构造裂缝类型（共9篇）
构造裂缝类型 篇1
1 概述
低渗透储层广泛分布于全国各大油气田中, 在我国石油工业中占有重要地位, 这类油藏在今后将是我国石油工业增储上产的重要资源基础[1]。对低渗透储层, 由于岩石致密程度增加, 岩石的强度和脆性加大, 因而在构造应力场的作用下, 岩石会不同程度的产生构造裂缝, 这些裂缝既是储油空间, 又是油气运移的主要通道, 对裂缝的描述和预测是低渗透储层研究的重要内容, 准确描述裂缝发育是储层评价的前提, 对低渗透储层的研究起着举足轻重的作用[2]。
2 低渗透储层构造裂缝成因类型及特点
根据野外观察和室内实验分析, 低渗透储层构造裂缝按其成因、分布特征、以及与主体构造的形成在时间和空间上的关系配置等因素综合考虑, 可以分为区域构造裂缝、局部构造裂缝、复合型构造裂缝等三大类。
2.1 区域构造裂缝。
区域构造裂缝是在一定区域范围内分布 (特别是走向) 具有一定规律性的裂缝, 它是地质历史阶段全球应力场变化的产物。区域性构造裂缝裂缝面平直、穿层深、延伸长, 方向变化不大, 垂直于层面或与岩层面呈大角度相交, 而且往往呈两组正交的形式, 与局部构造无关;同一层面上的区域裂缝一般同时发育两组, 它们切割岩层在层面上呈棋盘格子状, 当岩层直立或倾角较高时, 在剖面上呈阶梯状。
2.2 局部构造裂缝。
局部构造裂缝是岩层受到构造应力的影响, 产生大规模褶皱或者断裂变形以后, 由局部构造应力场的变化引起的。局部构造裂缝在不同的地区、不同构造以及不同的构造部位所表现出的产状、性质和规模大小等方面各不相同, 没有区域上分布的规律性, 但与局部构造 (如褶皱和断层) 关系密切。
局部构造裂缝根据其产生部位分为与褶皱有关的裂缝、与断层有关的裂缝。
2.2.1 与纵弯褶皱有关的裂缝。
岩层在水平挤压力作用下褶皱发育之初, 先形成一组直立的共轭剪切裂缝 (平面“X”型裂缝) , 节理面与岩层面垂直, 还可以产生与挤压力方向平行的早期横张节理 (追踪张裂缝) , 是追踪早期平面“X”型裂缝形成的。这对“X”型共轭裂缝在褶皱作用进一步发展中常被新形成的节理利用和改造, 一般不容易保存下来。所以褶皱上发育的节理主要是在褶皱发育的中期和晚期发生的, 是引起褶皱的区域性应力和褶皱形成过程中派生的局部应力作用的结果。2.2.2与横弯褶皱有关的裂缝。纵弯褶皱形成的力学背景是岩层受到与层面垂直的构造应力作用, 在这样的应力下岩层发生褶皱时 (以穹状背斜为例) , 穹拱部分普遍处于引张状态, 裂缝的产生与岩层之间的错动有关, 往往在层面上形成张裂缝和放射状裂缝。2.2.3与断层有关的裂缝。在断层附近的裂缝发育带内, 由与断层相同的应力场引发的裂缝是与断层面平行的一组剪裂缝及与其共轭的另一组剪裂缝。
断层与裂缝之间的关系为:已知断层和裂缝之间的关系, 就可以确定形成裂缝与断层的受力状态, 知道断层面和其伴生的裂缝的方向, 就可以确定断层的运动方向。另外在断层的上盘或下盘还可以产生由于断块的滑动而派生的羽状张裂缝和剪裂缝, 羽状张裂缝与断层成45°, 剪裂缝一组与断层大角度相交, 一组与断层小角度相交。在局部区域内, 裂缝发育在断层附近的一定区域内, 远离断层裂缝的密度减小, 断层附近因应力集中易发育构造裂缝。
2.3 复合型构造裂缝。
区域性裂缝形成于小规模的构造运动时期或大规模构造运动的初期阶段;在大规模构造运动开始 (褶皱或断层开始形成) 之后, 早期区域性裂缝要受到不同程度、不同形式的应力改造, 使其进一步剪切产生平滑 (走滑) 断层, 或者使其张开形成张性裂缝, 这种裂缝同时具有区域和局部构造裂缝的部分特征。因此把它叫做复合性裂缝。从裂缝的二次改造方式来看主要有重张缝和追踪张性缝两种形式。
2.3.1 重张缝。
在形成褶皱或断层的过程中, 在某些构造部位 (如褶皱的外凸部位、局部断层面附近) 会派生出局部拉张应力, 使早期形成的区域裂缝张开, 呈张性状态, 重张是沿某一条区域裂缝张开, 使早期的区域剪切裂缝加宽、延长。重张多产生于褶皱的核部, 往往呈纵向张开;在褶皱的倾伏部位容易产生横向重张。2.3.2追踪张性缝。追踪张性裂缝不是沿一条早期区域裂缝张开延伸, 而是沿两条或多条早期平面“X”型区域裂缝进一步张开连通而形成, 但其张开方向与单一的区域性剪切缝不一致, 而与共轭剪切裂缝的角平分线平行, 即是两组剪切裂缝的复合方向张开, 其形态在层面上呈锯齿状。总体延伸方向与主构造方向垂直 (横向) 或平行 (纵向) 。
复合裂缝虽然具有区域性裂缝和局部裂缝的双重特征, 但其后期改造作用仍然受局部应力场的控制。因此分布与局部构造裂缝一样, 受构造形态和构造部位的影响。
3 低渗透储层构造裂缝发育影响因素
3.1 构造部位对裂缝的影响。
构造裂缝的发育与构造位置关系密切, 构造曲率变化大的部位是裂缝发育的最佳部位, 其次是断鼻、褶皱和断块轴向交点部位[4]。在断层发育区, 离断层越近的地方, 裂缝越发育, 而在断层的交汇部位和断层的拐弯部位往往是裂缝最发育的地方。
3.2 岩性对裂缝的影响。
岩性因素包括岩石组分、粒度状况、胶结状况等, 这些因素直接决定着岩石的抗压、抗张和抗剪强度, 进而影响到地层受力时岩石断裂破坏的难易以及岩石断裂破坏的程度。通常认为, 岩石的脆性组分增加, 裂缝密度增大;粒度大, 裂缝发育程度低;胶结强度高, 裂缝发育差[5]。一般来说, 含长石、石英及白云石等脆性成分高的岩石中裂缝密度大。
3.3 裂缝发育与地层埋深的关系。
通常情况下随着地层埋深的增加, 地层的围压也随着增大。所以研究裂缝发育与地层埋深的关系, 也就等效于研究裂缝发育与地层围压的关系。此外, 随着埋深增大, 地层温度升高、围压均增大, 岩石的脆性降低, 塑性增高, 从而使裂缝发育强度随深度的增大而减弱[5]。
3.4 其它因素。
裂缝的发育还受其它多种因素控制, 如构造运动、地层厚度、温度、孔隙流体等因素控制[6]。但这些因素对于裂缝的分布与发育所起的作用都基本一致。例如构造运动, 虽然它是裂缝形成的主要原因, 但对任一期构造运动而言, 它对低渗透储层所在区域的构造作用力的大小和方向几乎都是一致的, 或相同的, 其对裂缝形成的影响也是一致的。同样, 而对于温度和孔隙流体, 在同一构造运动阶段, 低渗透储层所在区域应该处于一个大致相同的温度场和渗流场。
4 结论
4.1 构造裂缝既是低渗透储层油气的储集
空间, 又控制着油气运移和产量规模, 裂缝对于低渗透储层的油气富集与运移具有重要作用。
4.2 低渗透储层构造裂缝按其成因、分布特
征、以及与主体构造的形成在时间和空间上的关系配置, 可以分为区域构造裂缝、局部构造裂缝、复合型构造裂缝等3大类。这三类裂缝在构造演化过程中相互叠加可以形成极好的裂缝性储层。
4.3 低渗透储层构造裂缝的发育受多因素
的控制, 构造部位、储层岩性和储层埋深等对于裂缝的形成与发育有重要影响, 此外构造运动、地层厚度、温度等也是低渗透储层裂缝的的形成和发育的因素。
摘要：储层构造裂缝的研究是低渗透储层研究的主要内容之一, 开展低渗储层构造裂缝研究, 对低渗透储层油气勘探开发具有指导作用。较为系统地分析了低渗透储层构造裂缝不同成因类型, 并对裂缝发育控制因素进行了探讨。
关键词：低渗透储层,构造裂缝,成因类型,影响因素
参考文献
[1]李道品等.低渗透砂岩油田开发[M].北京:石油工业出版社, 1997:1-131.
[2]何雨丹, 魏春光.裂缝型油气藏勘探评价面临的挑战及发展方向[J].地球物理学进展, 2007, 4 (2) :537-543.
[3]秦启荣等.构造裂缝类型划分与预测[J].天然气工业, 2006, 26 (10) :33236.
[4]彭红利, 熊钰等.主曲率法在碳酸盐岩气藏储层构造裂缝预测中的应用研究[J].天然气地质学, 2005, 16 (3) :343-346.
[5]徐开礼, 朱志澄.构造地质学[M].北京:地质出版社, 1998.
[6]王允诚.裂缝性致密油气储集层[M].北京:地质出版社, 1992.
构造裂缝类型 篇2
雪峰弧形构造带金矿类型及分布特征
文中从总结雪峰弧形构造带内各典型金矿床地质特征入手,提出一个简明的金矿床分类方案,将区内金矿床类型分为石英脉型金矿与蚀变岩型金矿2个大类,石英脉型金矿又分为顺层与切层石英脉型2个亚类,蚀变岩型金矿分为破碎带蚀变岩型、韧性剪切带蚀变岩型与破碎蚀变砂岩型3个亚类,并阐述了不同类型的金矿与不同的`地层岩性及构造组合之间的关系,以期指导区内金矿床勘查及开发工作.
作 者：苏康明 曾勇 Su Kangming Zeng Yong 作者单位：湖南省地质矿产勘查开发局407队 刊 名：黄金 ISTIC PKU英文刊名：GOLD 年，卷(期)： 28(4) 分类号：P618.51 关键词：矿床分布 金矿床类型 石英脉型 蚀变岩型 雪峰弧形构造带试述楼梯的构造类型 篇3
1 梁承式
预制装配梁承式钢筋混凝土楼梯系指梯段由平台梁支承的楼梯构造方式。由于在楼梯平台与斜向梯段交汇处设置了平台梁, 避免了构件转折处受力不合理和节点处理的困难, 在一般大量性民用建筑中较为常用。预制构件可按梯段 (板式或梁板式梯段) 、平台梁、平台板三部分进行划分。
1.1 梯段
1.1.1 梁板式梯段
梁板式梯段由梯斜梁和踏步板组成。一般在踏步板两端各设一根梯斜梁, 踏步板支承在梯斜梁上。
1.1.2 板式梯段
板式梯段为整块或数块带踏步条板, 其上下端直接支承在平台梁上。由于没有梯斜梁, 梯段底面平整, 结构厚度小, 其有效断面厚度可按L/20—L/30估算, 由于梯段板厚度小, 且无梯斜梁, 使平台梁位置相应抬高, 增大了平台下净空高度。
为了减轻梯段板自重, 也可做成空心构件, 有横向抽孔和纵向抽孔两种方式。横向抽孔较纵向抽孔合理易行, 较为常用。
1.2 平台梁
为了便于支承梯斜梁或梯段板, 平衡梯段水平分力并减少平台梁所占结构空间, 一般将平台梁做成L形断面。其构造高度按L/12估算 (L为平台梁跨度) 。
1.3 平台板
平台板可根据需要采用钢筋混凝土空心板、槽板或平板。需要注意的是, 在平台上有管道井处, 不宜布置空心板。平台版一般平行于平台梁布置, 以利于加强楼梯间整体刚度。当垂直与平台梁布置时, 常用小平板。
1.4 梯段与平台梁节点处理
就两梯段之间的关系而言, 一般有梯段齐步和错步两种方式。就平台梁与梯段之间的关系而言, 有埋步和不埋步两种方式。
1.4.1 梯段齐步布置的节点处理
上下梯段起步和末步踢面对齐, 平台完整, 可节省梯间进深尺寸。
1.4.2 梯段错步布置的节点处理
上下梯段起步和末步踢面相错一步, 在平台梁与梯段连接方式相同的情况下, 平台梁底标高可比齐步方式抬高, 有利于减少结构空间。但错步方式使平台不完整, 并且多占楼梯间进深尺寸。
当两梯段采用长短跑时, 他们之间相错步数变不止一步, 需将短跑梯段做成折形构件。
1.4.3 梯段不埋步的节点处理
此种方式用平台梁代替了一步踏步踢面, 可以减少梯段跨度。当楼层平台处外侧墙上有门洞时, 可避免平台梁支承在门过梁上, 在住宅建筑中尤为实用。但此种方式的平台梁为变截面梁, 平台梁底标高也较低, 结构占空间较大, 减少了平台梁下净空高度。另外, 尚需注意不埋步梁板式梯段采用L形踏步板时, 其起步处第一踢面需填砖。
1.4.4 梯段埋步的节点处理
此种方式梯段跨度较前者大, 但平台梁底标高可提高, 有利于增加平台下净空高度, 平台梁可为等截面梁。此种方式常用于公共建筑。另外尚需注意埋步梁板式梯段采用L形踏步板时, 在末步处会产生一字形踏步板, 当采用┐形踏步板时, 在起步处会产生一字形踏步板。
1.5 构件连接
由于楼梯是主要交通部件, 对其坚固耐久、安全可靠的要求较高, 特别是在地震区建筑中更需引起重视。并且梯段为倾斜构建, 故需加强各构件之间的连接, 提高其整体性。
1.5.1 踏步板与梯斜梁的连接
一般在梯斜梁支承踏步板处用水泥砂浆做浆连接。如需加强, 可在梯斜梁上预埋插筋, 与踏步板支承端预留孔插接, 用高标号水泥砂浆填实。
1.5.2 梯斜梁或梯段板与平台梁连接
在支座处除了用水泥砂浆做浆外, 应在连接端预埋钢板进行焊接。
1.5.3 梯斜梁或梯段板与平台梁连接
在楼梯底层起步处, 梯斜梁或梯段板下应作梯基, 梯基常用砖或混凝土, 也可用平台梁代替梯基。但需注意该平台梁无梯段处与地坪的关系。
2 墙承式
预制装配墙承式钢筋混凝土楼梯系指预制钢筋混凝土踏步板直接搁置在墙上的一种楼梯形式。其踏步板一般采用一字形、L形或┐形断面。
预制装配墙承式钢筋混凝土楼梯由于踏步两端均有墙体支承, 不需设平台梁和梯斜梁, 也不必设栏杆, 需要时设靠墙扶手, 可节约钢材和混凝土。但由于每块踏步板直接安装入墙体, 对墙体砌筑和施工速度影响较大。同时, 踏步板入墙端形状、尺寸与墙体砌块模数不容易吻合, 砌筑质量不易保证, 影响砌体强度。
这种楼梯由于在梯段之间有墙, 搬运家具不方便, 也阻挡视线, 上下人流易相撞。通常在中间墙上开设观察口, 以使上下人流视线流通。也可将中间墙靠平台部分局部收进, 以使空间通透, 有利于改善视线和搬运家具物品。但这种方式对抗震不利, 施工也较麻烦。
3 墙悬臂式
预制装配墙悬臂式钢筋混凝土楼梯系指预制钢筋混凝土踏步板一端嵌固于楼梯间侧墙上, 另一端凌空悬挑的楼梯形式。
它无平台梁和梯斜梁, 也无中间墙, 楼梯间空间轻巧空透, 结构占空间少, 在住宅建筑中使用较多。但其楼梯间整体刚度极差, 不能用于有抗震设防要求的地区。由于需随着墙体砌筑安装踏步板, 并需设临时支撑, 施工比较麻烦。
这种楼梯用于嵌固踏步板的墙体厚度不应小于240mm, 踏步板悬挑长度≥240mm, 踏步板悬挑长度一般≤1800mm, 以保证嵌固端牢固。
踏步板一般采用L形或┐形带肋断面形式, 其入墙嵌固端一般做成矩形断面, 嵌入深度≥240mm, 砌墙砖的标号≥MU10, 砌筑砂浆标号≥M5。
为了加强踏步板之间的整体性, 在构造上需将单块踏步板互相连接起来。可在踏步板悬臂端留孔, 用插筋套接, 并用高标号水泥砂浆嵌固。在梯段起步或末步处, 根据所采用的踏步断面是L形或┐形, 需填砖处理。
在楼层平台与梯段交接处, 由于楼梯间侧墙另一面常有房间楼板支承在该墙上, 其入墙位置与踏步板入墙位置冲突, 须对此块踏步板做特殊处理。
摘要：针对楼梯的构造类型进行了详细的论述。
构造裂缝类型 篇4
成像测井资料在构造裂缝预测和评价中的应用
成像测井的成本很高,油田中做成像测井的井数量十分有限,如何充分利用有限的成像测井资料进行构造裂缝的预测和评价是其中的重要课题.在对成像测井资料特征及其裂缝检测机理分析的`基础上,结合构造解析和裂缝分布规律理论,以及在渤海湾盆地利用成像测井资料研究裂缝的具体实践,提出了利用成像测井资料进行储层构造裂缝预测和评价的思路和方法,包括如何利用成像测井资料来确定裂缝的成因、性质、形成时期及裂缝的纵向分布规律,预测裂缝的有效性、有效裂缝的方位和倾角.该方法的核心是利用构造解析方法,在正确认识和划分油气藏的构造演化阶段及其构造变形特征的基础上,对成像测井识别的裂缝与不同期次的构造变形进行科学的配套和分期.该套方法在渤海湾盆地区潜山裂缝油气藏的裂缝研究中得到了应用.
作 者：童亨茂 Tong Hengmao 作者单位：教育部“石油与天然气成藏机理”重点实验室・中国石油大学;中国矿业大学煤炭资源教育部重点实验室 刊 名：天然气工业 ISTIC PKU英文刊名：NATURAL GAS INDUSTRY 年，卷(期)：2006 26(9) 分类号：P61 关键词：成象测井 构造 裂缝(岩石) 方位角 倾角 渤海湾盆地浅析果树中花及果实的类型与构造 篇5
关键词：果树结果,果树的花,果树的果实,花的类型,花的构造
1 果树花器的类型与构造
1.1 果树的完全花
大部分果树的花通常是完全花,花朵由花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊等花器官组成,雄蕊与雌蕊存在于同一朵花中。
1.2 果树的不完全花
也有在同一植株上分别着生雄花与雌花的雌雄同株类型,例如核桃等;以及雄花下雌花着生于不同植株上的雌雄异株类型,例如杨梅、山葡萄、猕猴桃等。
2 果树花的特性
2.1 果树的授粉、受精与坐果、落花落果
经过授粉受精后,果树花的子房膨大而发育成果实,在生产上称为“坐果”。但是,果树的开花数并不等于坐果数,而坐果数也不等于秋后成熟的果实数。因为开花后,一部分未授粉、受精的花要脱落,而授粉、受精后,一部分幼果因营养不良或其他原因而脱落。这种现象叫“落花落果”。
果树落花落果现象1年可出现3次。第1次在开花后,未见子房膨大,花即脱落,是未受精的花。这次落花对生产影响不大。第2次出现在花后两周,子房已经膨大,是受精后初步发育的幼果,这次落果已有一定损失。第3次出现在第2次落果后2～4周,大致在6月,所以又称“六月落果”。此时幼果已有葡萄粒大小,因此损失很大。
2.2 果树落花落果的原因
生理落果是由多方面因素造成的,第一次和第二次的落花落果原因主要是授粉、受精不完全造成的,由于生长素不足或生长素不平衡引起果柄形成离层,因而脱落。第三次落果的主要原因是由于生长素不足和营养不良引起的。
2.3 果树隔年结果(大小年)形成的原因
果树在盛果期如果管理不当,每年产量波动很大,有时一年产量高,而另一年结果很少,这种现象叫“大小年”,也叫“隔年结果”。果树出现“大小年”现象,在生理上的原因是树体营养失调,即生长与结果、养分积累与消耗之间的平衡关系,地上部与地下部正常的代谢关系遭到破坏,限制了花芽的形成而造成的。
3 果树的果实按植物学的分类
从林业和植物学的角度上来讲,果树的果实也和林业生产中的其他木本植物的果实一样,其分类标准和分类的方法主要有:①真果:由子房形成的果实民真果,如桃、李等。②假果:由花托、花被与子房一同形成的果实叫假果,如苹果、梨等。③聚合果:在一花中许多雌蕊形成若干瘦果,连接在一起形成可食用的聚合果,如草莓。④复果:整个花序形成一个果实,如桑葚。⑤单果:是由一杂花中的一个子房或心皮发育而成的单个果实。
4 果树的果实按其构造的分类
4.1 仁果类(梨果)
以梨、苹果为代表,子房下位,子房壁和花筒合生。5个心皮构成,花托发育成肉质果肉,外、中果皮不易分辨,内果皮为软骨状薄膜,形成果心,每一心室具种子1～2粒,种皮黑褐色或棕褐色,子叶白色食用部分为花托。果皮以外肉质食用部分是苹果花筒发育形成假果皮,假果皮内可区分花萼及花瓣的维管束呈环状排列。
4.2 核果类
桃的果实是由一心皮一室单雌蕊上位子房发育的真果,其子房壁发育成果皮,胚珠发育成种子。以桃为例,外果皮由子房壁表皮和表皮下厚角组织发育而成,中果皮由子房壁中间层细胞发育而成,内果皮由子房壁内表面木质化增厚形成。
4.3 坚果类
以栗、核桃为代表,栗,子房下位,通常1～3个果实为一有刺总苞所包裹,果皮革质,种皮膜质,食用部分为肥厚的子叶。核桃,子房上位,中外果皮干裂,内果皮为坚硬的核,故类似核果类,可食用部分为肥厚的子叶。
4.4 浆果类
以葡萄、猕猴桃为代表,子房上位,由2个心皮(葡萄)或多个心皮(猕猴桃)构成,外果皮膜质,中内果皮柔软多汁。葡萄种子0～4粒,种皮较硬,基部似鸟喙,食用部分为中内果皮,猕猴桃还具有胎座,种子细小而多,状似芝麻,食用部分为中内果皮和胎座。
4.5 柑果类
构造裂缝类型 篇6
1 地表排水设施构造与类型
1.1 边沟
边沟一般设置在路堑、矮路堤、零填零挖路基及陡坡路堤边缘外侧或坡脚外侧, 主要用来汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟的横断面形状主要有梯形、矩形、三角形和流线形几种。一般情况下, 土质边沟宜采用梯形;石质边沟宜采用矩形;矮路堤或机械化施工时可采用三角形;流线形边沟主要用于积砂或积雪路段。
边沟的纵坡一般应与路线纵坡一致, 并不宜小于0.5%, 以防淤积, 在特殊情况下容许减至0.3%。当边沟纵坡过大, 且有冲刷可能时, 应采取加固、设置跌水或急流槽等措施。为防止边沟水流漫溢或冲刷, 边沟的单向排水长度一般不宜超过300m、500m。若超过此值, 则应添设排水沟或涵洞, 将水引出路基范围以外。
1.2 截水沟
填方路段若需要设截水沟, 应保证截水沟与坡脚之间有2m的间距。截水沟挖出的土, 可在路堑与截水沟之间修成土台, 台顶应筑成2%倾向截水沟的横坡, 土台坡脚离路基坡顶应有大于1m的距离。为防止水流下渗, 对沟底纵坡较大的土质截水沟, 及土质松软、透水性较大或裂隙较多的岩石路段, 应进行沟渠加固。必要时设跌水或急流槽。
1.3 排水沟
排水沟的作用是将边沟、截水沟、取土坑所汇集的水流或路基附近的积水, 引至桥涵范围以外的天然河流、低洼地。排水沟的横断面, 一般采用梯形, 尺寸根据流量而定。但底宽、沟深均不宜小于0.5m。设有取土坑的截水沟排水沟应尽量做成直线, 如必须转弯时, 转弯半径不宜小于10m~20m。沟的连续长度一般不宜超过500m。沟底纵坡应不小于0.5%, 以1%~3%为宜。纵坡大于3%时, 需要加固, 大于7%时, 则应改为跌水或急流槽。排水沟与其他沟渠相接时, 力求水流顺畅。
1.4 急流槽与跌水
在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽称为急流槽。其作用是将上下游水位差较大的水流引至桥涵进口或路基下方。设置于需要排水的高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段的阶梯形构造物, 称为跌水。其作用主要是降低水流流速, 削减水流能量。跌水有单级和多级之分。跌水可带消力池, 也可不带消力池。不带消力池的跌水, 台阶高度为0.3m~0.4m, 高度与长度之比, 应与原地固坡度吻合。带消力池的跌水, 单级跌水墙的高度为1m左右, 消力槛的高度宜为0.5m, 消力池台面设2%~3%的外倾纵坡, 消力槛顶宽不宜小于0.4m, 槛底设泄水孔。跌水的槽身结构与急流槽相同。
1.5 蒸发池
路线穿越平坦地形, 地面排水困难, 无法把地面水排走时, 可在距离路基适当的地方设置蒸发池, 引水人池, 依靠自然蒸发或下渗将水排除。蒸发池到路基坡脚的距离不宜小于5-l0crn, 池的容积按汇水流量决定, 深度可达1.5m~2.0m。
2 地面排水沟渠的施工与加固
2.1 三合土或四合土抹面
加固常流水的水沟表面时, 如加抹厚1cm的M7.5水泥砂浆, 效果更佳。其具体施工方法如下:施工前两周, 将石灰水化, 使用前1d~3d, 将炉渣掺人拌匀, 使用时将卵石或水泥及砂掺入, 反复拌和均匀。沟渠开挖后趁土质潮湿立即加固。如土质干燥, 则宜洒水湿润后再行加固。沟渠铺混合土前, 应将沟底及沟壁表面夯拍整平, 然后安装模板, 保证加固厚度的一致。沟渠铺混合土后, 应拍打排浆, 然后再抹水泥砂浆护层, 待稍干后, 用大卵石将表面压紧磨光, 最后用麻袋或草垫覆盖, 洒水养生3d~5d, 养护时如发现裂缝或表面剥落, 应予以修补。
2.2 单层栽砌卵石加固
施工时, 一般应先砌沟底, 后砌沟壁。砌底选用较好的大卵石, 坡脚两行尤应注意选料砌牢。砌筑可自下而上逐步选用较小的卵石, 最上一层则用较长卵石平放封顶压牢。所有卵石均应栽砌, 大头朝下, 相互靠紧, 每行卵石须大小均匀, 两排之间保持错缝。卵石下部及卵石之间的孔隙, 均应用小石填塞紧密。
2.3 浆砌片石加固
浆砌片石边沟有梯形与矩形两种, 厚度为0.25m~0.30m, 一般用于沟内水流速度较大及防渗要求较高的地段。沟底纵坡一般不受限制 (可考虑用急流槽形式) , 但在有地、下水 (或常年流水) 及冻害地段, 沟壁沟底外侧需加设反滤层或垫层, 并在沟壁上预留泄水孔。施工时应注意沟渠开挖后要整平夯拍, 如土质干燥应洒水润湿, 遇有鼠洞陷穴应堵塞夯实。水泥砂浆标号一般采用M5, 随拌随用, 砌筑完后应注意养生。
3 结论
黄河公路桥采用钻孔深度已达到104m。最近在大型基础上已开始采用地下连续墙的施工方法, 并获得成功。
5 结论
桥梁工程是一项复杂的建设工程, 根据其使用任务、性质和将来发展的需要, 全面贯彻安全、经济、适用和美观的方针。
摘要：我国公路工程事业发展迅速, 工程质量的好坏, 施工技术是关键。路基施工是公路工程施工中的重要组成部分, 其施工质量的好坏直接影响着公路能够正常运营及功能和寿命。本文结合作者多年工作经验, 以公路工程路基地表排水设施施工技术为研究主题, 详细阐述了地表排水设施构造与类型及地面排水沟渠的施工与加固两个问题。
关键词：公路工程,地表排水,构造,施工技术
参考文献
[1]汪生贵.路基排水设施的设置[J].青海交通科技, 2006 (5) .
[2]李春霞.浅谈路基排水的重要性及措施[J].中国高新技术企业, 2008 (10) .
[3]张利亚, 董瑞强.公路路基排水调查与设计浅谈[J].内蒙古公路与运输, 2003 (2) .
构造裂缝类型 篇7
含煤地层区划以辽河南北向断裂为界, 两侧岩性、岩相差异明显, 东部为松辽分区绥化———农安小区, 含煤地层为上侏罗统沙河子组 (晓明组) , 西部为松辽分区开鲁小区, 含煤地层为上侏罗统协尔苏组 (三台子组) 和李影匠组、下白垩统沙力好来。它们均与下伏上侏罗统火山岩、古生界和前震旦系变质岩呈不整合接触。上覆地层为白垩系红层呈不整合超覆。
含煤岩系沉积在呈北北东、北东方向展布、雁行排列或列式排列的断陷盆地中, 一般为中小型, 面积由几十到几百平方公里。每个盆地明显受两组断裂控制, 一组为北北东 (或北东) , 一组为东西 (或北西) , 主要断裂常构成盆地的边界, 且常在其一侧, 具同生断裂性质。
2 构造
本区位于天山———兴安地槽褶皱区吉黑褶皱系的西南部, 西与内蒙大兴安岭褶皱系相连, 附近有嫩江深断裂呈北北东向穿过, 南部与中朝准地台以内蒙地轴北缘深断裂为界, 北界在西拉木伦河深断裂附近。由于地处两大构造单元交界, 构造较为复杂, 火山活动也较为强烈, 对含煤盆地的形成与改造均有较大影响。
2.1 含煤盆地的一般构造特征
2.1.1 盆地的几何形态和排列方式
从盆地的空间分布与几何形态显示与构造规律有着密切关系 (图1) 。大多数盆地形状为长椭圆或斜方形, 一般为中小型盆地, 较大者面积可达800多平方公里;小的仅数十平方公里。沉积厚度数百米至千余米, 埋藏深度500———1500米, 大多呈北北东向和北东向排列, 部分呈北北西向或近南北展布, 彼此呈雁行和行列式, 可谓复“多”字形构造, 为一系列断陷盆地和断隆成有规律的相间组合排列。在地貌上呈锯齿状, 向北倾没, 被白垩系超覆掩盖。
2.1.2 盆地的断裂特征
断陷盆地是在断裂的边界条件下, 下陷部分接受沉积, 周边隆起断块则是沉积物的供给区。盆地周边断裂 (盆缘断裂) 一般由两组构成:北北东向与东西向组合而成, 一般为张性断裂。盆地内次级断裂也较发育, 其方向与主断裂基本一致, 东西向断裂常切割北北东向断裂。盆地两侧的北北东向断裂是盆地的主干断裂, 控制着盆地的次级构造、沉积作用及盆地形态。
2.2 区域构造格架及与断陷盆地形成的控制关系
2.2.1 区域构造格架 (图1)
本区南部中朝准地台和吉黑褶皱系交界处为内蒙地轴北缘深断裂带, 位置在赤峰、开源一带, 由一系列东西向断裂组成;北部为西拉木伦河深断裂带, 呈东西向横贯本区北部, 西段沿西拉木伦河发育, 东段沿西辽河向东逐渐不发育, 可能受南北向辽河断裂的影响, 两侧差别极大, 它 (辽河断裂) 控制了两侧的沉积、构造岩浆活动及变质作用, 并有继承性。对本区含煤盆地的行列式分布起控制作用。本区西部为嫩江深断裂带的南段, 沿清河和老哈河发育, 呈北北东———南南西方向展布, 宽约10公里的断陷带, 是兴安岭和松辽盆地最早的界限, 现在的界限在其西的乌尔吉木伦河附近落差1000———2000米。该断裂以西即为大兴安岭东坡隆起带。嫩江锻裂带对本区西部的地层、火山活动均有控制作用。本区东部边界的北北东向断裂带, 是郯庐深断裂带的北延部分, 它控制东侧长期隆起剥蚀作用和西侧中新生代巨厚沉积。
2.2.2 构造对沉积环境和煤田沉积类型的控制关系
盆地形成初期, 在构造应力的作用下, 断块运动相对强烈, 当时地形高差较大, 水动力条件较强, 具有较强的侵蚀和搬运作用, 在盆地底部和沿盆地边缘主干断裂附近堆积了较厚的粗碎屑沉积物, 大部分为洪水形成的冲积扇沉积。之后, 辽河断裂带起明显的控制作用。断裂带以西, 断块相对运动明显减弱, 大面积总体下降, 地形平缓, 水动力条件减弱, 水系搬运能力减小, 沉积补偿不足, 盆地逐渐变为湖区, 形成湖泊———沼泽环境堆积。而湖区又受次级东西向断裂作用, 南北沉积分异, 断裂北侧的一些盆地断块活动相对稳定, 冲积扇带较窄, 且无明显的湖滨带沼泽环境, 只是到盆地发展后期, 由于断块相对整体上升, 湖盆淤浅形成大面积沼泽环境因而煤层发育在湖泊相泥岩之上, 煤层稳定, 分布面积广, 即是扇前浅湖沉积类型的构造背景。
南部长城窝堡等盆地构造条件较复杂, 在盆地形成初期, 就有湖泊存在, 在其湖滨带和浅湖区及其三角洲平原上发育沼泽, 此后总体下沉和趋于稳定的湖泊环境, 形成很厚的泥岩沉积, 这就是深湖边缘带沉积类型的构造条件。以上湖盆发展后期, 断块运动加强, 湖泊沉积逐渐结束, 而冲洪积扇或扇三角洲发育起来, 淤浅充填了湖盆, 演化了李影匠组的沉积阶段, 局部在扇三角洲平原和河流沉积的泛滥平原上沉积了煤层。在辽河断裂以东, 形成盆地底部的粗碎屑沉积之后, 虽然断块运动也有所减弱, 但水动力条件仍较强, 具有较强的搬运作用, 盆地中发育了河流, 长期迂回曲折, 形成冲积平原沉积, 局部由于沉积物补偿不足, 存在有短暂的小的湖泊环境及不典型的三角洲沉积, 这是扇前冲积平原沉积类型形成比较强烈的断块运动的构造背景。由于地壳不断活动和河流的迂回, 形成多个沉积旋回及其相应泛滥平原上多层煤层的聚集。
3 沉积环境及聚煤作用
含煤岩系和煤层发育除了与构造控制有关外, 沉积环境是更主要的因素。本区以南北向的辽河断裂为界, 分东西两个不同的沉积区, 东部以河流沉积为主, 西部以湖泊沉积为主。西部又以辽阳窝堡东西向断裂为界, 分成南北不同的两个沉积小区。分别代表了三种不同的煤田沉积类型。
3.1 沉积环境
3.1.1 岩相特征和煤田沉积类型
东部沉积区以铁法和宝力盆地为代表, 底部和西侧盆地边缘以粗碎屑沉积为主, 由砾岩和砂岩组成, 分选极差, 砾石磨圆度不好, 属冲洪积相的山麓相堆积, 上部则多中粗砂岩, 具大的斜交层理, 含炭化植物碎屑, 为河道相沉积, 局部为粉砂岩和泥岩, 具斜波状层理, 含动植物化石, 煤层大多发育在粉砂岩上下, 为泛滥平原及其发育的沼泽沉积 (图1) 。西区的沉积环境可分别以协尔苏 (北分区) 和长城窝堡 (南分区) 为代表。底部具有山麓相沉积, 上部具有典型的灰色、褐色湖相泥岩、油页岩沉积, 并有泥灰岩薄层, 具水平层理, 其泥岩上下常具有湖滨相砂岩、粉砂岩沉积。从煤层发育情况看, 反映南北两分区煤田沉积环境是不同的。北分区协尔苏盆地煤层发育在湖相泥岩之上, 是由于湖泊淤浅而大面积沼泽化堆积而成 (即湖后沉积) , 属山前浅水湖泊沉积类型 (图3-2) 。南分区长城窝堡盆地煤层发育在湖相泥岩之下, 是湖滨沼泽或湖滨三角洲沼泽的产物 (湖前沉积) , 是湖泊开始发生阶段和发展阶段, 深湖边缘———滨湖的沉积环境, 属深水湖盆边缘沉积类型 (图3-3) 。
3.1.2 垂直层序和沼泽发育 (图3-4)
上述冲击平原类型是以冲击扇和曲流河为主的垂直层序。
冲积扇的垂直层序具有明显的泥石流的混杂粗碎屑沉积和携水沉积的泥岩、粉砂岩, 无明显的层理, 有时也夹有薄煤层和炭质泥岩。
曲流河的垂直层序是下部为粗粒的河道相沉积, 常具斜交层理, 底部有冲刷作用, 向上变细为泛滥平原沉积, 一般多为粉砂岩和泥岩, 含煤层和炭质碎屑, 为下粗上细的垂直层序, 煤层发育在泛滥平原上, 位于河道的两侧。由于河道往复迁移, 河道附近煤层发育不好, 远离河道煤层逐渐变好。湖泊类型的垂直层序一般为自下而上由细变粗, 即由深湖浅湖滨岸沉积, 淤浅环境并形成沼泽, 由泥岩、粉砂岩、少量细砂岩组成的程序, 具水平层理, 煤层分布面积较广, 且在上部。河口三角洲的垂直层序是自下而上由细变粗, 再由粗变细的层序。一般底部由前三角洲的泥岩和粉砂岩组成, 具水平层理, 其上为三角洲前缘沉积, 为河流带入湖中的沉积, 一般较粗, 为中细砂岩和粉砂岩, 有时具小型交错层理, 最上为三角洲平原沉积, 是河道在三角洲上延伸的分流河道沉积物, 与河道沉积物一样, 岩性较粗, 具斜交层理, 但其上的分流河道间常形成沼泽, 发育成煤层。
3.2 聚煤作用与构造、环境的关系
3.2.1 聚煤作用的方向性:
由于构造由于构造运动的结果, 形成具有一定方向的断陷盆地或断坳型盆地, 煤层发育一般与盆地延伸方向一致。如辽河断裂以东煤层的展布方向呈北北东向, 断裂以西煤层呈北西西方向展布, 局部由于东西向断裂的影响, 煤层的展布方向为近东西向, 如长城窝堡盆地。
3.2.2 煤层发育的分带性:
由于盆缘主干同生断裂的控制, 使岩相岩性沿断裂方向分带明显, 煤层在结构上、厚度上、分布上发生分带现象, 富煤带一般在盆地中部。
3.2.3 煤层发育与盆地沉降的一致性:
除盆缘同沉积断裂一侧外, 煤层厚度与含煤段厚度具正相关关系, 即含煤段厚度大, 煤层厚度也变厚, 尤其在盆地具有次一级盆地或同沉积向斜, 煤层发育更好, 这是盆地中泥炭堆积速度与盆地沉降速度大致一致的结果。
3.2.4 煤层发育与环境的密切性:
煤层发育与环境密切相关。一般环境复杂, 煤层变化也大;环境简单稳定, 煤层也相对稳定。
4 结论
4.1 辽河断裂以东以河流沉积为主, 辽河断裂以西以湖泊沉积为主;
4.2 辽河断裂的西部沉积区又以东西向断裂分为南北不同的两个沉积小区;
4.3 构造控制着含煤盆地的形成和发展, 形成不同的煤田沉积类型;
4.4 构造控制含煤盆地的行列式分布。
参考文献
[1]任纪舜等.中国的深断裂, 中国及其邻区大地构造论文集[M].北京:地质出版社, 1981.
[2]刘宝.沉积岩石学[M].北京:地质出版社, 1980.
[3]李思田等.霍林河煤盆地晚中生代沉积构造史和聚煤特征[J].地质学报, 1982, 3.
桥梁常见裂缝类型浅析 篇8
1 结构裂缝形成原因的种类
根据桥梁工程的设计特点, 在工程施工中钢筋砼结构产生施工裂缝的原因, 大致有以下几种类型:
1.1 由施工荷载引起的裂缝
由施工荷载引起的裂缝, 这类裂缝我们简称为荷载裂缝。荷载裂缝产生的原因, 在于施工过程中, 由于工人不了解桥梁结构的受力特点, 而又毫无限制地在其上面堆放了大量的施工机具、工程材料, 造成了负荷过重从而引发了荷载裂缝的发生。此外, 以下几种情况也是引发荷载裂缝的常见主因:
随意翻身、起吊、运输、安装;不按设计图纸施工, 擅自更改结构施工顺序, 改变结构受力模式。不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。
1.2 由温度变化引起的裂缝
我们大家都知道, 混凝土与其它普通物质一样, 同样具有热胀冷缩的材料性质。当外部环境或结构内部温度发生变化时, 混凝土将发生变形。倘若变形遭到约束, 则会在结构内部将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生了温度裂缝。在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出外部所有的活载累计应力。温度裂缝区别于其他裂缝的最大特征是随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要施工因素有:
水化热。在施工过程中, 大体积混凝土在浇筑混合料之后由于水泥水化放热, 致使内部温度升高, 由于内外温差的进一步拉大, 致使表面出现裂缝。因此, 在施工中应根据实际情况, 尽量选用水化热偏低的水泥品种, 并限制水泥单位用量, 减少骨料入模温度, 降低内外温差, 并缓慢降温, 必要时可采用循环冷却系统进行内部散热, 或采用薄层连续浇筑以加快散热。
蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当, 混凝土骤冷骤热, 内外温度不均, 易出现裂缝。
预制T梁时横隔板安装, 支座预埋钢板与调平钢板焊接时, 若焊接措施不当, 铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热法张拉预应力构件时, 当预应力钢材温度升高至350℃时, 此时, 混凝土构件也容易出现开裂。
1.3 由收缩引起的裂缝
在公路工程建设中, 由混凝土收缩所引起的结构裂缝是最常见的一种。在混凝土收缩种类中, 塑性收缩和干性收缩是发生混凝土体积变形的两大主因。
塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4h～5h左右, 此时水泥水化反应激烈, 分子链逐渐形成, 出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 同时骨料因自重下沉, 因此时混凝土尚未硬化, 称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大, 可达l%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡, 便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处, 如T梁、箱梁腹板与顶、底板交接处, 因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩, 施工时应控制水灰比, 避免过长时间的搅拌, 下料不宜太快, 振捣要密实, 竖向变截面处宜分层浇筑。
缩水收缩 (干缩) 。混凝土结硬以后, 随着表层水分逐渐蒸发, 湿度逐步降低, 混凝土体积减小, 称为缩水收缩 (干缩) 。因混凝土表层水分损失很快, 内部损失慢, 因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩, 表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 致使表面混凝土承受拉力, 当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时, 便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件 (超过3%) , 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面容易出现龟裂裂纹。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝, 裂缝宽度较细, 且纵横交错, 呈龟裂状, 形状没有任何规律。
1.4 由钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氧化铁体积比原来增长约2倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其他形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀, 导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀, 施工时应控制混凝土的水灰比, 加强振捣, 保证混凝土的密实性, 防止氧气侵入, 同时严格控制含氯盐的外加剂用量, 沿海地区或其他存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
1.5 由工艺控制问题引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异, 比较典型常见的有:
混凝土保护层过厚, 或乱踩已绑扎的上层钢筋, 使承受负弯矩的受力筋保护层加厚, 导致构件的有效高度减小, 形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。
混凝土振捣不密实、不均匀, 出现蜂窝、麻面、空洞, 导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点。
混凝土浇筑过快, 混凝土流动性较低, 在硬化前因混凝土沉实不足, 硬化后沉实过大, 容易在浇筑数小时后发生裂缝, 既塑性收缩裂缝。
混凝土搅拌、运输时间过长, 使水分蒸发过多, 引起混凝土塌落度过低。使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。
混凝土初期养护时急剧干燥, 使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。
用泵送混凝土施工时, 为保证混凝土的流动性, 增加水和水泥用量, 或因其他原因加大了水灰比, 导致混凝土凝结硬化时收缩量增加, 使得混凝土体积上出现不规则裂缝。
混凝土分层或分段浇筑时, 接头部位处理不好, 易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时, 后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑, 引起层面之间的水平裂缝;采用分段现浇时, 先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好, 新旧混凝土之间黏结力小, 或后浇混凝土养护不到位, 导致混凝土收缩而引起裂缝。
2 结束语
如上所述, 一座桥梁如果在建设过程中出现结构裂缝, 那么, 裂缝的出现绝对并非偶然, 它必定是由某一方面的原因或是某一个环节在管理上的疏忽所引起的, 虽然裂缝的初期出现, 并不会迅速影响整桥的正常使用, 但是, 大部分的裂缝却能随着时间的变化而再进一步恶化发展, 最终也将升级为危害性较大的病害缺陷。对此, 我们必须慎而待之。总之, 有了对以上几种裂缝产生原因的深入分析, 对我们以后在工程开工前或在施工过程中制订合理有效的技术措施起到了很好地参考作用。
摘要：本人结合多年参与公路桥梁现场施工工作实践, 对部分桥梁在建设过程中或建成通车后常见的一些裂缝类型进行归类总结, 通过查找原因分析问题, 才能让我们真正地了解各种裂缝的引发成因, 进而制订防范措施, 达到预防布控之目的。
关键词：桥梁工程,结构裂缝,裂缝类型,诱发原因
参考文献
[1]《桥梁施工工程师手册》 (第二版) 杨文渊, 徐主编.人民交通出版社2003年.
构造裂缝类型 篇9
关键词：古构造应力场,裂缝预测,储层,川西坳陷
近年来,在石油地质领域,碎屑岩储层中寻找裂缝发育规律,碳酸盐岩中识别裂缝、孔洞是目前攻关的难题和重点。对于致密性裂缝油气藏而言,裂缝既是储集空间也是运移通道,裂缝的发育与否直接控制着油气井的产能,同时由于裂缝产生规律复杂,且早期形成的裂缝受到后期多个构造运动的叠加、改造、裂缝发育及其复杂,规律可循度较低,因此,裂缝的预测一直是世界石油界的难题[1,2,3,4],没有精确定量的方法用于裂缝识别与预测。笔者结合弹性力学和断裂力学相关理论,从导致裂缝发生的构造应力着手,基于现今构造形态,反演古构造应力场,从而对裂缝进行预测[5,6],并将该技术应用到川西坳陷大邑构造和新场构造致密碎屑岩储层中。
1 古构造应力场数值模拟预测裂缝
1.1 地质理论基础
地应力是产生裂缝的主要原因。岩石裂缝与地质构造关系密切,它与构造运动中形成的褶皱、断层和区域构造在几何特征、形成作用和发展演化都具有密切的关系,这也是当前裂缝研究的方向[5,6,7,8]。结合构造地质学理论,笔者对裂缝在不同地质构造的发育规律简述如下(图1)。
1.1.1 与纵弯褶皱有关的裂缝
原始水平岩层在压应力作用下,发生弯曲褶皱以前,往往先形成一对直立的平面“X”剪裂缝,B轴直立,A轴和C轴水平。当应力继续作用岩层弯曲产生褶皱时,也可产生平面“X”剪裂缝,C轴平行于枢纽方向,A轴垂直于枢纽方向。褶皱发展到一定程度,将产生两组走向平行于枢纽的剖面“X”剪裂缝。在褶皱形成期间,将产生一组横张裂缝,一组纵张裂缝,横张裂缝一般发育在向斜部位以及背斜的倾伏端,他们都是由沿着褶皱枢纽方向的张应力作用产生的。张裂缝一般发育在:背斜枢纽或轴的延伸方向上;背斜构造高点的范围内;枢纽发生弯曲部位;背斜的倾伏端;岩层倾角突然变陡的部位。此外,褶皱两翼层间滑动往往会产生层间剪裂缝。
1.1.2 与断层有关的裂缝
根据应力的来源,主要分为派生裂缝和伴生裂缝。派生裂缝包括一组羽状张裂缝,两组派生剪裂缝。张裂缝沿断层成羽状排列,常与断层面呈锐角相交,与断层所交的锐角方向指示本盘的运动方向。派生剪裂缝一组与断裂呈大角度相交,一组呈小角度相交,其中第二种裂缝更为发育,交角一般不超过15°,相当于羽状剪裂缝。在伴生应力场下,主要形成两组伴生剪裂缝,一组与断层面平行,一组与断层面斜交,两组裂缝的锐角平分线代表最大主应力的方向。
1.1.3 区域性裂缝
在野外观察到,有些区域广泛发育着间距宽且稳定的并且不受断裂和褶皱控制的裂缝,该类裂缝往往是在沉积过程中,同地区同层位普遍发育一对直立共轭剪切缝。其发育范围广,产状稳定,规模、间距大,构成一定几何形式。
1.2 古构造应力场模拟思路
构造应力是产生裂缝的主要因素,用计算力学方法对构造应力场进行定量(或半定量)模拟计算,恢复古构造应力场,然后结合构造地质学的方法预测构造裂缝的发育程度、裂缝的方位、性质[5,6,7,8]。古构造应力场的数值模拟基本思路如图2所示。
它主要包括以下两个方面的研究内容:
(1)构造数值模拟:以弹塑性力学和岩石力学为基础,以数值分析的有限元技术为手段,以研究区内的构造(褶皱、断裂等)形迹为依据来模拟并计算出构造形成时期的应力场特征,使构造应力的研究达到定量化。
(2)裂缝的评价、预测
对裂缝的预测是以数值模拟得到的构造应力场为基础,结合岩石破裂理论(主要是莫尔—库伦准则和Griffith理论)、岩石力学性质以及地质特征等,确定岩石断裂破坏的判据;最终根据构造应力和岩石破裂判据,预测裂缝、评价裂缝的发育程度。
式(1)中,σ1和σ2为两个主应力,c为残余内聚力,ϕ为残余内摩擦角。
2 应用实例
2.1 大邑构造须二段
大邑构造处于龙门山冲断带内前缘隐伏构造带,是一断背斜构造,构造圈闭受局部构造和断层的双重控制,褶皱变形适中,整体为两翼被F1、F2、F6断层遮挡、轴部被F2派生羽状断层切割。构造演化显示,该区主要受NW-SE挤压应力作用,不断向SE方向挤压推覆,F2断层在海相地层滑脱、向上逆冲形成了大邑断层断展褶皱构造。大邑构造中深层、浅层以及表层的构造特征、断裂发育程度的差异主要与各期次构造运动在大邑地区的活动强度有关,构造两翼的地层倾角为北西陡,南东缓,反映了该构造发育程度自东南向西北逐渐加强的趋势[9]。本次利用古构造应力场数值模拟对该区须二段裂缝进行预测,通过建立地质模型(图3),选择材料值,模拟得到该区古构造应力场,最终对裂缝进行预测(图4),根据计算结果,大邑构造主要受到北西向挤压力作用,最大主应力矢量方向为近北西向展布[10,11]。整体上呈北西向延伸的条带状分布,除去边界的影响,其值主要分布在45～53 MPa,最大值分布在构造高点附近区域,在其余地区总体上分布比较均匀。在经过构造高点及断层时,应力会相应增大。最小主应力方位与最大主应力垂直,最小主应力基本上沿南东方向展布,其值一般在8～12 MPa之间。平缓地带的最小主应力值较小,在断层周围值较大,而其它区域分布则比较均匀。
2.2 新场构造须二段
新场地区构造位置位于川西坳陷中部,龙门山逆掩推覆带中段的前陆盆地中的前缘隆起带。由于受到多期次构造运动的影响,使其深、浅层的断裂、构造特征略有差异。从须二段顶部的构造形态看,新场构造整体呈一北东东走向的复式背斜,表现为向东倾没的鼻状构造,构造南北两翼表现为南陡北缓的斜坡。新场地区须二段储层物性具有特低孔低渗特征,经多井钻探、测试成果揭示,在网状缝和高角度裂缝发育层段,气井产量相对较高。裂缝是改善新场须二段储层储集空间的最主要因素。根据研究区裂缝的开启性预测结果,结合钻井及成像测井资料分析认为,新场地区对气藏有利的裂缝为构造伴生缝、近东西向的开启缝、北西及北东向的剪切缝。印支期NWW-SEE挤压应力使近EW向裂缝开启,燕山期SN向挤压应力使SN向裂缝开启,早期的近EW开启裂缝此时受挤压闭合,喜山期NEE-SWW挤压应力作用使印支期形成的EW向裂缝在燕山期闭合后可能会再次开启,而燕山期开启的SN向裂缝在此时近EW向挤压应力下会闭合,不同时期的开启裂缝为油气的运移提供运输通道。新场裂缝主要形成期为印支期和喜山期的构造运动,印支期构造运动在区域上形成共轭的剪切变形缝;喜山期构造运动改造早期的剪切变形缝,使近东西向裂缝保持开启状态,由于喜山期构造运动产生的地层滑脱,在断层面上形成了断层伴生缝[12]。
利用基于地质成因的裂缝预测技术,预测须二段裂缝分布,从预测结果看,经过多期构造运动,导致现今构造形态下裂缝发育, 裂缝发育密度较大的部位于构造宽缓背斜的翼部和较大断裂附近,裂缝发育最有利地区在五郎泉构造、联150和川孝560井等区域(图5)。
3 结论
从裂缝的成因着手,提出了一套预测裂缝行之有效的方法。以构造地质学、地质力学理论为指导,以工区岩心观察及测井识别裂缝为依据,基于现今构造形态,通过建立地质模型,反演古构造应力场,结合岩石破裂理论(主要是莫尔—库伦准则和Griffith理论),从而预测裂缝的分布规律。将该方法应用到大邑构造、新场构造须二段裂缝预测中,所得结果与实际资料对比显示,该方法误差较小,适用范围较广。
参考文献
[1]宋惠珍.脆性岩储层裂缝定量预测的一种尝试.地质力学学报,1999;4(1):76—84
[2]宋惠珍,曾海容,孙君秀.储层古应力场的数值模拟.地震地质,1999;21(3):193—203
[3]邓攀,魏国齐,杨泳.储层构造裂缝定量预测中地质数学模型的建立与应用研究.天然气地球科学,2006;17(4):480—481
[4]宋惠珍,贾承造,欧阳健,等.裂缝性储集层研究理论与方法—塔里木盆地碳酸盐岩储集层裂缝预测.北京:石油工业出版社,2001:12—40,250—262
[5]唐湘蓉,李晶.构造应力场有限元数值模拟在裂缝预测中的应用.特种油气藏,2005;12(2):25—28
[6]季宗镇,戴俊生,汪必峰,等.构造裂缝多参数定量计算模型.中国石油大学学报(自然科学版),2010;34(1):24—28
[7]曾海容,宋惠珍.碳酸盐岩储层裂缝预测系统研究及其应用.岩石力学与工程学报,2010;19(增):1037—1041
[8]丁文龙,樊太亮,黄晓波,等.塔里木盆地塔中地区上奥陶统古构造应力场模拟与裂缝分布预测.地质通报,2011;30(4):588—594
[9]张贵生.川西坳陷须家河组致密砂岩储层裂缝特征.天然气工业,2005;25(7):11—13
[10]李虎,秦启荣,王时林,等.大邑构造须二段储层裂缝综合预测.特种油气藏,2010;17(6):54—56
[11]李虎,秦启荣,王志萍.大邑构造须二段储层裂缝预测.岩性油气藏,2010;22(2):108—110,115
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