探索废旧机电产品的可再制造性评价方法,成为再制造技术研究的重点。论文从废旧机电产品零部件性能冗余、技术性、经济性、绿色性等四个方面对废旧机电产品可
近年来,随着机器人的工作环境和任务变的越来越复杂,传统的单机器人或多机器人在外部环境信息的获取及处理的能力是有限的,其发展存在着一定的瓶颈。而受群体生物启发的群体
塔河油田位于塔里木盆地东北部,本文研究区域位于塔河油田西南部。研究区白垩系勘探起步较晚,勘探程度较低。本文以塔河油田西南部下白垩统舒善河组储层为研究对象,主要从点(井)—
气缸是在气动自动化中应用比较广泛的元件之一,具有运动速度快,结构简单、制造成本低等一系列优点,因此广泛用于机械制造、冶金、石油、化工、轻纺、电子、仪器仪表、家用电器、自行车、缝纫、食品、医药卫生等机械和包装机械的气压传动系统中,以驱动工作机构实现预定的动作,进行自动化操作。正是由于气缸在工业中的广泛用途,而气缸性能的好坏决定了一个气缸的使用寿命和它的应用场合,因此气缸的性能指标就显得十分重要了,对
在冷轧过程中,轧机的耦合振动是一个世界性难题。轧机的垂振系统和扭振系统通过轧制界面互相耦合,轧制界面的接触应力是建立耦合振动模型的关键。因此,如何准确掌握轧制界面
自90年代初提出微全分析系统(μ-TAS)概念以来,经过不断地发展,以微管道网络为主要结构特征的微流控分析(Micro-fluidic Analysis)技术凭借其高度的集成优势,将化学分析、生物医学分
点云拼合是逆向工程的一个重要环节,其拼合精度直接影响着后面的模型重建或精度检测。目前的研究主要集中在点云的直接拼合上,利用最近点迭代算法或点云的法矢、曲率信息实现