不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程, 在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景, 为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点, 开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明： 各测点温度曲线在积极冻结期前4 h急剧下降, 随后逐渐减缓, 降至砂土冰点后趋于平稳, 三种布管方式均满足冻结设计要求; 冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁, 再以“面”的形式均匀地传递给周围土体; 积极冻结21 h后, 采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大, 空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105 mm, 在满足管幕刚度设计要求的前提下, 可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4 h内, 实顶管中线垂直距离100 mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下, 超出此范围后温度变化影响逐渐减弱, 且顶管间冻结壁稳定存在, 表明限位管在满足管间有效封水的条件下, 能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时, 更加便于安装且经济环保。     

大兴安岭南部二叠系—三叠系界线及沉积环境演化

北方陆相二叠系—三叠系界线研究是界线地层研究的重要问题之一,对采自内蒙古巴林右旗幸福之路组二段建组剖面的安山质岩屑晶屑凝灰岩开展锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,结果为(255.5±1.1)Ma,火山岩上部多个层位粉砂质泥岩中发现孢粉化石,计17属20种,时代为晚二叠世—早三叠世,推断幸福之路组的时代为晚二叠世—早三叠世,大兴安岭地区二叠系—三叠系界线在幸福之路组内部,二者为整合接触。幸福之路组以红层做为划分标志,岩性为正常沉积碎屑岩夹火山岩,见大量泥灰岩夹层、钙质结核及干裂现象,反映了炎热、干燥及强氧化条件的气候环境,大兴安岭地区晚二叠世晚期(幸福之路组二段下部)就已出现反映干旱气候的红层沉积,与相邻的华北及新疆准噶尔盆地相似。     

祁漫塔格东段晚三叠世花岗岩与流纹岩岩浆同源性:年代学、地球化学及Nd、Pb同位素制约

祁漫塔格位于东昆仑西段,对该地区晚三叠世火成岩的研究不仅有助于认识东昆仑造山带印支期构造—岩浆演化历史,而且为古特提斯洋俯冲时限及洋盆闭合时限提供约束。本次在克停哈尔南的二长花岗岩中获得了219.8±0.5 Ma的锆石U-Pb年龄,结合以往获得的年龄数据,可以确定该期火成岩为晚三叠世岩浆活动的产物。全岩地球化学分析结果显示,祁漫塔格东段晚三叠世火成岩为准铝到弱过铝质岩石,属高钾钙碱性系列,富集轻稀土和Rb、Th、K等大离子亲石元素,不同程度亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,具有明显的铕负异常,显示板块俯冲阶段的特征。花岗岩与流纹岩具有相似的Nd、Pb同位素组成,花岗岩ε_(Nd)(t)值介于-4.66～-4.53之间,亏损地幔模式年龄T_(DM2)为1363～1375 Ma,流纹岩ε_(Nd)(t)值为-4.63,T_(DM2)=1368 Ma。在n(~(143)Nd)/n(~(144)Nd)—n(~(206)Pb)/n(~(204)Pb)图解和Pb同位素组成图解中投影点均位于上地壳和EMII地幔端元附近。祁漫塔格东段晚三叠世花岗岩与流纹岩空间分布关系密切,形成时间相近,主、微量元素和Nd、Pb同位素特征方面都具有相似性或一致性,因此,笔者认为它们为同一时期、同一构造环境下的同源岩浆产物。结合区域资料和本文研究,初步分析认为东昆仑地区该时期处于板块俯冲阶段的活动大陆边缘弧环境,古特提斯洋尚未完全闭合。     

云南哀牢山-红河剪切带新生代富碱侵入岩中榍石年代学和地球化学特征

榍石作为副矿物在哀牢山-红河剪切带新生代富碱侵入岩中广泛存在。原位获取榍石矿物内部微量元素、U-Pb年龄和Sm-Nd同位素的空间变化对获取矿物和岩石的成因演化信息具有重要意义。本文使用四级杆/多接收电感耦合等离子体质谱(Quadrupole/Multi-Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,Q/MC-ICP-MS)与激光剥蚀系统(Laser Ablation,LA)联用,对哀牢山-红河剪切带5个富碱侵入岩体(桃花岩体、宁蒗-永胜岩体、哈播岩体、铜厂岩体和十里村岩体)中榍石开展了微区原位微量元素、U-Pb年代学和Sm-Nd同位素研究。微量元素分析结果表明,三江富碱侵入岩中榍石为岩浆成因,亏损Rb、Ba、Pb、Sr等大离子亲石元素,富集Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素。榍石的稀土配分图均表现为明显右倾,不具有或具有弱的Eu负异常。与云南北衙、马厂箐矽卡岩矿床中的热液榍石相比,本文榍石在稀土元素组成上,具有较高的稀土元素总量、较高的Th/U、LREE/HREE和Ce/Ce*比值,具有较低的Eu/Eu*、Nb/Ta、Zr/Hf比值。微区原位LA-Q-ICP-MS U-Pb定年结果表明,研究区富碱岩体中榍石结晶年龄在32.5～37.9Ma之间,代表了岩体形成时代,与三江地区哀牢山-红河剪切带及其附近新生代富碱岩浆活动高峰期(～35Ma)一致,属于青藏高原晚碰撞期岩浆作用的产物。榍石微区原位LA-MCICP-MS Sm-Nd同位素分析结果显示,榍石颗粒的Nd同位素组成均一,表明榍石结晶过程中寄主岩浆的Nd同位素组成没有发生明显变化。各个富碱岩体之间的榍石Nd同位素组成变化范围在-6.8～-2.1之间,与全岩的同位素特征一致,表明榍石的原位微区Sm-Nd同位素可以作为富碱侵入岩研究中有效的示踪手段之一。     

川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。     

同波束干涉测量在月面相对定位中的应用

基于同波束干涉测量原理和观测模型,针对月面目标特性,推导了给定着陆器先验位置的差分时延、差分时延率观测方程。引入指定高程约束、月球数字地形模型等约束方程,提出巡视器相对位置确定的卡尔曼滤波算法。通过仿真数据进行了验证和评估,表明该算法可快速、较高精度地确定月面巡视器相对着陆器的位置。     

宁夏六盘山区多年降水的时空变化分析

选用宁夏六盘山区4个代表测站自建站以来至2007年的各月降水资料,用回归、周期和突变分析等统计方法进行分析,揭示了其多年时空变化规律.通过分析,得出了其季、年线性变化趋势和年变化周期及突变点,发现各区域降水存在着不同的变化规律,年降水均呈减少趋势,存在准14 a、11 a等变化周期,并发生了多次突变.     

呼和浩特市秋季一次大到暴雨天气过程分析

利用天气预报业务中的多种预报产品资料,对2008年9月21日呼和浩特地区秋季一次降水过程进行了分析,结果表明:(1)太平洋副高西伸,地面西南倒槽是本次降水形成的主要影响系统。(2)700hPa西南低空急流的形成与地面倒槽东移北上共同为降水提供了暖湿能量,对降水的形成发展起了重要作用。(3)在降水过程中,大气的高层辐散、低层辐合以及较强的垂直上升运动使降水加强。     

汶川MS8.0大震前后鲜水河断裂带滑动及其西部地壳形变的动态变化

基于鲜水河断裂带及邻近区域GPS资料,以发生汶川MS8.0大震的2008年为时间节点,利用视错动变形系统分析模型研究了鲜水河断裂带及邻区不同时段的滑动与区域形变活动特征,结果表明:汶川大震前后鲜水河断裂带构造活动的动态变化是显著的,其西部地区地壳形变的动态变化也较清晰,这些不仅说明了汶川大震的孕育在较大的空间范围存在不同特征的形变与构造活动,同时其西部地区也存在着疑似断裂带形变中心的地壳动态变化,这可能与特定的构造和动力环境密切相关,为我们识别大震前兆提供了更多的可能。     

短期重现性地磁日变化感应电流集中分布与地震关系初步研究

通过分析台站之间地磁垂直分量日变化相关性,研究中国大陆南北带地区90°E～110°E,2009～2018年地磁日变化感应电流线状集中分布现象与M_S≥6.0地震关系。统计发现,我国每月平均出现约2次感应电流集中分布现象,且10天左右内有原地重复出现现象——感应电流集中分布重叠异常,原地重现的集中分布感应电流日期间隔一般在10天左右以内,原地重现日期一般不连续,重现次数一般仅有2次。研究发现,我国南北带2009～2018年共出现重叠异常23次,20次重叠异常出现后18个月内重叠段发生M_S≥6.0地震,对应率高达87%,地震基本发生在重叠段端部250km以内,重叠段发生2次M_S≥6.0地震的比例较低,约35%;重叠段2个端部均发生M_S≥6.0地震的比例极小,仅约9%。部分重叠段走向与已经发现的上地幔和地壳高导带埋深走向基本一致,推测重叠异常发生在上地幔和地壳高导带附近,是来自上地幔和地壳内高导带附近的地震异常信息。目前已知,中国大陆强地震主要发生在上地幔高导层的隆起区一带及其壳内高导层发育地区,深部电性测深结果表明,大震易于发生在电导率急剧变化的梯度带,但这些地区何时发生地震还未得知,本文发现的重叠异常解释了这些地区1～2年内是否发生地震这一问题。