琼州海峡地区现今地应力场研究

发布时间：2017-05-02 03:06

  本文关键词：琼州海峡地区现今地应力场研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：琼州海峡是国内四大海峡之一,位于雷州半岛和海南岛之间,是连接海南岛与大陆的海上要冲,也是从东南沿海进入北部湾的必经之路。若琼州海峡跨海通道工程得以实现,将使天堑变通途,大大促进交通便利,推动区域经济发展,并对国家实施“21世纪海上丝绸之路”发展战略具有极其重要的意义。琼州海峡区域的地质条件复杂,历史上曾发生过7.5级地震,且海峡西部分布有珊瑚礁国家级保护区,对环境影响非常敏感,这些因素大大增加了跨海通道工程的施工难度。目前已有的研究主要集中在海域地球物理调查等方面,地应力研究程度很低,关于断裂构造活动性等基础性问题尚未完全查明,不足以给工程方案提供可靠的资料和数据,为此,开展琼州海峡地区现今地应力场研究,了解工程区的地应力场空间分布规律,具有十分重要的意义,能够为跨海通道的科学选线和工程建设提供科学依据。论文在收集详实的地质资料的基础上,结合区域地质构造背景和地球物理场特征,分析研究区的活动断裂特征和地壳结构特征,并确定地壳各层以及主要断裂的材料参数,建立了琼州海峡及邻区的三维地壳结构模型。运用有限元方法,通过区域地应力场特征和研究区地应力实测资料确定了模型的边界条件和荷载,对现今地应力场进行数值模拟研究,得到研究区地应力场空间分布特征,并对研究区主要断裂的活动性和其对地应力场的影响进行了分析,探讨了研究区的地震活动与地应力场之间的关系。取得了如下成果：(1)初步建立了研究区的三维地壳结构模型。模型主要包括研究区的主要断裂,沉积盖层(新生界)和结晶基底,并对沉积盖层和结晶基底的分界面进行了模拟处理；(2)运用ANSYS软件对研究区现今地应力场进行数值模拟,结果显示最大主应力的高值区值位于王五-文件断裂与长流-仙沟断裂以及铺前-清澜断裂的交汇部位附近,在铺前-清澜断裂与马袅-铺前断裂的交汇处也有应力值升高现象。中间主应力和最小主应力则在研究区东北角呈低值分布,其中最小主应力的低值区沿王五-文教断裂走向分布,在马袅-谱曲断裂的西南端也有线状分布。(3)表层应力值较低,分布差异不明显,在王五-文件断裂与长流-仙沟断裂的交汇部位有升高。模型中新生界与结晶基底的界面上的等效应力分布云可以看出,应力的高值区发生了迁移,主要分布在马袅-铺前断裂与长流-仙沟断裂交汇部位附近。
【关键词】：琼州海峡 地应力场 有限元模拟 活动断裂
【学位授予单位】：中国地质科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P736.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 选题背景与研究内容10-11
• 1.1.1 选题背景和项目依托10
• 1.1.2 研究内容10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 地应力测量研究现状11-13
• 1.2.2 地应力场研究现状13-14
• 1.3 研究方案与技术路线14-16
• 第二章 区域地质背景16-27
• 2.1 自然地理16-17
• 2.1.1 地理位置16-17
• 2.1.2 气象水文17
• 2.2 区域地质概况17-24
• 2.2.1 地层17-20
• 2.2.2 岩浆岩20-24
• 2.3 区域地震活动特征24-27
• 第三章 研究区地质特征27-43
• 3.1 海峡地形地貌27-29
• 3.2 地球物理特征29-32
• 3.2.1 地壳结构特征29-30
• 3.2.2 地球物理断面特征30-32
• 3.3 活动断裂特征32-36
• 3.4 琼州海峡活动断层36-39
• 3.5 构造应力场特征39-43
• 第四章 地应力测量与现今地应力场研究方法43-61
• 4.1 地应力测量方法综述43-55
• 4.1.1 水压致裂地应力测量44-45
• 4.1.2 地层漏失压力试验(LOT)45-46
• 4.1.3 原地应力测量(X-LOT)46-48
• 4.1.4 岩芯声波各向异性地应力测试工作方法48-51
• 4.1.5 岩芯差应变地应力测试工作方法51-53
• 4.1.6 岩芯滞弹性恢复地应力测试工作方法53-55
• 4.2 数值模拟技术55-61
• 4.2.1 有限单元法简介55-56
• 4.2.2 ANSYS软件介绍56-61
• 第五章 研究区地应力测量结果及地应力场模拟研究61-75
• 5.1 地应力测量结果61-67
• 5.1.1 水压致裂地应力测量61-65
• 5.1.2 岩芯辅助地应力测量65-67
• 5.2 地应力场有限元模拟67-71
• 5.2.1 研究区地壳结构模型67-70
• 5.2.2 有限元计算70-71
• 5.3 有限元模拟结果和地应力场分析71-75
• 第六章 研究区活动断裂及其对地应力场分布的影响75-92
• 6.1 研究区主要断裂的活动性75-90
• 6.1.1 长流-仙沟断裂活动性75-81
• 6.1.2 马袅-铺前断裂81-86
• 6.1.3 清澜-铺前断裂活动性86-88
• 6.1.4 王五-文教断裂88-90
• 6.2 活动断裂对地应力场分布的影响90-92
• 第七章 结论92-93
• 7.1 主要成果92
• 7.2 存在的不足和下一步工作展望92-93
• 参考文献93-96
• 致谢96-97
• 个人简历97
• 攻读学位期间的研究成果及公开发表的学术论文97
• 参与研究项目情况97

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本文编号：340146