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篇二：

数学地质学论文

数学地质在矿产地质工作中的应用

姓名：

钱开兴

学号：

202210106103

班级：

资环121

摘要：

随着数学与计算机技术的进一步开展，近几年来，数学与地质学的结合更加的紧密，诸如数学统计分析，地质过程的模拟等技术使得矿产地质工作的效率大大提高，这意味这数学地质在不断的进步与革新，同时数学地质的进步也促进了数学地质在矿产地质工作中应用的深入，今天，在矿产地质工作的各个阶段都有着数学地质的身影。

关键词：

数学地质矿产地质

〔一〕什么是数学地质？

数学地质〔mathematicalgeology〕，地质学分支学科，是六十年代以来迅速形成的一门边缘学科。

它是地质学与数学及电子计算机相结合的产物，目的是从量的方面研究和解决地质科学问题。

它的出现反映地质学从定性的描述阶段向着定量研究开展的新趋势，为地质学开辟了新的开展途径。

数学地质方法的应用范围是极其广泛的，几乎渗透到地质学的各个领域。

数学地质以地质学为根底，数学为工具，电子计算机为技术手段，以解决地质问题为目的。

〔二〕数学地质的概念。

①广义上的数学地质：

数学地质以地质学为根底，数学为工具，电子计算机为技术手段，以解决地质问题为目的。

②狭义上的数学地质：

狭义的指建立、检验和解释地质过程概念的随机模型的总称。

〔三〕数学地质的开展史

数学地质的开展是一个综合的开展过程，其开展与数学，地质学，计算机技术的开展紧密结合。

数学地质萌芽于19世纪初叶，1833年英国的C.莱伊尔首次用统计分析方法划分了巴黎盆地的第三系地层。

至1920年以前，沉积学家和古生物学家应用描述统计学总结和解释其数据。

20世纪30年代以后，单变量和双变量统计分析的应用领域扩展到矿业及地质勘探等方面。

50年代以来，电子计算机和多元统计方法开始引入地质学。

1949年B.H.伯马发表论文《多元分析──地质学和古生物学中的一种新型分析工具》。

1956年美国W.C.克伦宾把岩石成分作为n维空间中的一个点或向量进行统计处理，应用多元分析方法研究岩石的矿物、岩性和化学成分。

1958年克伦宾与L.L.斯洛斯合作发表第一个计算机地质应用程序。

60年代初期，法国G.马特龙在南非D.G.克里格工作的根底上提出区域化变量理论，创立了地质统计学。

1964年计算机地质应用论文超过年100篇。

1967年国际地质科学联合会（ICSU）设立了地质数据存储、自动处理及检索委员会（COGEODATA），1968年成立了国际数学地质协会（IAMG）。

70年代以来，国际上对矿产资源评价问题倾注了很大注意力。

国际地质比照方案（IGCP）设置了矿产资源评价中计算机应用标准化专题,总结推广了6种定量预测方法。

此后出版了一系列数学地质专著,如G.S.Jr.科克与R.F.林克著《地质数据统计分析》，F.P.阿格特伯格著《地质数学》，

赵鹏大等著《矿床统计预测》。

至1978年，数学地质论文超过年1000篇，这说明数学地质正在迅速开展。

〔四〕数学地质在矿产地质工作中的应用

随着数学地质的开展，数学方法和电子计算机在矿产地质工作中的应用日益广泛深人，不断解决愈来愈多的矿产地质实践问题和理论问题。

这种应用大体上可归纳为下三个方面：

（1）数学方法和电子计算机应用于矿产地质工作的每一个阶段。

由矿产的普查勘探、详查评价、储量计算直至矿产开发，每一个阶段的矿产地质问题都能用数学方法和电子计算机帮助解决，以提高每一个阶段中矿产地质工作的速度和质量。

（2）矿产地质工作自动化。

应用电子计算机建立数据库并配备专用程序，自动储存、索取和处理数据，自动绘制各种矿产地质图件，在有的国家中正在研究矿产普查勘探的自动控制系统，向矿产地质工作高度自动化的目标前进。

（3）研究成矿作用、矿床成因等理论问题。

利用电子计算机模拟成矿作用，分析矿产地质数据，说明矿床成因，充分发挥电子计算机内存大、速度快的特点，可以较快地改变模拟实验参数，重复实验过程，缩短研究周期，促进理论研究的进展。

下面列举了一些数学地质在实际中的应用：

〔1〕多元统计分析的应用

大庆油田研究院应用趋势面分析成功地解释了三肇凹陷和古龙地区

的油气分布规律，指出小幅度的局部隆起构造，即趋势剩余图中的正剩余圈闭区，根本上控制了油气分布，而且剩余曲面的几何形态对油气聚集起了重要作用，这一结论通过新的钻井和试油资料证明，三肇和古龙凹陷共统计19口井，与预测相符的有17口井，符合率达89．5％。

胜利油田研究院应用趋势面分析对利津等地区石油资源行了评价，取得满意的效果心’。

我们应用干酪根光学鉴定、元素分析、生油岩热解分析三类资料的九个指标，进行了多元统计分析，建立了南海地区干酪根类型的判别函数，通过了多种方法的分析，最后选出两个指标，判别函数的分类与常规的分类比拟，符合率达83．3％。

〔2〕蒙特卡洛法的应用

四川石油管理局研究院应用蒙特卡洛法对四川盆地某层天然气资源潜力，进行了预测，结论为：

①该气藏的资源潜力最小不地狱15．13亿立方米。

②最高期望不大于91．61亿立方米。

石油物探局应用蒙特卡洛法对二连地区额合宝力格凹陷资料进行了评价，对二连的早期石油勘探提供了可靠的资料。

〔3〕地质程序库、数据库、计算机绘制地质图件方面的应用。

石油总公司已经在全国范围内建立了大型石油勘探开发数据库。

数据库作为系统的核心组成局部，由一系列相互关联的专业数据库组成，它包括钻井、录井、试油、测井、物探、储量、圈闭、分析化验，科研等专业子库及模型，方法，知识等辅助子库。

数据库结构严格遵循数据库设计原理以及中油股份勘探生产分公司企业标准。

〔4〕质过程的数学模拟。

近年来除了在资源评价上进行蒙特卡洛模

拟外，在其它地质分支学科的数学模拟也取得了可喜的进展。

如：

石油大学用有限元法模拟冀鲁帚状构造体系的构造应力场。

大庆油田科学研究院对湖泊三角洲进行了数学模拟。

〔6〕质人工智能专家系统。

层专家系统，资源评价专家系统。

除此之外，模糊数学、系统分析、决策分析也正在引到石油地质勘探与开发工作中。

当然，数学地质在矿产地质工作中的应用十分的广泛，在找在矿产预测，款产普查/详查，矿产开采方面，还有各个工程地质学科中都有应用，具体到数学建模，计算机模拟，计算机数据分析等都有广泛的应用。

未来，数学地质也会越来越完善，我们对未来的开展做出了预测，将来数学地质开展的趋势是：

1.是地质学中的数学模型将进一步得到优化和开展，如地质统计学法、稳健统计学法、非参数统计法、逻辑信息法等；

2.是数学方法将在诸方面得到更合理有效的应用。

如矿床统计预测、定量地层学、定量沉积学等；

3.是计算机将更广泛深入地应用于地质学领域，如计算机地质制图、地质数据库、地质专家系统等。

除此之外，我们也期待着一个更加智能化，更加人性化。

篇三：

工程地质文献综述

题目地裂缝综述

姓名

学号

专业班级

分院土木建筑工程学院

开题日期

一、引言........................................................................................................................3

二、灾害定义................................................................................................................3

三、地裂缝形成机制....................................................................................................3

1、地裂缝的构造成因.........................................................................................4

2、地裂缝的人为因素.........................................................................................4

3、地裂缝的形成过程.........................................................................................4

四、地裂缝特征............................................................................................................5

1.直接性................................................................................................................5

2.三维破坏性........................................................................................................5

3.三维空间有限性和不均衡性..........................................................................5

4.渐变性................................................................................................................5

5.群发性和区域性................................................................................................6

6.随机性和周期性................................................................................................6

五、地裂缝的危害........................................................................................................6

六、地裂缝的防治措施................................................................................................6

1、确定合理的避让距离.....................................................................................7

2、控制地下水开采.............................................................................................7

3、加强监测工作.................................................................................................8

七、结论........................................................................................................................8

参考文献........................................................................................................................8

摘要:

地裂缝灾害是地质灾害中的一种地面变形灾害,它隐蔽性强,危害性大,不仅会造成各类工程建筑,如城市建筑、生命线工程、交通、农田和水利设施等的直接破坏,而且还会引起一系列的环境问题,对人类的生产和生活构成极大威胁。

本文在进行实地调查的根底上,结合大量的地质、物探等资料,对北京地区地裂缝的分布特征及其成因类型进行了初步的研究和探讨,并就如何防治地裂灾害提出了几点建议。

关键词:

地裂缝;

分布特征;

成因类型

一、引言

地质环境的变化与人类的活动密切相关,自然的变迁和人类对地壳的开发引发了许多地质灾害,地裂缝就是一种十分常见的地质灾害类型。

地裂缝是地层形变的直接结果。

在内外力因素共同作用下,土体连续性遭到破坏,最终导致岩土体结构失衡,从而发生破裂,形成地表的裂隙或裂缝,即地裂缝。

地裂缝灾害的发生和开展具有一定的随机突发性、隐蔽性和缓变性等特点,可直接或间接地恶化环境、降低环境质量、危害人类和生物圈的开展。

二、灾害定义

地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下，产生开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种地质现象，当这种现象发生在有人类活动的地区时，便可成为一种地质灾害。

地裂缝的形成是指强烈地震时因地下断层错动使岩层发生位移或错动，并在地面上形成断裂，其走向和地下断裂带一致，规模大，常呈带状分布。

三、地裂缝形成机制

此前人们一直将有一定规模的地裂缝分为非构造和构造两种。

非构造地裂缝又可分为膨胀土、黄土湿陷、冻融、干旱等特殊土地裂缝,滑塌、陷落、地震次

生等自然重力地裂缝;

采掘、沉降、爆破等人类活动引起的地裂缝,但对构造地裂缝分类较为粗略,仅分为无震和地震地裂缝两种,难以使用。

深入研究说明,无震构造地裂缝应分为沿活断层分布的断层蠕滑型地裂缝和广泛呈面状散布的区域微破裂（节理）开启型地裂缝。

对地震地裂缝那么分为主要沿地震能量集中释放的发震断裂分布的地震断层地裂缝。

1、地裂缝的构造成因

构造运动赋予地裂缝的活动与构造活动相同步的特征.原因是当构造活动处于高潮时,地裂缝活动比拟容易启动.这时先存断裂处于解锁状态,断层两盘的摩擦阻力已由静摩擦减小为动摩擦.因此,构造活动有利于地裂的形成和加速滑动

2、地裂缝的人为因素

过量抽取地下承压水造成含水层因失去孔隙水逐渐固结而变薄.含水层厚度的横向变化引起局部不均匀压密从而产生差异沉降,这将产生垂直方向和水平方向的附加应力场.不均匀压密越严重,差异沉降那么越显著,附加应力场就越强.实际上,在构造应力与附加应力总和到达最大值的地方,不均匀压密也是最大值.通常,这将发生在地层的不整合处和有先存断裂的地方

3、地裂缝的形成过程

地裂缝的形成是一个自下而上的过程.一般由以下3个阶段组成。

首先,在有先存断裂的区域抽水造成差异沉降.当构造应力与附加应力之和到达摩擦应力极限时,初始破裂将出现在地下未固结沉积层,即不均匀压密的承压含水层,然后断裂向上扩展.先存断裂的构造蠕滑使地裂扩展过程比在静止的愈合断层状态下更容易;

其次,随着不均匀压密的开展,初始破裂沿先存断裂面向上扩展.有时,地裂可能在地表下一定深度处停下来,变成了隐伏地裂缝.在这个阶段,可发现在地表已出现变形或细微裂缝；

最后,随着差异沉降的增加,地裂扩展到地表,形成宏观地裂缝.

四、地裂缝特征

横跨地裂缝的建筑物，无论新旧、材料强度大小，以及根底和上部结构类型如何，都无一幸免地遭到破坏。

地下管道只要是直埋式经过地裂缝带，在地裂缝活动初期，不管是什么材料，断面尺寸大小，很快均遭到拉断或剪断。

地裂缝对建筑物的破坏具有三维破坏特征，以垂直差异沉降和水平拉张破坏为主，兼有走向上的扭动。

它是建筑物不可抗拒破坏的重要因素。

因此，仅采用一般结构加固措施，都无法抗拒地裂缝的破坏作用。

3.三维空间有限性和不均衡性

地裂缝的破坏作用主要限于地裂缝带范围，它对远离地裂缝带的建筑物不具辐射作用，在地裂缝带内的灾害效应具有三维空间效应。

横向上，主裂缝破坏最为严重，向两侧逐渐减弱，上盘灾害重于下盘。

在垂直方向上，地裂缝灾害效应自地表向下宽度递减，所以，在地面建筑、地表工程和地下工程遭受的破坏变形中，地表房屋破坏宽度最大，路面及根底次之，人防工程破坏宽度最小。

地裂缝灾害具有走向分段性，这与地裂缝的形成机制、发育时间和活动强度等有关。

在地裂缝强活动段上，建筑物均遭到严重破坏；

中等活动段上，建筑局部遭到破坏，且破坏程度较轻，破坏宽度较小；

而弱活动段或隐伏段，建筑物仅有轻微破裂或变形。

不均衡性的另一个特点表现为，在地裂缝的直线段，建筑物破坏宽度较小，而在斜列区或汇而不交地段，地裂缝破坏宽度大且破坏形式复杂。

地裂缝成灾过程的渐变性包括以下三个方面：

其一，单条地裂缝带上，地裂缝由隐伏期，到初始破裂期，遵循萌生期—生长期—扩展期的发育过程，不断向两端扩展，因此建筑物的破坏也不是整条裂缝带上同时破坏，最先发育地裂缝的地段开始破坏，逐渐向两端开展，隐伏段经过一个时期也最终开始破坏。

其二，对于一座建筑物的破坏也是逐渐加重的，最初的破坏表现为主地裂缝的沉降和张