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  • Vol. 63  期 5， 2024 2024年 63卷 第5期

    • 研究论文

      成谷,张宝金,刘玉萍

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240028
      摘要：海洋地震勘探中鬼波的存在压制了信号中的低频能量，而地球深部结构主要对应低频信号成分，提升受到鬼波压制的低频成分对深部结构探测具有重要意义。鬼波压制过程的关键参数之一是鬼波与一次反射波的到时差，其精度直接影响鬼波压制的效果。受起伏海面、崎岖海底、反射层深度变化和不均匀体分布等因素的影响，鬼波与一次反射波的到时差常无法准确估计，导致鬼波压制无法取得较好的效果。本文在鬼波与一次反射波到时差估计不准的情况下，从反鬼波滤波器的特性出发，设计不扰动高频、仅提升低频的滤波器，绕开对鬼波的压制，仅致力于对低频信号的能量提升。模型测试结果表明：利用本文方法处理后的波形，在形态上接近于无鬼波干扰的一次反射波形，且地震信号主频越低、拖缆的沉放深度越小，本方法对低频信号的能量提升作用越强。在南海实测深反射地震剖面上的测试应用也取得了较好的效果。  
      关键词：低频提升;鬼波压制;深部结构探测;海洋地震勘探   
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      更新时间：2024-09-30

    • 马泽强,刘金锋,范财源

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240094
      摘要：地热开采过程中水岩反应生成的蚀变矿物可能会影响储层断层的摩擦特性，进而诱发不稳定滑动。本文以深圳东北部潜在地热储层的断裂构造为背景，考虑了埋深约2.5 km、温度约150 ℃的储层条件及横岗-罗湖断裂带，估算得出流体注入导致断层滑动的临界孔隙流体压力（约50 MPa）及临界有效正应力（约20 MPa）。热力学计算表明，在临界流体压力及地热温度下，高产热燕山期花岗岩粉末与水反应在平衡状态下生成的蚀变矿物为：二氧化硅、高岭石和绿泥石，质量比为16∶7∶2。基于此，本文在室温、恒定含水率（10%）及恒定有效正应力（20 MPa）条件下，通过19个速度阶跃直剪试验，研究了3种蚀变矿物单独作用及其共同作用下对模拟花岗岩断层泥的摩擦系数及其速度依赖性的影响，并结合声发射及微观特征分析了其控制机理。试验结果表明：天然花岗岩粉末的摩擦系数为0.64，表现为速度弱化。单种蚀变矿物作用下，二氧化硅对模拟花岗岩断层泥的摩擦系数影响不显著，但能增强断层泥速度弱化特性，甚至引发黏滑；相反，黏土矿物（高岭石和绿泥石）可以显著降低断层泥的摩擦系数，并起速度强化的作用。3种蚀变矿物共同作用下，黏土矿物起主控作用：降低断层泥的摩擦系数，并起速度强化的作用。微观结构分析发现，相比于3种蚀变矿物总含量为33%的变形样品，总含量为67%的变形样品未观察到明显的剪切带且累计声发射事件数显著下降，暗示其变形可能从脆性转变为半塑性。如果在深圳东北部地热储层进行地热开采，应当控制流体注入压力避免断层滑动。  
      关键词：地热开采;摩擦特性;水岩反应;蚀变矿物   
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      更新时间：2024-09-30

    • 黄宛莹,刘洁

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240150
      摘要：不同于典型的拉张和剪切破坏，多孔岩石的非弹性压实行为是岩石变形的另一种重要表现。在压应力的作用下，高孔隙率沉积岩形成局部孔隙度和渗透率显著降低的压实带，这不仅与多孔岩石脆-韧性转变过程的中间状态有关，还会对储层流体输运性能产生重要影响。为了探究围压及岩石初始孔隙结构对局部压实的影响，本文基于莱塔灰岩样品三轴压缩实验的原位动态同步加速器X射线CT图像，建立了具有岩石真实孔隙结构的有限元模型并进行了不同围压下的弹塑性数值模拟实验。结果表明，在20~60 MPa围压下样品均发生非均匀变形；随着围压的增加，样品内部的轴向局部压缩将被抑制，同时径向局部压缩开始增强，并使得压实带内大部分的节点脱离准单轴压缩状态，不利于压实带的发展。  
      关键词：岩石CT;有限元数值模拟;多孔岩石;压实带;围压   
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      更新时间：2024-09-30

    • 廖景,田嘉逸,高燕,王一兆,袁泉,江雨潮

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240078
      摘要：本文以广州实际工程地质资料和工况为基础，建立了钻探等工程洞穿岩溶顶板后溶洞上覆砂土层塌陷的有限元数值模型。采用欧拉-拉格朗日耦合法（CEL）模拟岩溶上覆砂土层塌陷过程，借鉴正交实验法进行了多组数值模拟，研究了不同覆盖土层厚度、溶洞空腔大小和砂土内摩擦角对岩溶上覆砂土层塌陷发展模式的影响，阐释了砂土覆盖层坍塌的机理。研究表明，随砂土覆盖层厚度增大，砂土层的地表最大位移和塌陷速率均呈减小趋势，中心塌陷区域明显较小。随溶洞空腔尺寸的增大，塌陷范围和地表最大位移增大。钻探等工程洞穿岩溶顶板后，靠近岩溶空腔的竖向范围土体先失稳破坏，其影响范围主要受砂土覆盖层厚度影响，且塌陷速率主要受失稳的土体范围影响。在塌陷中心土体失稳后，周围土体才受到剪切应力的影响破坏而向溶洞空腔中心产生位移，周围土体向溶洞空腔运移量主要受溶洞空腔尺寸影响，且此部分砂土呈现出近似塌陷休止角的塌陷形态。  
      关键词：岩溶塌陷;砂土覆盖层;破坏机理;影响因素   
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      更新时间：2024-09-30

    • 覃佳盛,杨婷,吕洋

      DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240062
      摘要：在气候变化背景下，骤旱事件频发，可在短期内对农业生产和生态系统功能造成巨大影响。因此全面准确掌握我国骤旱特征和变化趋势，对我国干旱风险评估和精准化农业减灾等具有重要意义。本文利用长时间序列陆面模型数据与再分析数据集，分别采用基于蒸发胁迫比和土壤水分的判别方法，对1980—2022年我国骤旱的发生频次、骤旱烈度、持续时间和时空分布等特征进行综合量化分析，并采用趋势分析方法评估不同区域的发展趋势，以全面准确分析我国骤旱特征与发展趋势。结果表明：（1）两种方法均表明我国夏季骤旱频次最高，冬季最低；（2）两种方法识别出的骤旱范围在东南地区较为一致，而在西北地区存在较大差异；（3）基于蒸散发的方法识别出的场次最高的地区为青藏高原地区，基于土壤水分的方法为四川中部地区；（4）骤旱平均持续时间多为6～10候，基于蒸散发的方法识别出西北地区较高，基于土壤水分方法识别出西北部和中部部分地区较高；（5）基于蒸散发的方法显示骤旱烈度较高的地区为东北地区、西北地区、西藏自治区和台湾；基于土壤水分方法显示南方地区骤旱烈度较高。两种方法结果存在明显差异，其阈值选取及区域适用性仍有待深入研究。  
      关键词：骤旱;蒸散发;土壤水分;趋势;中国   
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      更新时间：2024-09-30
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