非均布路基荷载下溶洞顶板稳定性分析

基于Boussinesq解求得在非均布路基荷载作用下溶洞顶板上的附加应力,利用MATLAB采用高阶次函数拟合顶板上附加应力的分布形式;将计算结果与上覆土层和顶板的自重作用相叠加,得到溶洞顶板分别按简支梁、固支梁和悬臂梁计算时的最大弯矩和最大剪力;进而,通过对溶洞顶板最大拉应力和最大剪应力的计算,用以判定溶洞顶板抗弯和抗剪切的稳定性,从而提出一种非均布路基荷载下溶洞顶板的稳定性评价方法。最后,引入稳定系数,从路基荷载的分布形式、溶洞与路基荷载的相对位置、溶洞顶板的厚度以及顶板跨径四个方面进行参数分析;并通过工程算例对比分析,验证本文方法的可行性和合理性。     

岩溶区桥梁双桩基础有限元极限分析

为计算岩溶区桥梁双桩基础的极限承载力,根据极限分析的基本原理,结合有限元方法,基于MATLAB平台编制了相关计算程序。为描述岩体的非线性特点,采用修正的Hoek-Brown准则,并在优化计算过程中对其进行"双曲线近似"处理,解决了奇异点不可导的问题。在此基础上,分析了各参数对极限承载力系数N_σ的影响。结果表明:（1）N_σ随岩层上覆荷载、嵌岩深度增大而增大,但增长幅度不明显;（2）N_σ随溶洞半径增大而减小,随桩洞水平距离先增大后减小;（3）N_σ随GSI增大而非线性增大,与桩洞垂直距离、m_i大致呈线性关系;（4）当桩洞位置较近时,岩石重度对N_σ的影响可忽略不计;（5）破坏模式主要有,整体剪切破坏、左桩控制的冲切破坏、冲切破坏和地基破坏模式并存的联合破坏。最后,将本文计算结果与已有成果进行对比,验证了所提方法的正确性。     

争光岩岩金矿成矿因素剖析

矿区位于大兴安岭地槽褶皱,系罕达气优地槽褶皱带罕达气褶断束的中西部,三矿沟——多宝山——铜山——争光北西向早期深断裂及其铜金多金属成矿带东南部。     

不同厚度溶洞顶板与基桩作用机理室内模型试验研究

根据相似理论,设计了3组不同厚度条件下溶洞顶板破坏模式的大比例模型试验,得到了顶板和基桩的荷载-位移曲线、顶板底部的极限应变曲线和不同厚度条件下溶洞顶板的破坏特性。试验结果表明:当溶洞顶板厚度为1d,2d时,发生冲切破坏,冲切体为圆台;当溶洞顶板厚度为3d时,顶板则以弯拉破坏为主,无冲切体产生。在荷载-位移曲线中,线性阶段转变为非线性阶段的临界点约为极限承载力的一半。最后通过理论计算的方法,获得溶洞顶板最小安全厚度计算公式,分析结果与试验结果吻合较好,能满足工程计算精度要求。本文试验成果是基于工程最不利情况得出的,可供岩溶区基桩初步设计参考。     

草科温泉的水文地球化学特征和成因分析

通过对草科温泉的水化学及同位素特征分析,结合温泉的水文地质条件,探讨了温泉的成因,研究认为草科温泉的补给水源来温泉以北海拔3 200 m左右的山区的大气降雨,降雨沿裂隙下渗向深部径流,通过计算推测出热储深度为1 900 m左右,温度为91℃,在水压差和密度差的作用下,深部热水运移至草科背斜倾伏端,从有利部位上涌形成温泉。     

利用多层薄层贴壁光生物反应器室外培养螺旋藻的研究

设计开发一套新型多层薄层贴壁光生物反应器装置,利用其在室外进行螺旋藻(Spirulina sp.)的高密度培养,对适合螺旋藻的工业贴壁介质材料及光稀释倍数进行初步考察和评价。实验结果表明:附着在超细纤维毛巾上的螺旋藻生物量产率(30~60 g/(m~2·d))要高于附着在植绒材料上的螺旋藻生物量产率(10~40 g/(m~2·d));在实验期间,当光稀释倍数达到10×时,螺旋藻的生物量产率可达到45~60 g/(m~2·d),明显高于2.5×及5×光稀释倍数下的生物量产率;连续培养8 d的螺旋藻平均生物量产率达到30.3 g/(m~2·d),且其营养成分与传统液体培养的螺旋藻营养成分一致。上述结果为该反应器的规模化应用提供支持。     

复杂地层高压旋喷护壁堵漏技术的研究与应用

借鉴复杂地层高压旋喷护壁堵漏技术设计了一种带有特殊喷嘴的旋喷钻具,在复杂地层钻进,尤其是多层段复杂地层和深部复杂地层钻进时,泥浆护壁失效的情况下,将该钻具下到复杂孔段,利用泥浆泵将水泥浆液压入,通过旋喷钻具连续旋转喷射出高压水泥浆切割坍（垮）塌孔段孔壁,使不稳定孔壁的破碎岩土崩落掉块与水泥浆混合,候凝后,在坍（垮）塌孔段形成直径不规则的柱状水泥岩土混合体,重新钻穿后,形成有一定强度的“水泥套管”,从而达到同径护壁堵漏的目的。详细介绍了该项技术的旋喷钻具的设计、水泥浆液配方、工艺原理、技术要点、操作要领及生产应用效果。     

西藏加查象牙泉水文地球化学特征及成因

象牙泉地处青藏高原高寒地区,因其钙华沉积酷似“象牙”而闻名。开展象牙泉形成机理的研究,有助于钙华景观的地质环境保护,对雅鲁藏布江构造带古环境演化、新构造活动的研究具有重要意义。文章以象牙源泉及其钙华沉积为研究对象,通过钙华成分、泉水水化学组分、氢氧同位素及相关性分析,探讨了象牙泉及钙华景观的形成机制,估算了钙华形成年代,讨论了钙华景观演化趋势。结果表明:象牙泉出露高程3 208 m,温度16.1 ℃,pH值6.06～6.64,溶解性总固体1 521.1～1 524.2 mg/L,为中偏弱酸性微咸水;阳离子以钠和钙为主,阴离子以碳酸氢根和氯离子为主,水化学类型为重碳酸钙型水;象牙泉具有较高的氯、钠及稍高的溶解性总固体特征,其氢氧同位素分布于全球大气降水方程线附近,说明象牙泉主要为大气降水补给,具有较长的径流途径和缓慢的循环速度,水岩作用强烈。象牙泉为溶解沉淀型,其化学组分来源于水岩相互作用过程碳酸盐岩矿物、硅酸盐岩矿物的溶解。象牙泉钙华沉积的化学成分主要为碳酸钙,占63.07%;次要成分为二氧化硅,占10.19%;属钙华为主、硅华次之的常温泉类钙华。钙均衡估算表明,象牙泉钙华形成于1.38万年前,其沉积速率约为0.27 mm/a。     

内蒙朝克山辉长岩中单斜辉石矿物化学特征及地质意义

内蒙贺根山带广泛发育古生代基性岩浆岩,为探讨其岩浆源区和岩石成因,进一步了解中亚造山带东段古生代构造背景,笔者对朝克山蛇绿岩进行了矿物学研究。矿物电子探针结果显示,辉长岩中单斜辉石均属于透辉石,既有碱性特征,也有拉斑特征,SiO₂含量为50.75%～52.99%,具有高的Al₂O₃,含量为2.03%～3.77%,相对亏损轻稀土元素(La/Sm)_N=0.12～0.22和高场强元素(HFSE;Nb、Ta、Zr、Hf、Ti负异常),富集大离子亲石元素(LILEs),与辉长岩全岩的特征程度相一致,共同指示岩体母岩浆可能为亚碱性的拉斑玄武质岩浆向碱性玄武质岩浆演化的趋势。单斜辉石的平衡温度为1 099～1 242℃,平衡压力为1.5～6.4 kbar,深度为5～21 km,显示明显的深源特征。结合前人研究成果,笔者认为朝克山蛇绿岩形成于弧后盆地环境。     

利用虚震源反射成像法研究江南造山带东段上地壳结构

江南造山带是华南地区扬子地块与华夏地块碰撞的产物,其地壳构造记录了两地块的碰撞过程,研究江南造山带的地壳构造有助于重建扬子地块与华夏地块的碰撞过程。本研究在江南造山带上布设了两条流动地震台阵,利用虚震源反射法提取其所记录的远震事件初至P波在地表的反射波（PPdp）波形,重构了研究区内两条测线下方的上地壳结构。结果显示:江绍断裂两侧上地壳沉积层的厚度变化明显,推断该断裂是扬子地块与华夏地块的东边界;相较华夏地块,江南造山带与扬子地块的层位连续性更强,符合江南造山带先与扬子地块合为整体后再与华夏地块碰撞的多期构造过程及其对应产生的亲扬子地块属性;江绍断裂西北侧的地层不整合以及赣东北断裂区域的断陷构造,可为了解古华夏洋向扬子陆块俯冲及碰撞和随后的构造运动过程提供参考依据。