地质工程论文开题报告

时间：2023-03-02 13:39:40 开题报告我要投稿

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地质工程论文开题报告范文

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地质工程论文开题报告范文

　　论文题目：核废料处置场址预选区地应力测量研究

　　一、选题背景

　　自1938年人类第一次发现了重核裂变现象，随着原子弹实验反应堆的诞生和核电站的建成，人类对核能的利用得到了高速发展。核能有效缓解了世界能源日益匮乏的现状。在法国等发达国家，核电已经成为电力总容量比重最高的能源;而在我国，核电仅占电力总容量的2%。因此，核电将是我国能源未来发展的一个重要方向。根据我国核电发展规划，到2020年，我国核电容量将达到(3.2~4) xlow,占电力总容量的4%(王骑，2009;王夠，2014)。随着核能的快速发展，必将产生大量的高水平放射性废物(高放废物)。核废料泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料。也专指核反应堆用过的乏燃料，经后处理回收钚239等可利用的核材料后，余下的不再需要的并具有放射性的废料。它分为高放、中放和低放三种类型。核废料具有放射性，射线危害，热能释放三种特征。并且它危害性强，难运输，难储存，难降解，对于核废料的处理具有必要性与艰巨性的双重特性。因此，核废料的安全处置问题已成为核技术发展的一个壁皇，引起了世界各国的关注。核废料的处理有三个基本原则：(1)使之迟延与衰变。(2)稀释与分散。(3)浓缩与储存。目前对于低放射性的废气一般釆用喷淋、清洗、过滤、浓缩的办法，使放射性降低到一定的标准后，通过高烟肉排放到大气中去。对低放射性的废液，采用净化的方法，即通过化学沉淀、蒸发、离子交换等三道工序进行处理，使其达到排放标准，然后排放掉或循环重复使用。而对于高放射性废物，必须进行特殊处理，将它永久隔离起来(卢荣等，2014;罗嗣海等，2004)。隔离方法又可分为地质处置、冰层处置、太空处置等方法。目前，冰层处置与太空处置仅是一种设想，高放废物最现实可行的方法是地质处置法(Laurence, 1997; Laverov et al, 1994)。

　　二、研究目的和意义

　　1、本文中关于4个核废料处置场址预选区18个钻孔的地应力实测资料，丰富和完善了相应区域的地应力资料，为研究各区域的地应力状态提供了翔实的资料。

　　2、通过对四个预选区的地应力测量结果的分析，获得各预选区的地应力状态及应力分布规律，结合有限元数值模拟结果，分析各预选区地应力状态及区域构造应力场特征，进而为核废料处置选址、核废料处置库建设工程设计及其他地球科学的研宄提供重要的物理数据。

　　三、本文研究涉及的主要理论

　　大地构造方面，预选区位于乌拉尔一蒙古一兴安巨型造山带(又被称之为古亚洲洋构造域)的南部，该构造带被普遍认为是西伯利亚、哈萨克斯坦和卡拉库姆一塔里木等古板块在古生代期间相互碰撞产生的。预选区南邻塔里木地块和青藏高原，北为准喝尔一吐哈地块，向西与斋桑一西准鳴尔一北天山洋盆、乌拉尔一南天山洋盆，以及位于二者之间的哈萨克斯坦板块相接，向东与甘肃北山及南蒙古的晚古生代洋盆连接，青藏高原北部北东走向的阿尔金断裂从研宄区东部通过。该区在古生代晚期，分别属于被洋盆分隔的西伯利亚板块活动陆缘区、哈萨克斯坦板块和塔里木地块被动陆缘区。由于比邻青藏高原、喜马拉雅-阿尔卑斯巨型新生代大陆碰撞带(又被称之为特提斯构造域)和阿尔金巨型陆内走滑断裂带，东天山地区在新生代期间叠加了比较强烈的陆内造山作用，其古生代的构造格局遭受了比较严重的改造和破坏。晚第四纪天山构造变形以前陆盆地的糟皱和逆冲断裂为主要特征，沿高角度断裂向南北两侧前陆盆地逆冲，预选区在现今构造应力作用下，表现出明显的运动性质，但位移量较小。蒋志浩等通过对新疆地区布设的GPS地壳形变监测网的处理和分析，得到东天山地壳以约3nun/a的速度南北缩短，由西向东，缩短速率明显减少(蒋志浩，张鹏，秘金钟，2003)。牛之俊利用GPS原始观测资料计算了天山地区现今地壳运动速率，分区域定量分析了天山地壳缩短速率变化的方式和特征。天山的汇聚速率由西向东逐步减小，其中，整个天山现今汇聚变形速率平均为东天山的汇聚速率只有5mm/a左右(牛之俊，游新兆，杨少敏，2007)。张培震利用GPS观测结果揭示了整个天山地壳缩短由西向东、由南向北运动的分量呈逐渐衰减的趋势。东天山南麓库尔勒运动速度是12.3imn/a，北麓乌鲁木齐站的速度是11.04mm/a，横跨东天山的地壳缩短量小于2min/a，再向东到天山东端的哈密一带，向北运动的分量基本上趋于0 (张培震等，2002)。北山预选区位于塔里木盆地东北缘，塔里木一中朝与哈萨克斯坦、西伯利亚板块的交汇部位。王峰通过对甘肃北山地区遥感影像分析、地质填图和断裂活动性研究，探讨了北山地区晚第四纪以来的变形机制，并结合青藏高原北部区域构造应变、应力场，认为北山地区现今构造格局是在印度板块与欧亚板块相碰撞形成的北东向挤压构造应力场的作用下，重新激活东西向的晚古生代、中生代断裂，并产生北东向新生断裂。说明印度板块与欧亚板块相碰撞并持续向北运移所产生的构造变形不仅局限于青藏高原内部及其边界，更影响到青藏高原以北的地区(王峰等，2005;邓起东等，2000)。

　　四、本文研究的主要内容

　　本文在对四个核废料处置场址预选区所在区域地质构造背景、区域构造应力场背景、研宄区内主要活动断裂的现今活动性、地层及岩性结构特征的调查基础上，结合四个预选区18个深钻孔的地应力实测结果，详细分析每个预选区地壳浅部的地应力状态、应力随深度的变化、每个预选区表征应力特征的应力参数分析及各预选区应力场的数值模拟结果。

　　主要研究内容有以下几项：

　　1、四个预选区区域地质构造背景、地层岩性结构特征及地应力资料收集、整理及总结;

　　2、各预选区主要活动断裂及活动性研究成果的收集、整理分析;

　　3、4个预选区18个深钻孔的水压致裂地应力测量结果及其分析;

　　4、各预选区构造应力场背景分析;

　　5、各预选区应力场三维数值模拟与结果研究;

　　6、选取核废料处置场址预选区选址最关注的200m、400m、600in、1000m的深度，对这些深度域内预选区的地应力状态的分析;

　　7、从地应力的角度，分析各个预选区的场址优劣条件;

　　五、写作提纲

　　摘要 5-7

　　Abstract 7-8

　　第一章绪论 10-21

　　1.1 研究背景与研究现状 10-16

　　1.2 研究思路与选题依据 16-17

　　1.3 论文研究内容 17-18

　　1.4 技术路线与方法 18-19

　　1.5 论文的创新性与意义 19

　　1.6 本章小结 19-21

　　第二章核废料场址预选区区域地质背景与活动构造 21-32

　　2.1 新疆阿奇山及雅满苏-天湖预选区区域地质背景与活动构造 21-24

　　2.2 甘肃北山预选区区域地质背景与活动构造 24-28

　　2.3 内蒙古阿拉善预选区区域地质背景与活动构造 28-30

　　2.4 本章小结 30-32

　　第三章核废料处置场址预选区地应力测量 32-68

　　3.1 水压致裂原地应力测量测试原理及技术方法概述 32-37

　　3.2 四个核废料处置场址预选区地应力测量结果及分析 37-40

　　3.3 四个预选区构造应力场基本特征研究 40-62

　　3.4 四个预选区最大水平主应力方向 62-66

　　3.5 本章小结 66-68

　　第四章核废料处置场址预选区构造应力场有限元数值模拟 68-107

　　4.1 有限单元法概述及ANSYS分析软件 68-70

　　4.2 核废料场址预选区构造应力场数值模拟 70-106

　　4.3 本章小结 106-107

　　主要结论 107-109

　　致谢 109-110

　　参考文献 110-117

　　六、目前已经阅读的主要文献

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　　5 陈锡栋，杨捷，赵晓栋，范细秋.2010.有限元法的发展现状及应用[J].中国制造信息化，39(11):6-12.

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　　30 李方全，刘光勋.1986.地应力测量、地壳上部应力状态与地震.中国地震，2 (1) :50-55.

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