核电厂软岩地基地震反应研究

软岩作为核电地基的适宜性问题主要集中在软岩的地震稳定性分析方面,目前我国还没有成熟的计算方法。论文以某核电项目的现场波速试验和室内动力学试验为基础,获得软岩动力学指标,采用一维等效线性化分析方法对核电软岩场地进行了地震反应分析,得到了初步的地震反应结果。在此基础上,综合前人研究所取得的部分成果,对不同剪切波速区段(350 m/s~950 m/s)的软岩,进行了地震反应计算并进行了归纳,进一步验证了软岩对地震波传播的影响规律,并对地震输入界面进行了探讨,提出对重大工程,取剪切波速850 m/s作为地震输入界面。     

不同制样方法对木质素改良黄土力学特性影响

利用加水湿拌和泥浆搅拌2种方法对木质素改良黄土试样先进行均匀混合,后利用静压法在50mm×100mm圆柱形模具中两端压实制备试样,基于三轴仪对不同制样方法下改良土试样进行无侧限抗压强度试验和固结不排水三轴试验。试验结果表明:泥浆制样法获得改良土试样无侧限抗压强度值和固结不排水剪切强度值均高于加水湿拌法获得改良土试样强度值。结合扫描电镜试验对不同制样方法下改良土试样细观结构进行分析,发现对于木质素改良土,泥浆搅拌法获得的试样中木质素与黄土颗粒形成了新的胶结物和团聚物;而加水湿拌法获得试样中,木质素在土颗粒中仅起到加筋作用,未出现新的胶结物。该结果从微结构角度揭示了2种制样法制备试样的本质差异。     

红层泥岩填料的力学特性及本构模型研究

在红层泥岩地区进行道路工程施工时,考虑到材料短缺和成本问题,常常采用就地取材的方式作为路基填料。为了研究红层泥岩填料的适用性,选取甘肃省永登县某工点的风化红层泥岩填料为研究对象,在室内开展一系列三轴CU剪切试验,探究含水率、围压和压实度对应力-应变曲线、峰值(残余)强度、抗剪强度指标的影响,并对不同类型的应力-应变曲线,分别采用相应的模型进行拟合。研究结果表明：含水率、围压和压实度对其物理力学特性具有显著影响;对符合应变软化型规律的曲线,采用沈珠江的双曲线模型拟合的规律一般;对符合应变硬化型规律的曲线,采用Duncan-Chang模型拟合的规律较好。研究结果可以为甘肃省红层泥岩路基的病害处治与维修提供参考依据。     

基于三轴试验红层泥岩的邓肯-张模型参数研究

兰州地区红层泥岩形成于干旱、半干旱环境,其物理力学特性与其他地区的红层泥岩不同。以G6京藏高速兰海养护维修工程的红层泥岩路基填料为研究对象,通过大量的常规三轴试验,研究含水率对其力学特性及邓肯-张模型参数的影响。结果表明:在不同含水率下兰州地区红层泥岩的应力-应变曲线关系符合双曲线模型。含水率小于最优含水率时,破坏形式为剪切破坏;含水率大于最优含水率,破坏形式为鼓状破坏;随着含水率的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐减小,内摩擦角减小的幅度更大,究其原因是含水率对黏聚力和内摩擦角的影响机理不同而导致。采用数学模型进行拟合发现:黏聚力、内摩擦角与含水率分别呈二次抛物线与对数曲线关系。不同含水率下邓肯-张模型参数破坏比R_f在区间(0.869,0.984)内波动,K值随含水率增大而减小呈负线性关系,n值随含水率的增大而增大呈线性关系。     

河源伸展剥离断层(博罗-龙川段)及其第四纪活动特征

在实地调查测量和资料分析的基础上,对河源断裂带主体(博罗长宁-龙川段)伸展剥离构造及其第四纪活动特征进行讨论。该断裂带自燕山晚期以来主要表现为缓倾角的伸展剥离正断层,下盘形成了最大厚度约200m的糜棱岩和糜棱岩化带,上盘下滑并控制着K2-E裂陷盆地的形成和发展。博罗-龙川一带的河源伸展剥离断层,南段和北段滑距较大,上盘脆性域K2-E红层以剥离断层为界与下盘前寒武纪变质核杂岩或燕山期花岗岩相接触;中段滑距较小,K2-E红层多与由J1构成的中间韧性层相接触,之间为脆性剥离断层,下剥离盘为糜棱岩化花岗岩,但变质核杂岩未出露。河源断裂带下盘顶部的糜棱岩在后期活动中曾发生强烈的硅化,形成宽度4～30m的硅化岩带。K2-E红层形成之后,断裂带在新生代晚期再次发生错动,其结果是在硅化岩带的顶部或在K2-E红层与中间韧性层J1浅变质粉砂岩之间产生新的脆性断层面,并往往形成20～80cm厚的断层泥。地质、地貌、形变测量、地震以及断层物质测年等资料表明,博罗-龙川段河源断裂带在第四纪直至现今仍有活动,但自晚更新世以来的近地表活动减弱;其第四纪活动在空间上还表现出分段特征:(1)东源黄田以北段活动性较弱;(2)博罗石坝至东源黄田段活动性较强;(3)博罗石坝以南现代活动性也较弱。     

藏南上白垩统大洋红层: 岩石类型、沉积环境与颜色成因

西藏南部上白垩统大洋红层岩石类型有碳酸盐岩、泥质岩和硅质岩. 碳酸盐岩又细分为红色有孔虫颗粒灰岩、红色生物碎屑泥晶灰岩、红色含微体生物泥晶灰岩、红色泥晶灰岩、红色-杂色内碎屑砾状灰岩等类型; 泥质岩主要为红色页岩; 硅质岩有红色放射虫岩、红色(含)放射虫硅质岩、红色硅质岩. 红色页岩沉积环境为碳酸钙补偿面(CCD)之下、受浊流影响的下斜坡/盆地相; 而红色灰岩为远洋沉积环境下由先成的较浅水上斜坡红色灰岩层通过滑移、滑塌沉积在下斜坡页岩内. 野外观察、显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和漫反射数据表明, 细小的、分散状出现的赤铁矿是导致藏南上白垩统大洋红层呈现红色的根本原因, 赤铁矿不是碎屑来源的, 而是同沉积期-成岩早期阶段的产物. 无论是红色页岩还是红色灰岩, 都以出现高含量Fe2O3和低含量FeO为特征, 铁主要以三价形式出现, 指示了一种氧化条件. 藏南大洋红层沉积时期, 在东特提斯洋上斜坡-下斜坡-盆地环境下广泛出现高含量溶解氧的氧化条件, 导致该条件出现的主要因素是气候变冷、洋流活动和海洋-大气氧通量改变.     

考虑温度效应软黏土累积塑形应变模型及验证

通过对宁波饱和软黏土开展应力控制循环三轴试验,研究了不同温度、动应力、初始偏应力、围压作用对累积塑性应变的影响。在试验的基础上,引入综合影响参数对试验数据进行归一化,建立饱和软黏土累积塑性应变的双曲线模型,并基于动态平衡的假设,建立了长期动荷载作用下饱和软黏土达到平衡状态后的归一化累积塑性应变预测模型及考虑温度影响的考虑温度影响的归一化累积塑性应变预测模型,模型预测值与试验结果吻合性较好,可以为轨道交通设计和施工提供参考。     

强震作用下核电厂顺层软岩高边坡组合支挡结构抗震性能研究

在综述国内核电厂高边坡案例研究进展的基础上,以某核电厂含泥化夹层顺层软岩高边坡为例,探讨应用多种方法综合分析其在地震作用下的动态放大效应、抗震性能和加固效果的分析思路。首先,基于典型二维计算剖面,采用拟静力法对边坡进行初步加固设计;然后,基于振动台试验和数值计算,研究边坡动态放大效应、支挡结构的动力响应和抗震性能,探讨边坡抗震参数优化取值。研究结果表明:(1)原位边坡坡面的加速度放大系数随高度增加而增大,且泥化夹层饱水后的放大系数要大于饱水前,水平向最大值为1.90;(2)加固后边坡动态放大系数显著降低,水平最大放大系数为1.31,垂直向基本为1.0,锚索抗滑桩以下边坡基本不存在放大效应,说明软岩高边坡采用锚索抗滑桩和锚索框架抗震性能较好;(3)PGA=0.21g时,边坡整体抗震性能较好,仅最顶部锚杆和中部锚索受力超过设计锚固力,分别超过设计值的20%和5%,适当加强即可;(4)数值计算得到的加速度放大系数分布规律与振动台试验结果较为一致,且两者得到的坡顶加速度放大系数也十分接近。研究成果可为核电厂软岩高陡边坡抗震安全评价和工程设计提供技术支持。     

基于剩磁各向异性方法对华北下三叠统红层磁倾角浅化效应的研究

本文报道利用岩石剩磁组构对华北下三叠统红层进行磁倾角浅化效应的进一步识别与校正研究结果.首先,采用45°等温剩磁各向异性方法,即通过沿与样品原始水平面(即层面)呈45°夹角方向施加磁化场获得等温剩磁,并进行逐步热退磁,获得平行于层面和垂直于层面的等温剩磁分量随外加磁场和热退磁温度的变化趋势,计算获得浅化因子f=0.70.其次,应用高场等温剩磁各向异性方法,结合峰值为100 mT的交变退磁和120℃热退磁处理,分离获得碎屑赤铁矿对剩磁各向异性的贡献;由直接测量获得的单颗粒碎屑赤铁矿的各向异性度(a=1.35),计算获得f=0.59.该结果与前人对刘家沟组红层进行E/I法磁倾角浅化校正的结果(f=0.60)具有很好的一致性;表明华北下三叠统刘家沟组红层磁倾角浅化效应显著,其浅化因子为f=0.59;高场等温剩磁各向异性方法是红层磁倾角浅化校正的最有效方法.同时,如果有足够的独立样品数,且特征剩磁来自于单一剖面或有证据表明多条采样剖面之间未发生显著的相对运动,E/I法对红层磁倾角浅化因子的估计也是可信的.     

河源断裂与新丰江大桥桥址的选择

按粤赣公路设计方案,拟建的新丰江大桥将从河源断裂附近通过,桥址是选在断层上盘抑或是下盘,关系到大桥的稳定性。经考证,桥址应选在下盘硅化岩上,其理由为：(1)按规范要求,桥址在断裂附近通过时,应在同一侧,最好是下盘;(2)河源断裂虽然是一条活动断裂,但断裂面已经东移至红层与硅化岩交界处,硅化岩是中生代断裂活动标志,到新生代与砂岩花岗岩都已成为断裂下盘,已不是断裂活动标志;(3)硅化岩是坚硬而强度大的岩石。     

软母线连接电气设备地震响应定量分析

通过母线连接的电气设备与独立设备地震响应存在较大差异。为定量研究软母线连接体系对设备的地震响应,将软母线简化为悬索结构,建立耦联体系等高设备和单体设备的地震运动方程组,采用龙格-库塔方法计算得到广泛参数下的位移响应比,并通过基于后向消去法的多元回归分析对各关键参数的影响进行量化,得到软母线耦联等高设备地震位移响应比公式。通过与实际振动台试验数据对比验证了该响应比公式的准确性。研究结果可为实际电气设备及变电站的抗震可靠性分析提供参考。     

闽西晚白垩世红层的古环境探究

中国东南地区白垩纪红层通常被认为是陆相红色碎屑沉积物,是河流湖泊相沉积,但其古环境存在争论.本文以闽西晚白垩世红层为研究对象,利用环境磁学、粒度、地球化学、古土壤分析等方法,选取连城(LC)和冠豸山(GZS)两个剖面,分析探讨红层的古环境.结果显示:(1)闽西红层主要以细的粉砂颗粒为主,黏土和砂含量较少,表现为粉砂和砂互层,夹有薄层细粒砂砾层;样品磁化率偏低,主要载磁矿物为硬磁性矿物赤铁矿.(2)闽西红层有较高的风化程度,是暖湿气候下的中等风化程度;轻重稀土元素分异明显,Ce元素富集,Eu元素相对亏损,与上地壳(UCC)的分配模式相似,表明沉积物经历了充分混合,物质为混合沉积产物.(3)闽西红层虽然发育了一定的古土壤,但是成壤程度不强,没有明显的古土壤粘化层(Bt)和钙积层(Bk).由此推断,闽西红层沉积物在沉积前已在源区经过相当程度的风化过程,之后经过混合动力搬运沉积在盆地,沉积后风化成壤弱.可见,红层本身并不能直接反映沉积区环境,需结合古土壤发育特征判断沉积环境特征和变化.(4)闽西晚白垩世红层表现为相对干旱半干旱的古环境,红层中主要的着色矿物赤铁矿主要形成于源区,反映了地表透水性良好的干燥氧化条件,而不是"水成"环境.本文可为白垩纪红层古环境研究提供新的思路.     

原状软粘土各向异性及其对工程影响研究

利用空心圆柱扭剪仪(HCA),通过设置不同的应力路径对杭州原状软粘土进行了系列试验,研究了原状软粘土的应力-应变-强度各向异性。通过试验研究发现原状软粘土的强度、变形模量等特性都存在强烈的各向异性,且在应力水平较低时(q=5 kPa),主应力轴旋转条件下土体应力应变的特性主要体现了原生各向异性的影响,应力引起的次生各向异性对其影响很小。结合路堤填筑问题的分析发现,存在主应力轴显著旋转的实际工程问题,由于原状软粘土应力-应变-强度各向异性的存在,采用常规的不考虑主应力轴旋转(土体各向异性)影响的设计方法可能偏于不安全。     

赣南晚白垩纪红层磁学研究及其地质意义

磁性地层学是界定沉积物地质年代的一种重要方法,该方法的应用建立在沉积物记录了可靠的特征剩磁基础上.红层的磁性地层年代学研究对于我国华南地区晚中生代以来古环境、古气候的演化具有极为重要的意义.但是,目前对于红层古地磁可靠性的解释存在广泛的争议,为更好地理解并尝试解决具体红层剖面的古地磁可靠性问题,迫切需要综合岩石磁学和其他非磁学手段对沉积物中的载磁矿物性质进行系统厘定.本文通过对赣南地区两个典型晚白垩纪红层剖面(信丰XF剖面和留车LC剖面)进行详细的岩石磁学分析,并结合扫描电镜和沉积相特征,判定出磁性矿物以赤铁矿为主,含有少量针铁矿、磁赤铁矿和磁铁矿.其中,赤铁矿是最主要的剩磁载体,且与钛铁矿共存,综合磁学与非磁学结果判定其记录了原生的沉积剩磁.在获得了可靠的古地磁信息基础上,结合前人对该区域生物地层学和年代学研究并与邻区地层比对,初步判断出LC剖面与XF剖面地质年代分别为晚白垩纪早期Cenomian期和晚白垩纪晚期Maastrichtian期.XF剖面依据ESR测年、南雄盆地地层比对和沉积相的判断,地层极性时段初步界定为C30n,即68.196~66.398 Ma,这为进一步探讨该地区的古环境和古气候演化提供了可参考的年龄标尺.     

雅鲁藏布江下游沿岸更新世末—全新世软沉积物变形构造特征、成因及其地质意义

林芝地区雅鲁藏布江下游位于喜马拉雅东构造结附近,这里一直是青藏高原构造演化的重要地区,许多断裂活动和重要构造事件都发生在该地区。通过对雅鲁藏布江沿岸大量软沉积物沉积类型、特征和成因等观察分析,发现了大量与地震活动有关的震积岩,形成了与地震活动有关的多种类型的软沉积物变形构造。主要包括液化卷曲变形、层内错断、负载构造和火焰构造等,表明了该区曾遭受过大范围的地震活动和构造运动。通过对该区软沉积物变形构造的研究,有助于补充该区古地震记录,这对于研究该区的构造活动性具有重要的地质意义。     

固结时间对软粘土动剪切模量的影响

随着固结时间的增加,试样逐渐变硬的硬化效应使软粘土的动剪切模量增大;同时,随着固结时间的增加,试样高度和直径明显减小的尺寸效应,也使软粘土的动剪切模量受到显著的影响。通过软粘土自振柱试验,分析了固结时间对软粘土的最大动剪切模量、动剪切模量比和试样尺寸的影响;根据自振柱试验的基本原理,分析了试样尺寸的变化对软粘土动剪切模量的影响;结合试验得到的固结时间和试样尺寸的关系,分析了固结时间通过试样尺寸对软粘土动剪切模量的影响。     

TSP在软、硬岩地层中的应用效果分析

介绍了TSP超前预报系统实现预报的基本原理.从基本原理出发分析了TSP对不同岩性地层的适应性问题;通过实例分析了TSP在不同地层中的顸测效果.结果表明当围岩中没有大的不良地质体时,TSP在软岩中的预测效果较差,而在硬岩中预测效果好.     

海南岛早白垩世红层磁组构和古地磁新结果

海南岛白垩纪红层是迄今产出古地磁结果最多的地层,但古地磁结果难以在海南岛周边古地磁结果和地质限制条件下作出合理解释.为了更好地认识海南岛白垩纪红层古地磁方向的可靠性,我们对采自前人工作地区的14个采点132个样品开展了古地磁和磁组构的综合研究.磁化率各向异性测试显示14个采点样品平均各向异性度为1.018,线理度为1....     

渗流条件下不同覆岩结构采动破坏数值分析

运用有限元软件(ADINA)建立二维模型,模拟分析渗流和采动作用下4种不同覆岩结构的破坏场和孔隙水压力分布特征。结果显示:岩性结构影响覆岩端部破坏规律,当上硬下软时,裂缝带范围以最下位岩层断裂线为界向采空区外侧扩展;当上软下硬时,以最下位岩层断裂线为界向采空区内侧方向扩展。硬岩交替型结构,裂隙带的侧边界则是内外交叉发展;岩性越硬相应导水裂隙带的高度越高。在其他条件相同时,导水裂隙带的高度由大到小的顺序为:坚硬—坚硬型、软弱—坚硬型、坚硬—软弱型和硬软交替型。     

江西盛源盆地橄榄玄粗岩系列火山岩长石矿物特征及成因信息

江西盛源盆地橄榄玄粗岩系列火山岩中的长石矿物特征为：斜长石斑晶具有反环带结构和交代净边结构,基质中存在大量的斜长石微晶,且在电子探针下研究发现基质中斜长石微晶具有钾长石环边的矿物学特点,为此类火山岩归属于橄榄玄粗岩系列火山岩提供了矿物学证据。通过对长石矿物组合特征进行研究,探讨该地区橄榄玄粗岩系列火山岩的成因以及成岩时的物理化学条件等方面的信息。