冲击作用下岩石破碎比功理论分析及模糊预测模型

从岩石破碎机制分析出发,通过建立岩石破碎比功模态,确定破岩机具结构尺寸、岩石力学特性和破岩工艺三类对岩石破碎比功有影响的参数。引入模糊逻辑法,将上述参数作为模糊逻辑分析的输入变量,岩石破碎比功作为模糊逻辑分析的输出变量,建立用于预测岩石破碎比功的预测模型。将该模糊预测模型应用于某工程实例,通过对比模型所得结果与工程实践中的真实岩石破碎比功,该模型所得结果与工程实践中的真实值比较接近,预测模型设计合理,模糊推理规则能够表达工程实践,在给定输入变量的情况下,该模型可有效预测岩石破碎比功这一重要特征参数。     

稀土元素中某些元素异常值在岩石成因研究中的意义

本文论述了岩石中Tb、Tm异常值的确定方法、变质基性岩及花岗质岩石中dTb、dTm的特点。岩石中Tb、Tm元素表现出正异常可以判定这些岩石来源于上地壳岩或受到上地壳岩的影响,Tb、Tm无异常则岩石一般为幔源性质。     

考虑峰值后区应力跌落速率的脆岩损伤本构模型研究

为了研究和分析脆岩峰值后区变形破坏力学性质,引入统计细观损伤理论,针对以破坏微元体数目与总数目之比定义的损伤变量存在的局限性与不足,在分析非均匀性岩石峰后变形破坏特征基础上探讨脆岩细观损伤演化机制,建立了考虑破坏微元体引起岩石材料非均匀性的修正损伤模型,并提出模型修正系数的函数假设;然后,在此基础上推导建立了岩石修正统计损伤本构模型,并给出了模型参数的确定方法;最后,将模型理论曲线与试验曲线进行了比较分析,并对模型参数的变化规律进行了讨论。研究表明:该模型能够反映脆岩峰值后区不同应力跌落速率的现象,模型理论曲线及模型参数的变化规律与试验结果较为吻合,表明提出的模型和方法具有一定的合理性与可行性。     

基于改进Bingham模型的软岩参数非定常三维非线性黏弹塑性蠕变本构研究

传统线性元件组合模型难以描述岩石非线性加速蠕变阶段特性,给工程应用带来了巨大困难。提出一种新的应变触发非线性黏壶元件,并将其与Bingham模型串联,建立了可以描述岩石等速和加速蠕变特性的一维本构模型,进而推导出相应的三维蠕变本构模型,再将三轴压缩过程中岩石弹性模量的衰减方程引入该三维蠕变本构方程,得到一个能反映岩石蠕变全过程特性的三维非线性黏弹塑蠕变本构模型,根据泥岩蠕变试验数据对该模型参数进行了辨识。模型理论计算值与泥岩蠕变试验数据的对比表明改进的Bingham模型不仅可以充分反映软岩的等速蠕变特性,还可以很好地描述软岩的衰减和加速蠕变规律,且模型元件少,组合形式简单,为软岩非线性蠕变本构模型研究提供了新的借鉴。     

单齿冲击作用下破岩机制分析

研究牙齿冲击下破岩机制是提高冲旋破岩效率的理论基础,目前对牙齿低速冲击下的岩石力学研究主要集中在仿真和试验,因此,有必要研究牙齿低速冲击下的破岩机制。首先分析了单齿冲击下岩石破碎坑的形貌,提出了分区建立物理模型和力学模型。考虑到单齿冲击的低速条件和岩石围压效应,得到修正的球形空腔膨胀理论,推导了岩石破碎坑的密实区、开裂区、弹性区3个区域的应力与位移解析解。利用Matlab对各区域解析解进行数值求解,得到了围压、质点运动速度以及岩石物理性质参数等对破碎坑各区域无量纲应力和位移变化的影响,采用仿真试验验证结果的正确性。该模型不仅解释了岩石破碎坑的形成,而且也提供了一种分析牙齿冲击破岩力学模型。     

1∶5万岩石构造地球化学测量在粤北一六矿田中的应用

在粤北一六矿田开展的1∶5万岩石构造地球化学测量,以构造裂隙充填物质、矿化蚀变岩石、岩脉、褐铁矿化等为采样介质,可以有效地圈定矿致地球化学异常,且圈定的异常与水系沉积物异常基本一致,但是异常规模、强度有一定差异。结果显示,岩石构造异常与已知矿床(点)吻合度明显高于水系沉积物异常。因受采样条件限制,该方法仅适用于基岩出露较好的地区和以灰岩为主的地区。该方法对我国南方强风化、厚覆盖,以灰岩为主的地区开展地球化学勘查具有借鉴意义。     

基于Hoek-Brown准则的岩石应变软化模型研究

基于Hoek-Brown（H-B）准则,根据大量试验数据,研究提出一种具有广泛适用性的岩石应变软化模型。首先,利用40种硬岩和软岩三轴试验数据,验证了3参数幂函数型围压函数广泛适用于硬岩和软岩峰后临界塑性应变与围压的关系描述,并将其引入塑性内变量中;其次,比较分析当前基于H-B准则的岩石应变软化模型中软化参数的合理性,明确以GSI作为软化参数的方法最优,拟合结果正确且参数最少。然后,研究分析岩石峰后GSI随塑性内变量的演化规律,并建立一种普适的非线性演化模型。与其他演化模型相比,所建模型可更准确描述不同种类岩石峰后H-B强度参数的非线性演化规律,同时参数较少。接着,采用非关联流动法则,将所建GSI演化模型嵌入有限元软件ABAQUS中,实现软化模型的数值求解。最后,对多种岩石的室内试验模拟结果表明,所建模型可正确描述不同围压下硬岩和软岩的峰后应变软化变形及剪胀变形,具备良好的适用性。与定临界塑性应变或定剪胀角的应变软化模型模拟结果相比,所建模型模拟曲线可一致性地与试验曲线接近。     

赣东北金矿矿源岩的区域岩石密度特征及找矿方向

对研究区内金矿岩双桥山群的4336件岩石密度数据的统计分布、空间制图分析。得到岩石密度参数的地质制图，发现双桥山群岩石密度为偏态分布，推测岩石密度的增高可能是变质作用或成矿作用增强的反映，区内主要岩金矿床均分布在密度高异常区内，因此认为高密度异常区或重力正异常区，是区内岩金矿床的找矿远景区。     

含水状态下软岩蠕变试验及损伤模型研究

为考虑时效劣化和含水弱化对岩石蠕变参数的劣化效应,提出了蠕变损伤模型,即对西原模型进行参数修正与完善,开展了不同含水状态的软岩三轴蠕变试验。首先,对不同含水率的岩石蠕变规律进行了对比分析,初步揭示了含水状态对岩石蠕变过程影响规律的机理。其次,为了能够较好地描述岩石蠕变过程,引入时效劣化效应和含水弱化效应,并通过试验数据拟合了损伤变量和蠕变参数。最后,将模型的计算值与试验值进行对比分析。结果表明,岩石随着含水率的增大,初始蠕变值和稳态蠕变值有所增大。通过FLAC3D验证了该模型的数值计算值与试验值具有很好的吻合性,提出的岩石时效蠕变损伤模型将为岩石流变特性的研究提供一定的理论基础。     

福建平和—安溪火山—侵入杂岩区金的区域地球化学特征

平和—安溪火山—侵入杂岩区,金的区域平均含量很低,为0.82ppb。10ppb 是不同级别含量变化的一个转折点,可作为本区金异常和背景的分界值。在各类岩石中,金主要趋向富集于空落相火山碎屑岩类及中酸性喷溢相的凝灰熔岩和熔岩类中,平均变化于0.77—1.98ppb,但以石英斑岩含量最高,为2.39ppb。金的矿化、异常可赋存于不同岩石类型中,各类蚀变岩、构造岩和硫化物矿石中金的含量有明显的大幅度提高,最高达23克/吨,说明金在火山—侵入岩浆活动后期的热液活动中存在着金的活化、迁移、再生和叠生作用。因此,在火山—侵入杂岩区,只要有一定的有利构造部位和适合的物理化学条件,金是可能富集成矿的。     

微波照射下火成岩升温特性和升温预测模型研究

微波辅助破岩可有效降低刀具磨损,提高破岩效率,具有广阔的发展前景。文章选取了10种火成岩进行微波加热试验,发现岩石的升温速率主要与岩石所含矿物的种类、含量,及岩石中的Fe元素含量有关。岩石所含矿物越敏感、含量越多,岩石中的Fe元素含量越大时,其升温速率越高。整体而言,火成岩中基性岩的升温速率最高、中性岩次之、酸性岩最低,该现象与火成岩的矿物和元素组成规律有关。在试验研究的基础上,文章提出了岩石升温预测模型。该模型除考虑了矿物种类和含量的影响外,还考虑了与升温有关的比例修正系数和结构修正系数。在升温预测模型中,敏感矿物升温的比例修正系数大于1,且随含量的增加而降低,最终趋向于1;非敏感矿物升温的比例修正系数小于1,且随含量的增加而增加,最终也趋向于1。同等条件下,块体的升温速率是粉末的2~3倍,且基性岩升温的结构修正系数大于中性岩和酸性岩。     

滇西镇康芦子园铅锌矿床断裂构造岩稀土元素地球化学特征及意义

文章在系统研究矿床地质特征的基础上,对该矿床内不同方向、不同矿化程度的断裂构造岩、地层岩石以及矿石的稀土元素地球化学特征进行了综合对比分析,结果表明：断裂构造岩与地层碳酸盐岩及矿石的稀土元素配分模式均表现为轻稀土富集,δEu亏损显著,δCe异常不明显的右倾型,显示出断裂构造岩、地层岩石、矿石三者间稀土元素特征存在着同源的性质;成矿环境主要是在相对还原的条件下进行;探讨了影响各类岩（矿）石的稀土含量及配分模式变化的因素,从而为今后隐伏矿体的找寻提供一定的指示信息.     

基于Hoek-Brown准则的岩石应变软化模型研究

基于Hoek-Brown（H-B）准则，根据大量试验数据，研究提出一种具有广泛适用性的岩石应变软化模型。利用40种硬岩和软岩三轴试验数据，验证了3参数幂函数型围压函数广泛适用于硬岩和软岩峰后临界塑性应变与围压的关系描述，并将其引入塑性内变量中；其次，比较分析当前基于H-B准则的岩石应变软化模型中软化参数的合理性，明确以GSI作为软化参数的方法最优，拟合结果正确且参数最少。然后，分析岩石峰后GSI随塑性内变量的演化规律，并建立一种普适的非线性演化模型。与其他演化模型相比，所建模型可更准确地描述不同种类岩石峰后H-B强度参数的非线性演化规律，同时参数较少。接着，采用非关联流动法则，将所建GSI演化模型嵌入有限元软件ABAQUS中，实现软化模型的数值求解。最后，对多种岩石的室内试验模拟结果表明，所建模型可正确描述不同围压下硬岩和软岩的峰后应变软化变形及剪胀变形，具备良好的适用性。与定临界塑性应变或定剪胀角的应变软化模型模拟结果相比，所建模型模拟曲线可一致性地与试验曲线接近。     

华北地台东部古生代与新生代岩石圈地幔特征及其演化

古生代含金刚石及捕虏体的金伯利岩和新生代含捕虏体的玄武岩先后共同侵位于华北地台东部,提供了研究自古生代以来板内岩石圈地幔特征及其演化的深源岩石探针。通过对古生代与新生代,新生代时郯庐断裂带内与带外岩石圈地幔物质之间岩相学,岩石和矿物的主元素,微量元素,地幔热状态的对比研究,结合现代地球物理资料,建立了以新生地幔物质对古老岩石圈置换作用为主的华北地台东部地幔减薄模型。该模型强调,古老岩石圈地幔业已成     

青海玉树称多-囊谦一带岩石磁性特征研究

青海玉树称多—囊谦一带是三江北段成矿带重要地区之一。文章以区域1∶5万航磁调查项目为依托,利用实测的415处磁化率值和33块定向标本测定参数,对区内的蛇绿混杂岩、地层、岩浆岩和脉岩进行了岩石磁性特征统计分析。综合分析认为:蛇绿混杂岩中的蚀变超基性岩(蚀变橄榄岩)具有强磁性,可引起与地层走向一致的条带状较强磁异常;各时期形成的地层中火山岩的较强的磁性,能引起较强的磁异常,且剩磁普遍较高;古近纪的英安流纹斑岩和正长斑岩、三叠纪的花岗闪长岩具有较高的磁化率值,与周边地层有一定磁性差异,能引起一定的磁异常,部分岩石还有较高的天然剩磁;区内脉岩的磁化率普遍较高,其中煌斑岩的剩磁较强。这为研究区域磁场和局部磁异常的推断、解释提供了基础资料和参考依据。     

云南中甸县浪灯地区玄武岩特征

浪灯地区玄武岩以构造岩片状态夹于中甸岛弧带南端的上三叠统图姆沟组中,可分为南、北两个次级断片。据岩相学和岩石学特征,该玄武岩属细碧岩化低钛玄武岩,其稀土配分型式显示出分群特点。大离子亲石元素富集,元素Rb和K强烈亏损,岩石微量元素含量变化较大,并出现Pb的正异常。     

综合成岩作用和孔隙形状的岩石物理模型及其应用

横波速度对于地震模拟、AVO分析以及流体识别具有重要意义,实际测井数据中横波速度信息缺乏,因此横波速度预测已经成为岩石物理研究的一个焦点。综合Xu-White模型以及Pride模型,提出了一种新的用于计算干岩石模量的岩石物理模型。该模型综合考虑了孔隙形状和成岩作用对干岩石体积模量、剪切模量的影响,因此该模型更加合理并具有更高的精度。同时联合Gassmann理论,建立了饱和流体岩石的纵波、横波速度计算模型。将该模型成功地应用于实验室测量数据和实际测井数据的横波速度预测中,预测结果表明,基于本文提出的岩石物理模型的横波速度预测方法是行之有效的。     

断裂岩岩石磁学研究进展

断裂岩的岩石磁学研究可以揭示地震断裂作用的物理和化学环境,对于探讨地震断裂作用机制具有重要作用。本文在断裂岩岩石磁学最新文献的基础上,结合笔者及所在研究团队在龙门山断裂带获得的研究成果,综述了断裂岩的岩石磁学研究进展。大量研究发现断层泥和假玄武玻璃通常具有磁化率值或剩磁强度异常特征。顺磁性矿物在摩擦热或流体作用下形成新的铁磁性矿物是断层泥和假玄武玻璃高磁化率值或高剩磁强度的主要原因;地震断裂摩擦熔融作用中形成的单质铁是假玄武玻璃中高磁化率值或高剩磁强度异常的另一个重要原因。蠕滑断裂和出露于浅地表的断裂带中可见一些具有低磁化率值异常的断层泥,原因可能是流体作用或断裂带未经历高温摩擦热。断裂岩的岩石磁学研究为地震断裂带的应力应变、形成温度、摩擦热效应、流体作用、形成深度和氧化还原特征等提供了重要信息,可用于分析地震断裂的孕震和发震环境。综合岩石磁学测试和微米至纳米尺度的超显微学研究,并辅助地震断裂岩的摩擦实验、高温热模拟实验等研究可以更好地获得断裂岩的岩石磁学信息。     

TBM滚刀破岩过程影响因素数值模拟研究

全断面岩石掘进机（TBM）的破岩效率主要受刀盘设计和岩体特征的影响。采用颗粒流方法建立了岩石试件与滚刀的数值模型,对TBM滚刀破岩过程的影响因素进行了分析。研究表明,单刃滚刀交替作用下强度较低的岩石中易形成规则的张拉裂纹而生成较大岩碴;强度较高的岩石中滚刀的侧向挤压促使形成块度较小的片状岩碴;双刃滚刀作用下岩石表面受到强烈挤压后出现较大的拉应力,使岩石更易破碎,且仅在强度较高的岩石中才易形成透镜状岩碴。滚刀破岩过程中存在能耗最小的最佳间距,该最佳间距随着岩石强度的增大而减小。滚刀破岩过程中,结构面对裂纹扩展具有显著的控制性作用,并阻隔损伤向结构面下的岩石中渗透;随着结构面与滚刀侵入方向夹角的减小,结构面将引导裂纹向岩石深部扩展,而当夹角较大时,结构面则会引导裂纹横向扩展,易导致大块岩碴的形成     

青海同仁县隆务峡地区首次发现镁铁质——超镁铁质岩带

在青海省同仁县隆务峡南段的二叠纪地层中首次发现了北西—南东向分布的镁铁质—超镁铁质岩带,命名为隆务峡镁铁质—超镁铁质岩带。该岩带的岩石组合包括纯橄岩、辉石橄榄岩、辉长岩、辉绿岩、枕状玄武岩等。从超镁铁岩—下部堆晶岩—辉绿岩—上部堆晶岩,其稀土元素总量逐渐增加,稀土元素配分型式总体一致,从超镁铁岩的Eu正异常到上部辉长岩的Eu负异常,显示了各岩石间的同源性。根据对其两侧沉积岩中化石的研究,推测该镁铁质—超镁铁质岩带的形成时代为二叠纪。该岩带位于西秦岭造山带与祁连造山带的接舍部,对于揭示秦岭和祁连接合部的大地构造演化有重要意义。