双核型旋扭构造力学研究

本文提出了一种新的旋扭构造类型——双核型旋扭构造。它以具有两个砥柱为特点,区别于单核型旋扭构造。双核型旋扭构造旋回面组合形态最常见的有S形、反S形,其次有椭圆弧形、双曲线形,有时还可见涡轮状等。在野外构造研究基础上,文中提出了绕双砥柱旋扭运动的力学模型。采用流变学原理与方法,得到了这种构造型式的应力场与变形场的伯格斯粘弹性解析解。并进行了模拟实验。理论计算与实验结果表明,所提出的力学模型是合适的。     

北京西山水峪复合型旋扭构造研究

以北京西山水峪为中心有3条弧形断裂,总体呈涡轮状,且都具有压扭性特征,外旋呈逆时针扭动。组成这个旋扭构造的结构面产状不规则,力学性质较复杂,不易辩认。通过构造复合系统分析,查明该旋扭构造的旋回面大都是追踪早期不同系统、不同性质结构面归并复合的结果,为燕山期新华夏系SN向对扭构造应力场的派生产物。      

旋扭构造的粘弹性力学分析

本文根据弹性体与粘弹性体中瞬时应力分布的对应关系,通过旋扭构造力学分析的弹性解,然后以三元件Ross粘弹性模型模拟岩石力学性质,求出粘弹性体中的瞬时应力、应变的解析解,再代入岩石的粘弹性常数,算出精确数字解答,最后作出应力应变的时间演化图。     

无限平板在集中力偶作用下的应力分析——旋扭状构造应力场的理论探讨

在地质力学上以扭转变形为主的构造型式称旋扭构造,有涡轮状、帚状、莲花状构造等等。下面就此有关的内容讨论三个问题。 (一) 旋扭状构造的力学成因旋扭状构造是怎么形成的,也就是它是在什么样的应力场的作用下的产物?首先可从讨论无限平板在集中力偶作用下的应力分布着手。可通过一个简单薄膜的模拟实验来进行观察(图1)。当薄膜很大,力偶矩M作用范围不大的情况下,只在集中力偶附近产生涡轮褶皱,远离集中力偶作用处,看不出什么影响。由此可     

X射线法测量石英方解石的轴面异性及其在岩体应力测量中的应用

矿物晶体的力学性质一般为各向异性。在岩体现今应力测量和残余应力测量中,国际上使用的X射线法。由于测量方法的困难,在原理上仍以岩体力学性质为各向同性的假设为前题,在技术上也以岩体各向同性弹性理论为基础,形成各国都在使用的sin~2ψ法。本文对石英和方解石晶体力学性质方向性的进一步研究。使得岩体力学性质由各向同性假设步入正交异性的新水平,成为用X射线法在正交异性岩体中进行应力测量的基本依据,使应力测量从原理到技术都建立在正交异性弹性理论的基础上,这较为符合岩体的实际情况,并提高了测量的准确性。     

土体劈裂灌浆力学机理分析

为了在塑性力学和大变形理论的基础上分析土体在劈裂灌浆初始阶段的力学机理,将劈裂灌浆的初始阶段视为无限土体中的圆孔扩张问题,并将圆孔周围土体中的应力分布分为3个区域。在弹性区中土体服从小变形假设,在软化区和流动区中土体服从大变形假设。根据应力平衡方程以及应力和应变连续的边界条件,推导出劈裂灌浆初始阶段的最终扩孔压力和最终扩孔半径的理论解答。同时,还分析了灌浆压力、最终扩孔半径、土体的泊松比和大变形以及压缩模量之间的相互关系。该理论的计算结果与工程实测结果比较接近,初步证实了该理论的可靠性。     

沉积盆地走滑构造的力学机制和变形特征

走滑构造是地壳上最重要也是最复杂的构造之一,尽管经历了长期研究历史,但在其某些特征方面还存在着不确定认识。笔者等基于力学和脆性破裂理论以及安德森断层模式,分析了走滑构造的成因类型及相关构造的几何学特点。在总结走滑构造基本特征的基础上,说明了沉积盆地中大型走滑构造是基底先存断层或薄弱面复活形成,局部有新生型的,提出了准摩擦滑动的概念。明确了直扭、压扭和张扭的含义,并将亚简单剪切应用于分析断层活动。细化了各种构造的发育顺序,讨论了不同性质构造的形成条件,强调了构造几何关系与走滑带应力性质的关系。归纳了花状构造形成的构造部位,明确了走滑构造带结构及其主控因素,并用于地表和地下走滑构造的识别。     

三维构造应力场的平面处理

天然变形体结构面或构造面的中心问题是它们的力学属性,当我们研究天然变形体结构面或构造面力学性质的时候,很自然追溯到岩石变形瞬间的立体应力状态(三维)与平面应力状态(二维)。     

沉积盆地走滑构造的力学机制和变形特征

走滑构造是地壳上最重要也是最复杂的构造之一,尽管经历了长期研究历史,但在其某些特征方面还存在着不确定认识。笔者等基于力学和脆性破裂理论以及安德森断层模式,分析了走滑构造的成因类型及相关构造的几何学特点。在总结走滑构造基本特征的基础上,说明了沉积盆地中大型走滑构造是基底先存断层或薄弱面复活形成,局部有新生型的,提出了准摩擦滑动的概念。明确了直扭、压扭和张扭的含义,并将亚简单剪切应用于分析断层活动。细化了各种构造的发育顺序,讨论了不同性质构造的形成条件,强调了构造几何关系与走滑带应力性质的关系。归纳了花状构造形成的构造部位,明确了走滑构造带结构及其主控因素,并用于地表和地下走滑构造的识别。     

旋扭构造研究的进展

文章综述了中国地质学家对旋扭构造研究的历史与成果,也介绍了国外相关研究成果。李四光先生通过四篇论著奠定了旋扭构造的理论基础。在后来的研究和找矿实践、多种模拟仿真新方法试验以及力学解析中进一步丰富了旋扭构造的研究内容,深化了对旋扭构造几何学、运动学特征与动力学机制等的认识,提出了有些旋扭构造是螺旋运动的结果及旋扭构造的形成很可能与地球旋转动力问题有关;特别是在找矿勘探方面取得的成功和经济效益,提高了成矿理论认识的水平。文章最后提出今后研究旋扭构造应注意的问题。      

斜压/斜张带中变形的简单图解方法

为了确定边界斜向聚合或离散的构造带中无限小应变椭球的主轴方位,本文提出了一种简单的作图方法。这种作图方法也可用来确定斜压/斜张的无限小应变和有限应变椭球的形状及主轴相对大小。本文的分析使挤压、平移和引张这些不严格的使用术语有更加严谨的涵义。最后,用简短的例子说明这种简便的作图和图解方法的应用。     

冻土与结构接触面循环剪切损伤模型

抗剪强度和压缩体应变是冻土与结构接触面的力学特性指标中最重要的两个参数,对冻土与结构接触面的力学分析至关重要。采用自行研制的大型多功能冻土-结构接触面循环直剪系统,开展了冻土与结构接触面力学性能及变形规律的试验研究,采用损伤力学理论,基于等应变分布假设、零弹性域假设、弹性应变无耦合假设,选择不可逆性体应变与最大不可逆性体应变的比值作为损伤因子,建立了用于描述冻土与结构接触面剪切行为的抗剪强度与压缩体应变损伤模型。通过相关试验对建立的损伤模型进行验证,结果表明,所建模型是准确、合理的。     

张性结构面的力学性质与主应力关系解析

依据弹性理论分析了张性结构面的应力,应变与两向主应力的对应关系。笔者认为在挤压应力条件下,甚至双向挤压应力作用下,完全有可能在最大主压应力方向两侧一定角域内产生张性或张扭性结构面。在两向压缩应力作用下,只有当σ２／σ１≥０．５时,才不会有张性构造区域出现。     

石槽矿区不同力学性质结构面中岩浆岩的某些变异问题探讨

本文首先研究了一中酸性杂岩体在不同的构造环境中,在不同力学性质结构面中的侵位特征,进而,侧重分析了处在不同力学性质结构面中的同一岩浆岩石在结构、构造、矿物组成、岩石化学成分及矿物稳定性等方面的变异特征。在考虑差应力作用之外探讨了这种构造岩浆岩相的力学原因,即是由于构造应力所产生的附加静水压叠加在这一深度上的静水压(围压)上,使得不同力学性质结构面中产生不同的局部总静水压而造成的。     

广义塑性力学理论

实验表明 ,经典塑性力学难以反映岩土材料的变形机制 ,究其原因在于经典塑性力学作了传统塑性势假设、关联流动法则假设和不考虑应力主轴旋转的假设。 广义塑性力学放弃了这些假设 ,采用了分量理论 ,由固体力学原理直接导出塑性公式 ,它既适用于岩土材料 ,也适用于金属。     

广东省连平县大尖山铅锌矿区成矿构造初步研究

连平大尖山铅锌矿区F2控矿断裂横贯全区,全长大于3 000 m,断层的力学性质变化特征是:西段走向NE,以压性为主的压扭性结构面,中西段走向NW,为张性结构面,中段走向EW,为扭性结构面,中-东段走向NEE,为扭性结构面,东段走向NE,为以压性为主的压扭性结构面,按断裂的应力配套分析,可归并为新华系构造体系.V1矿体受F2断层中近EW向张性、扭性断裂控制,矿体规模大,构成大尖山大型铅锌矿床.     

一类阶状构造力学解析

阶状构造是地壳岩石断裂面上的一种小型构造，它反映地壳岩石在断裂形成时期的应力状态和两盘运动趋势，提出了一类阶状构造的力学解析方法，表明阶状构造形成条件，主断面与阶面形成的应力状态，结构面力学性质鉴定和断面相互错动趋势判别等等，由计算自动得出。     

构造附加动力对煤变质过程的影响

本文从固体力学、构造物理化学的角度分析了煤岩所受应力的来源、性质以及应力在煤变质过程中的影响方式。作者在前人研究基础上,阐述了构造动力影响过程中煤岩能量的转换形式,分析了应力在烟煤分子团聚过程中的影响。研究认为,煤岩所受的各种应力(压应力、拉应力、剪应力)为地层压力与构造动力所造成的附加内力。这种附加内力可以分解为构造附加静水压力与偏应力两部分。构造附加静水压力主要影响煤岩的物理性质,如孔隙度、颗粒性质与瓦斯吸附特征,并对煤的化学煤化过程有缓慢促进作用。偏应力主要使煤岩发生变形和位移。煤化过程中,由构造运动所产生的动能转化为各种形式的热能、表面能、弹性变形能以及声、光、电、磁等形态能量。     

玛曲格尔珂金矿田旋涡状构造及其控矿作用

玛曲格尔珂金矿田位于青藏高原北东部,主要包括大水、格尔托和贡北三个金矿床,成矿作用受印支-燕山期构造活动的控制。本项研究识别出区内存在的旋涡状构造,它与金矿田的成矿作用关系密切,二者的规模与分布范围吻合,直径达4500m左右。中心部大理岩化白云岩和深部可能存在的隐伏岩体,构成旋涡状构造的砥柱。旋涡状构造包括6个放射状弧形旋回层,其中南部4个旋回层的的旋扭面(弧形断裂)凸向W-NW,属于张性结构面;北部2个旋回层的旋扭面凸向NE,为压性断裂,从而可认为旋涡状构造是由2个性质不同的旋扭构造所构成。在ETM遥感影像图和地形图上,旋涡状构造清晰可见,地势较高,桔黄色旋回层正地形与深蓝色负地形带相间,砥柱区高峰4000m,相对高差500m。旋回层内的石英闪长岩脉产状与旋扭面一致。贡北、大水和格尔珂金矿床分别位于旋涡状构造编号为1,4和6的NW向旋回层、NE向旋回层和SE向旋回层,这3个旋回层宽度较大,平面上构成了旋涡构造的主体。旋涡状构造的张性结构面成为容矿构造,所以,具张性旋扭特征的南部旋回层,其旋扭面是主要的容矿构造;而具压性特点的北部旋回层,容矿构造与旋扭面相交。依据旋涡状构造的控矿特性,预测区内其它旋回层的扩容区或张性结构面具有较好的找矿远景。     

邢东矿井构造特征及应力应变场分析

邢东矿井位于太行山隆起带与华北沉陷带的过渡带,通过区域构造应力-应变场分析,本区先后经历了由挤压-拉张的变形过程,变形强度由弱到强。海西期构造应力影响较弱,印支期-中燕山期构造应力作用较为强烈,形成了大量的挤压结构面和压缩构造．燕山晚期-喜山期是构造形成的最终阶段,以拉张伸展变形为主,现今的多数正断层的断裂结构面仍保存有先期的挤压结构面特征。区内构造以断裂构造为主要形式,断层组合形式多样,这些构造形成期次不同,北西向断裂对北东向断裂具有限制作用。