关于水文缆道支架固接整体基础倾覆计算问题探讨

一、问题的提出《水文缆道》一书中支架固接整体基础倾覆计算(见图1),现行采用的计算公式为M_j=2/3Eh(1-2θ~3)+Y(e+fh)+1/2faE≥KS_0H_0 (1)θ~2=(KS_0+Qf)/(2E(1+f~2))+1/2<1 (1-1)Y=(Q-KS_0f)/(1+f~2)>0且Y≤0.18KRab     

压剪应力状态下岩石复合型断裂判据的研究

考虑岩石闭合裂纹壁面间存在的摩擦力对裂纹尖端应力场的影响,应用最大周向应力理论得到压剪复合裂纹的断裂角。在此基础上,依据岩石裂纹尖端双向受力时的破坏特征,结合最大周向应力准则与修正的格里菲斯（Griffith）强度理论,建立了考虑摩擦效应的闭合裂纹失稳扩展的岩石压剪断裂判据。研究结果表明：断裂角受裂纹和荷载方向的夹角、裂纹壁面之间的摩擦系数、侧压力系数的影响;当压剪裂纹的断裂角是某个定值时,纯II型裂纹的断裂韧度与纯I型裂纹的断裂韧度的比值只与岩石裂纹表面的摩擦系数取值有关,而与其他岩石力学参数无关。此研究成果可为压剪应力作用下裂隙岩体的失稳破坏提供参考。     

渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的形成特征

通过水化学法和同位素示踪法对渝东南断裂型碳酸盐岩地热水的地球化学特征及其水资源的形成进行研究。结果表明:郁山断裂以西地热水的水化学类型为Cl-Na型,断裂以东地热水以SO4-Ca?Mg型为主。根据Gibbs图,郁山断裂以西、以东的地热水分别受到蒸发浓缩和岩石风化作用的影响;断裂以西地热水的γNa+/γCl-接近1,表明地热水中高浓度的Cl-和Na+主要是源于地层中岩盐的溶解;断裂以东地热水的γ（Ca2++Mg2+）/γ（HCO_3^-+ SO〖_4^(2-)〗）接近1,表明地热水中高浓度的Ca2+和SO〖_4^(2-)〗主要来源于地层中膏岩的溶解。地热水的δD和δ18O值分别为-64.7‰~-50‰和-9.17‰~-7.89‰,分布在当地大气降水线两侧,表明补给来源主要为大气降水。地热水水源平均补给高程为1 278 m,这很可能来自附近岩溶中山地区。其热储温度为41~90 ℃,平均热储温度为66℃;循环深度为1 000~3 500 m,平均值为2 300 m。大气降水到达地表后,在重力（地形）作用下向深部径流,接受地球内部的热传导形成地热水,由西北向东南流动,沿着断裂带上涌,并接受冷水的混入。      

元谋断裂晚第四纪活动性定量分析

ETM影像揭示了元谋断裂以左行剪切走滑为主, 局部张剪或压剪的性质.利用1:5万地形图和影像图内冲沟、山脊等地貌位错估测了元谋断裂一平浪-江边段晚第四纪活动性, 详细调查实测并分析了研究区断错地貌和构造剖面, 获取的该断裂晚第四纪活动性、活动强度, 与估测结果一致.结果显示, 元谋断裂一平浪-江边(金沙江边) 段最新活动时间为晚更新世末期-全新世; 其中一平浪-大龙潭一带, 水平滑动速率约2.0mm/a, 垂直滑动速率为0.07mm/a; 木莲旧-秧田井一带, 水平滑动速率接近0.53mm/a, 垂直滑动速率为0.06mm/a; 乐胜古-江边一带, 水平滑动速率接近1.32mm/a, 垂直滑动速率为0.03mm/a.综合分析表明, 该段断裂晚第四纪平均水平滑动速率为1~2.0mm/a, 以走滑运动为主.      

断裂岩石蠕剪中的细观接触损伤试验研究

为深刻理解构成断裂岩体长期抗剪强度的细观机制,对岩石断裂面的细观接触和损伤演化进行了试验研究。采用压剪方式和巴西劈裂方式制作出两类断裂岩石,在恒定法向力作用下对破坏岩石试件进行分级施加剪切力的蠕变试验。在加载前、中、后对断裂岩石分别进行CT和激光扫描,观察到不同蠕变阶段断裂岩石的细观接触和损伤状态,获得不同性质的断裂岩石抗剪强度特征。试验研究表明：构成断裂岩石长期抗剪强度的机制主要有两个：一是细观凹凸啮合体的抗剪断能力;二是表观凹凸接触体的抗摩擦能力。拉破裂岩石表面局部粗糙度相对较大,抗剪强度以第1种破坏机制为主,剪切破坏岩石表面宏观起伏度较大,抗剪强度是以第2种破坏机制为主。在蠕变剪切过程中,两种机制交织在一起,并随时间或剪位移的增加而相互转换。     

单晶菱锰矿的压缩性研究及方解石型碳酸盐的高压行为

碳酸盐矿物在地幔温压条件下的稳定性和结构变化对理解地球内部碳的存在形式、建立深部碳循环模型具有重要的指示意义。本文利用金刚石对顶砧装置,借助同步辐射X射线衍射和拉曼光谱技术,对天然菱锰矿单晶的结构稳定性和弹性性质进行了研究。结果表明:菱锰矿在压力达到~10 GPa时结构保持不变,但c轴方向的压缩性大于a轴。菱猛矿的等温状态方程参数为V_0=308.8(2)~3、K_0=104(1)GPa和K'_0=4(fixed)。[CO_3]~(2-)基团对称伸缩振动(ν_1)和平面内振动(ν_2)引起的拉曼峰分别位于1 087.9 cm~(-1)和720.5 cm~(-1),基团外振动峰(ν_3)出现在293.8cm~(-1),三者的拉曼位移均与压力呈良好的线性正相关关系,且外振动对压力的响应比内振动敏感。计算得到内振动的模式Grüneisen参数γ_(ν_1)=~0.29和γ_(ν_2)=~0.26,远小于外振动γ_(ν_3)=~1.57。进一步证明菱锰矿的压缩取决于[MnO_6]体积的减小而非[CO_3]~(2-)基团的压缩。结合前人的研究结果,本文对方解石型碳酸盐的弹性性质及其变化规律进行了总结。     

基于3D-ILC含偏心内裂纹SCB断裂特性研究

断裂力学是各行业的基础学科之一。半圆弯拉试验(SCB)为该领域经典实验,目前含裂纹的SCB研究多为底部切口等表面裂纹或穿透型裂纹研究。内裂纹和内部类裂纹缺陷是材料的固有属性,但是对于SCB内裂纹扩展规律研究较少。基于3D-ILC技术(对表面无任何影响的情况下,凭空生成任意参数的纯内裂纹),在SCB试样中生成内裂纹,对含内裂纹试样进行SCB试验,对裂纹生长过程、应力双折射规律、Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型裂纹扩展面、破坏形态、宏微观断口特征等进行分析,开展数值模拟,得到裂纹尖端K_Ⅰ,K_Ⅱ,K_Ⅲ分布规律及扩展路径,与物理试验一致。结果表明:(1)基于3D-ILC的SCB内裂纹及Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型扩展断裂规律明显,3D-ILC为断裂力学中的内裂纹问题研究提供了有力工具;(2)应力云纹在内裂纹处显示应力集中,SCB整体云纹在内裂纹处发生明显变异;(3)SCB试样从预制裂纹处发生压剪型起裂,发生Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型裂纹扩展,分为光滑区和撕裂区,持续生长转变为动态断裂进而破坏,动态断口存在裂纹分叉出现雾化区、羽毛区特征;(4)根据M积分和最大周向应力准则,对试样进行了数值模拟,得到了试样内裂纹尖端K_Ⅰ、K_Ⅱ、K_Ⅲ分布规律及扩展路径,与试验结果一致。结论与成果对断裂力学领域的SCB试验、内裂纹、Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ型断裂问题、裂纹扩展路径模拟问题的研究,具有重要意义。     

关于“压剪作用下多节理类岩试样力学性质及破坏判据研究”的讨论

<正>高青鹏等的论文《压剪作用下多节理类岩试样力学性质及破坏判据研究》~([1])(以下称为原文)于2019年3月刊发在《岩土力学》,原文采用试验方法研究了骨料粒径及节理倾角对岩体力学性质的影响,并利用Mohr-Coulomb准则建立了岩石压剪断裂判据,内容丰富,是一篇试验和理论相结合的文     

阿尔泰山活动断裂

文中介绍了位于亚洲腹地阿尔泰山地区的活动断裂。中国阿尔泰山 (阿尔泰山西南麓 )和蒙古阿尔泰山 (阿尔泰山的东麓 )以NNW向大型走滑断裂为主 ,科布多断裂是阿尔泰山东麓的一条主要NNW向走滑断裂 ,长度近 70 0km。第四纪中晚期右旋走滑速率可达 6 10mm/a ,其上发现有长逾2 0 0km的古地震形变带。富蕴断裂则是阿尔泰山西南麓的一条主要NNW向断裂 ,中晚第四纪的走滑运动速率为 (4± 2 )mm/a ,在中国阿尔泰山的西端还发育规模相对较小的NNW向右旋走滑断裂 ,中晚第四纪走滑速率为 (2± 1)mm/a。中国阿尔泰山 (阿尔泰山的西南麓 )还发育NWW向右旋走滑逆断裂 ,其规模相对较小 ,至中国阿尔泰山西端NWW向的额尔齐斯断裂具有明显的右旋走滑性质。蒙古阿尔泰山的南端则发育近东西向的左旋走滑逆断裂。在与戈壁阿尔泰山交汇部位 ,左旋走滑运动具主导作用。戈壁阿尔泰山发育的戈壁阿尔泰断裂带断续延伸可达 10 0 0km以上 ,目前的研究认为 ,其滑动速率为 12mm/a。其中的博格德断裂上 195 7年发生了戈壁阿尔泰 8.3级地震 ,形变带长约 2 5 0km。阿尔泰山活动断裂的规模、运动强度和强地震活动表明这里不仅受到遥远的印度板块北向推挤作用的影响 ,而且受到较近的地球动力学过程的影响或控制。     

不同采样间隔下结构面形貌特征和各向异性特征的统计参数稳定性研究

岩石结构面形貌特征直接影响其宏细观剪切破坏特征和剪切强度,因此,清楚地认识在不同点云数据采样间隔下结构面形貌特征和各向异性特征的统计参数稳定性,对于定量认识结构面剪切破坏机制并建立合理的抗剪强度准则十分重要。为此,借助三维白光面扫描系统对3组不同粗糙度的岩石结构面进行测量,并根据稀疏点云数据密度的原理得到其15种采样间隔的点云数据;在此基础之上,研究了2D统计参数坡度均方根Z_2、粗糙度指数R_p和θ_(max)~*/(C+1)_(2D)以及其所对应的3D坡度均方根Z_(2s)、3D粗糙度指数R_s和3D统计参数θ_(max)~*/(C+1)_(3D)随采样间隔的变化规律。研究发现,上述统计参数随着采样间隔的增大而减小,且衰减幅度逐渐增大,并与采样间隔存在二次多项式的拟合关系;同时,研究还发现,不同采样间隔下结构面的各向异性特征也具有间隔效应。为定量描述这种结构面各向异性特征的采样间隔效应,利用所构造的无量纲参数结构面各向异性系数DAC和各向异性特征参数K_α对其度量,结果表明,结构面的各向异性与间隔效应呈现正相关的关系。最后,综合岩石自然结构面分析形貌特征参数和各向异性特征参数的稳定性,在采样间隔取为0.1~0.5 mm之间表现较好的稳定性,其参数值偏差不大于3%,因此,建议一般情况下岩石自然结构面三维扫描的采样间隔可取为0.5 mm。     

新疆青河县阿拉图拜一带晚石炭世侵入岩地球化学特征及就位机制浅析

新疆青河县阿拉图拜一带晚石炭世二长花岗岩呈北西—南东向长条状展布于玛因鄂博断裂南西侧,整体分布严格受断裂构造控制,具明显的糜棱岩化变形特征。岩石中K_2O+Na_2O为7.55%~9.09%,K_2O/Na_2O为1~1.88,里特曼组合指数σ为2.35~2.86,属高钾钙碱性岩;CIPW标准矿物Q含量23.14%~31.41%,C含量0.54%~1.69%,属SiO_2过饱和的准铝质-过铝质岩石,"Ⅰ"型花岗岩类。稀土元素∑REE为227.04×10~(-6)~326.42×10~(-6),L/H大多小于10,δEu为0.42~0.58,轻稀土富集程度中等,具有中等程度的Eu负异常,微量元素K、Rb、Th、Ce等呈正异常,Sr、Ba、Nb、P、Ti等为负异常,经历过一定程度的斜长石、磷灰石、钛铁矿等矿物分离结晶作用;全岩δ~(18)O值4.4‰~4.6‰,岩石在亚固态条件下与沿裂隙渗入的低~(18)O的大气降水进行过氧同位素交换,~(87)Sr/~(86)Sr为0.704 34,具幔源岩浆的特征;全岩Rb-Sr等时线年龄为(300±4)Ma。晚石炭世中晚期,哈萨克斯坦-准噶尔板块与西伯利亚板块碰撞对接后的伸展阶段,深部幔源玄武质岩浆以底僻方式沿断裂构造上升并部分熔融壳源物质,最终以岩墙扩张的方式定位,后期具有中等程度的剥蚀。     

高渗压条件下压剪岩石裂纹断裂损伤演化机制研究

探讨了高渗透压作用下压剪岩石裂纹的起裂规律及分支裂纹尖端应力强度因子的演变规律,建立了高渗压下裂隙岩体发生拉剪破坏的临界水压力值和初裂强度判据,分析了不同渗压作用下裂纹的扩展情况表明,渗透压的存在加剧了分支裂纹的扩展,高渗透压作用下分支裂纹扩展由稳定扩展变成不稳定扩展,并导致分支裂纹尖端岩桥剪切破坏,同时考虑分支裂纹的相互作用,建立了高渗透压作用下压剪岩石裂纹体岩桥剪切贯通的断裂破坏力学模型,最后依据裂隙岩体的损伤力学效应研究了岩体的初始损伤及损伤演化柔度张量,提出了高渗压下压剪岩石裂纹渐进破坏的损伤演化方程。该理论为定量研究高渗压下裂隙岩体的失稳破坏提供了理论依据。     

关于共轭断裂剪切角的讨论

相对均一的岩石在受外力而发生破裂形变时,常出现两组共轭剪切断裂,它们相互支叉而切错方向相反。这种共轭剪断裂,有人叫做X型断裂,也有人称之为棋盘格式构造。剪切破裂面与最大主压应力轴(δ_3)之间的夹角,通常被称为剪切角(φ)。另外一种表述的方法是用两组共轭剪断裂面之间的两面角,这个角度通常近下90°,一般情况下,一对是锐角,另一对是钝角。指向最大主压应力轴(δ_3)的角矩,常被叫做共轭角(2φ)也有人称为压缩角。     

缅甸重要断裂的位置与特征

为了解周边国家的地质构造特征,经实地调研与前人资料整理,将缅甸构造单元边界确认为9条断裂.即：那加山-若开山逆冲断裂（F₁）、平梨铺-卑谬伸展断裂（F₂）、实皆-勃固右行平移断裂（F₃）、葡萄-格杜逆冲断裂（F₄）、英昆-八莫伸展断裂（F₅）、南坎-抹谷右行平移断裂（F₆）、曼德勒-垒固左行平移断裂（F₇）、锡当-三塔左行平移断裂（F₈）、孟宾-清迈逆冲断裂（F₉）.这9条断裂构成钦邦-若开邦结合带（E-N₁）（Ⅰ₁）、西克钦邦结合带（E-N₁）（Ⅰ₂）、蒙育瓦-勃生岛弧带（E-N₁）（Ⅱ₁）、瑞保-仰光弧后盆地（E-N₁）（Ⅱ₂）、密支那岛弧带（E-N₁）（Ⅱ₃）、八莫陆缘弧（T₃-K）（Ⅲ₁）、毛淡棉陆缘弧（T₃-K）（Ⅲ₂）、德林依达地块（Pz₂）（Ⅲ₃）、保山-掸邦陆块（C-T₂）（Ⅳ）、昌宁-孟连-清莱结合带（C-T₂）（Ⅴ）10个一级、二级大地构造单元的边界.     

中国中、上扬子区石炭纪古构造沉积盆地类型

中、上扬子区石炭纪继承了加里东运动后的构造格局,滇中前寒武纪基底隆起区——康滇古陆(Ⅰ_1~1)不断向东扩大,与滇东早奥陶世后隆起区(Ⅰ_1~2)归拼。由于川中早志留后隆起区(Ⅰ_1~8)徐徐上升,它把川东鄂西泥盆世后隆起区(Ⅰ_1~(11))、以及武当、大洪山(Ⅰ_1~4)、湘西武陵山(Ⅱ_1~5)、雪峰山(Ⅱ_1~6)前寒武基底隆起区基本连在一起,从而使中、上扬子地块上的“中、上扬子古陆”雏形大致形成。晚泥盆世扬子古陆北缘被动大陆边缘盆地等与石炭纪早期基本相仿。湘、桂交界处,以龙胜-永福断裂为界,其西南为右江张性被动大陆     

黑龙江滨东地区上石炭统唐家屯组泥质粉砂岩的地球化学特征

报导了滨东地区上石炭统唐家屯组泥质粉砂岩的矿物组成和岩石地球化学特征。矿物组成为石英+钠长石+伊利石±绿泥石±绿泥石/蒙皂石混层±高岭石。全岩主量元素具有高SiO_2(63. 26%)和Al_2O_3(17. 24%)和高钾钠比值(K_2O/Na_2O=3. 35)、低CaO (0. 71%)和MgO (1. 52%)的特点。岩石的成分变化指数ICV平均值0. 77,表明岩石的成分成熟度较低;化学蚀变指数CIA平均值70. 24,反映源区经历了中等程度的化学风化作用。岩石微量元素具V,Ni含量高,Sr,B含量低的特点。B*含量50×10~(-6),Sr含量51. 36×10~(-6)～127. 60×10~(-6),平均值81. 00×10~(-6),B/Ga值0. 10～0. 23,平均值0. 15,1,Sr/Ba值0. 10～0. 25,平均值0. 16,1,V/Ni值2. 22～6. 05,平均值4. 53, 3,V/(V+Ni)值0. 69～0. 86,平均值0. 81, 0. 60。这些特点反映岩石形成于陆相还原环境。轻重稀土元素的分异程度较低,Eu和Ce具负异常。泥质粉砂岩的元素地球化学判别结果表明其形成于大陆岛弧环境,其物质来源可能属于松嫩地块的长英质岩石。     

郯庐断裂带北段构造特征及构造演化序列

根据大量野外地质调查和盆地地震资料分析,认为郯庐断裂北段在中-新生代发生多期不同性质的活动,形成各具特色的构造变形现象。密山县知一镇敦密断裂韧性剪切带具有左旋走滑特征,其中黑云母~(40)Ar/~(36)Ar-~(39)Ar/~(36)Ar等时线年龄为161±3Ma,是郯庐断裂带被利用发生第二期左旋走滑运动并向北扩展到中国东北-俄罗斯远东地区的产物。四平市叶赫乡佳伊断裂带中负花状断裂形成于早白垩世早中期,是郯庐断裂北段在早白垩世遭受左旋走滑-拉张作用的典型代表。四平市石岭镇佳伊断裂大型走滑-逆冲断褶带、桦甸县敦密断裂"逆地堑"、沈阳-哈尔滨逆冲断裂形成于晚白垩世嫩江运动-晚白垩世末期,这一时期脆性右旋走滑-逆冲事件规模大,影响范围广,导致整个郯庐断裂北段遭受到强烈改造。佳伊断裂带和敦密断裂带中古近纪盆地在横剖面上呈不对称地堑,并且不对称地堑沿断裂带走向发生断、超方向左右变位,是郯庐断裂带北段在古近纪时受右旋走滑、伸展双重机制控制的产物。根据郯庐断裂带北段中-新生代不同地质时期变形特征,建立了郯庐断裂北段构造演化序列。即郯庐断裂北段构造演化分为左旋韧性剪切(J_2末期)、左旋张扭(K_1早中期)、右旋压扭(K_2晚期-末期)、右旋走滑断陷(E)和构造反转(E_3末期)五个阶段。其演化历史主要受控于环太平洋构造域的构造作用。     

广东从化石岭方钠石正长岩特征及其起源

广东省从化市石岭方钠石正长岩是南岭地区已知惟一的早白垩世硅酸不饱和碱性岩。岩石由方钠石、霞石、钙-钠角闪石、霓石-普通辉石、铁黑云母和条纹长石组成,不含独立相斜长石,是一种超溶线碱性正长岩,侵入于佛冈黑云母花岗岩中(γ_5~(2(3))),侵位年龄为144.9±5.7Ma(Rb-Sr矿物-全岩等时线)。岩石富含大离子亲石元素Rb,高场强元素REE、Nb、Ta、Zr、U、Th和挥发组分Cl(4355×10~(-6)～6525×10~(-6))、F(2415×10~(-6)～3525×10~(-6))等。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上显示Sr、Ba、P、Ti强烈亏损,而Nb、Ta、Zr、Ce强烈富集的特征,具有A型岩套中A_1亚型岩石的微量元素特征。在(Na_2O+K_2O)-SiO_2,(FeO~*/MgO)-SiO_2,(Zr+Nb+Ce+Y)-FeO~*/MgO和(Zr+Nb+Ce+Y)-(Na_2O+K_2O)/CaO等图解中均落入A型岩套分布区。在Y/Nb-Yb/Ta,Y/Nb-Ce/Nb,Nb-Y-Ce和Nb-Y-3Ga图解中均落入A_1亚型区域,并具有OIB亲缘性,表明是深部幔源成因。在锶、钕同位素成分方面,具有低的I_(Sr)值(0.7060±0.0015)和接近于零的ε_(Nd)(t)值(-0.15～-0.20),低的钕模式年龄(T_(2DM)=0.96Ga),表明岩浆可能起源于上地幔(具全硅酸盐地球BSE端元成分)。说明在早白垩世,南岭地区应力作用已转入拉张为主,大规模拉张作用,造成岩石圈减薄,有利于碱性岩     

湖南新宁—汨罗大断裂质疑

新汨(新宁—汨罗)大断裂”,其南西段确实存在,与印支褶皱带越城岭隆起有关,称资新(资源—新宁)大断裂;北东段也存在,斜切雪峰隆起带,与中新生代断陷洞庭盆地有关,称宁汨(宁乡—汨罗)大断裂。两者均为压剪性复合正断裂。而中间段只是印支褶断带祁阳弧的一部分,即邵娄(邵阳—娄底)弧形断褶带,为浅层滑脱断裂构造。三者各具有截然不同的地质特征和各自的发展演化历史,没有成因上的联系。     

鲁西北西向断裂系晚中生代活动的几何学、运动学及年代学研究

鲁西隆起区发育有大量的北西向脆性断裂。依据野外断裂构造的几何学、运动学详细解析认为,北西向断裂系经历了早期的右行压剪、右行张剪,以及后期的左行压剪等不同性质的构造活动。由与北西向断裂活动相伴生的同期侵入岩体的 K-Ar测试结果分析,北西向断裂系在距今约160 Ma及距今130~110 Ma分别经历了右行压剪与右行张剪构造活动;通过分布在隆起区不同样品的磷灰石裂变径迹数据分析、冷却史反演,厘定鲁西地体在距今90~80 Ma存在一次区域性快速冷却构造事件,该构造事件与北西向断裂系的左行压剪构造活动相对应。