新近系红层软岩流变特性试验研究

流变是控制岩体稳定的主要因素之一。流变试验结果显示,新近系红层软岩蠕变和松弛曲线具有明显的三阶段变化特征。对比研究新近系粉砂质泥岩和泥质粉砂岩的流变结果,得出粉砂质泥岩较泥质粉砂岩强度低,蠕变量大,达到稳定需要的时间长。经过模型辨识,认为红层软岩流变符合伯格斯模型（Burgers model）。利用改进后的麦夸托（Marquardt）算法求取了红层软岩的流变参数。结果显示,反映岩石流变特性的两个主要指标弹性模量和黏滞系数远低于硬岩的同类指标,充分说明新近系红层软岩具有显著的流变性。获取的流变参数可用于伯格斯模型计算。     

强地震动作用下层状岩体破坏的物理模拟研究

岩体地震动力破坏现象是常见但研究较少的复杂课题。利用物理模拟试验,研究了层状岩体边坡在强地震动作用下的变形破坏问题。按结构面走向平行和垂直地震动方向,对不同岩体结构特征的模型施加不同的幅值和频率的水平向地震动荷载,进行岩体的振动破坏试验。结果表明,结构面空间展布方向与地震动荷载的相互关系不同、结构面软弱程度不同,岩体变形破坏的形式和分布特征也不相同。岩体的动力破坏主要是岩体结构的破坏,即岩体结构的宏观破坏和微观损伤,岩体结构特征是控制其动力变形破坏的主要因素。极大的不均匀性是岩体动力破坏的显著特点,这与大量极震区岩体破坏的现象类似。但岩体动力破坏模式的建立和定量的力学分析还需更多研究。     

西秦岭断裂构造格架和活动特征对地质灾害的控制作用分析

位于青藏高原东北缘的西秦岭是滑坡、崩塌和泥石流地质灾害非常严重的地区,科学认识这些地质灾害的发育规律、形成机理和控制因素,对于该地区社会经济发展和重大工程建设中地质灾害的科学防御和治理具有重要意义。对西秦岭地区的断裂构造格架和活动特征及其与地质灾害的空间分布和发育强度研究表明,虽然滑坡、崩塌和泥石流地质灾害是内外动力地质作用复杂耦合作用之结果,但区域断裂构造格架和活动特征对滑坡、崩塌和泥石流地质灾害空间和强度分布具有主导控制作用,其主要表现在：1）滑坡、崩塌、泥石流多沿区域断裂带呈带状发育,断裂构造活动强的地段是地质灾害发育强烈的区域 2）断裂带的长期活动造成的岩体破坏和复杂的构造结构面体系不仅为滑坡、崩塌和泥石流的发生提供了重要的物源条件,而且提供了地质结构条件 3）断裂构造突发活动,即地震活动是诱发大规模区域滑坡群和崩塌灾害的最主要因素。因此对滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害的研究,不应孤立地探讨其中单一地质灾害的形成与发展,而应把它们放在区域地质构造环境演化过程中统一认识,尤其是应把区域断裂格架、断裂带结构和断裂活动性作为地质灾害形成与发展的关键影响因素。     

古浪、老虎山及海原活断层断层泥中石英颗粒的显微构造特征及其地震意义

本文对古浪、老虎山和海原断层断层泥中石英颗粒外部及内部显微构造特征进行了系统研究,总结了断层泥内石英颗粒的破坏过程。通过溶蚀特征和显微构造特征的分类,确定了三条断层的活动时期及活动方式。最后讨论了显微构造特征的地震意义。     

西秦岭北缘断裂带漳县—车厂断层的结构及构造演化

西秦岭北缘断裂带是青藏高原东北缘主要构造边界断裂带之一, 其构造变形历史和运动学特征研究可以为西秦岭中新生代构造过程和印度—亚洲板块碰撞动力学的远程构造响应提供约束。漳县—车厂断层是西秦岭北缘断裂带的重要组成部分, 通过对工程开挖所揭露的断层带内丰富构造现象的观测与分析, 至少可以辨别出3期性质、规模、运动学特征各异的构造变形事件。第一期为向北北东陡倾的伸展正断层作用; 第二期为向南南西倾的由南向北的逆冲断层作用; 第三期为沿近直立断面左旋走滑作用。尽管每期变形的时代尚缺乏构造物质测年的约束, 但根据其与白垩系、新近系的空间关系以及已有第四纪以来沿断层地貌位错和相关沉积物测年以及地震活动历史研究对断层左旋走滑作用的时代约束, 认为第一期伸展正断层作用起始于早白垩纪, 可能持续到渐新世; 第二期向北逆冲断层作用起始于渐新世初, 可能持续到早第四纪; 第三期左旋走滑断层作用起始于晚第四纪, 持续至今。漳县—车厂断层是一条典型的多期变形的脆性断层, 其变形特征与历史, 如果代表了西秦岭北缘断裂带特征与构造变形过程, 那么现今西秦岭北缘断裂带仅是起始于早白垩纪、新生的脆性断裂带, 并非是印支主造山期大规模韧性逆冲推覆作用的边界断层。     

青藏高原东北部新构造运动效应

运用岩石圈动力学和大陆动力学理论，讨论了青藏高原隆升使青藏高原东北部地区产生的新构造运动效应，认为本区的区域地质构造格局、地层岩性和地形地貌均是新构造运动的产物，其发育规模和特征均严格受新构造运动控制，新构造运动及其产物直接或间接地控制着本区地质环境的演化和地质灾害的发育。     

垂直向地震作用对节理岩体失稳破坏的影响

基于线弹性断裂力学理论分析了垂直向地震作用对节理岩体地震动力破坏的影响。在仅考虑峰值时,最不利的单向地震动加速度方向是水平倾向坡外,双向则依据破裂机制是拉剪或压剪,加速度分别是水平倾向坡外与向下或向上的组合。地震动的幅值、作用方向及双向地震动的组合都可使岩体的破坏机制发生转化,并且是突变的、不可逆的。较低峰值的双向地震动产生的应力强度因子可能大于较高峰值的单向地震动所产生的应力强度应子。在岩体节理分布特征和静态应力场一定的初始条件下,第一个导致岩体中产生破裂的地震动加速度幅值及其方向的组合唯一地决定了岩体不可逆破坏发展的方向、机制及最终的破坏特征,其复杂性远大于静力作用时的情况。对岩体地震动力破坏问题的认识应充分考虑垂直向地震动的重要影响。     

基于要素分析和二元统计模型的区域滑坡危险等级制图——以国道212线陇南段为例

国道212线陇南段是我国地质灾害最发育的地区之一,绘制该区的滑坡危险等级地图对灾害管理和发展规划是极其必要的。基于滑坡的野外调查、机理研究和室内试验等工作,分析了滑坡与各种要素的相关性,选择控制滑坡的9个重要要素作为评价要素,利用GIS和二元统计的信息值模型和滑坡先验风险要素模型绘制了研究区的滑坡危险等级地图。最后,选用区内11个具有明显滑动位移的活动滑坡与滑坡危险等级地图比较,检验其可靠度。结果表明,活动的滑坡绝大部分都位于危险等级很高和高的范围内,说明两种模型的评价结果与研究区实际情况相吻合,同时也反映出信息值模型与实际情况更加相符。     

加气硅化黄土的微结构研究

采用扫描电镜、数字图像方法和表面积孔隙分析仪研究了天然黄土和固化龄期13,19,24 a加气硅化黄土的微结构和孔隙特征。结果表明：天然黄土和加气硅化黄土的微结构均以粒状架空结构为主;加气硅化黄土架空孔隙内充填有少量凝胶;这些凝胶附着在骨架颗粒表面,增大了颗粒间的接触面积。与天然黄土相比,硅化黄土孔径分布基本无变化,平均孔径、面积比和孔隙体积没有降低,但孔隙表面积从17.810 4 m2/g 增加到27.473 5 m2/g。加气硅化黄土的机制是保持黄土架空孔隙基本不变,通过凝胶薄膜强化了黄土微结构中胶结物的强度,将骨架颗粒黏结成为一个空间网状整体,消除了黄土的湿陷性,并提高了其工程力学性能。     

西秦岭北缘北西向断层特征和形成的构造机制及地质意义

西秦岭北缘构造带不仅发育一系列继承性多期活动或新生的近东西向断层,而且新生代地层中还发育与近东西向断层走向不一致且具有独特构造特征的北西向左旋走滑断层。这种北西向左旋走滑断层带不发育断层角砾岩、磨砾岩、碎粉岩、断层泥、摩擦镜面、擦痕线理、断层阶步等脆性断层中常见的构造现象,仅表现为地层旋转和剪切拉断形成的一定宽度的透镜化带,两条断层之间地层产状发生旋转形成了约1 km宽,平面上类似膝折构造几何形态地层扭折带。该北西向断层横切了渐新统—中新统地层,并被上新统砾岩覆盖和第四纪以来的近东西向左旋走滑断层斜切,指示了其形成于渐新世—中新世沉积地层形成之后,上新世砾岩沉积之前,即上新世早期。北西向断层带不发育脆性断层典型构造现象和断层左旋走滑作用在渐新统—中新统沉积地层中形成了类似膝折构造几何形态地层扭折带,说明其变形具有韧脆性过渡和缓慢剪切变形的特征,是西秦岭北缘一种新的断层类型。其形成机制为基底或中下地壳中大型左旋走滑韧性或韧脆性剪切带向上扩展延伸到上部沉积盖层中之结果,也就是说,新生代沉积盖层中这种北西向断层和地层扭折带是下部韧性剪切带的左旋走滑剪切在盖层中被动构造响应。这种基底或中下地壳北西向左旋韧性剪切带可能指示了上新世初期西秦岭北缘构造带深部韧性地壳物质向南东流变蠕动的构造标志,代表深部地壳缩短增厚向地壳韧性物质侧向扩展流动的转换过程。这种特殊的断层类型对理解青藏高原东北缘新生代构造变形体制转换和地壳隆升具有重要的科学意义。