莺歌海盆地前新生代基底特征

结合盆缘露头、盆地基底钻井及重磁震资料,综合研究莺歌海盆地前新生代基底特征。基于盆地西北缘Song Da带18个剖面点地层序列、166件岩石样品密度和2 800套磁化率测量结果,建立密度--磁化率交汇图版,约束盆内地震剖面和重磁异常解释,通过海陆结合的方法填制出盆地基底地质图。其前新生界由前震旦系、寒武系—上三叠统下部、上三叠统上部—白垩系三个构造层构成,它们沿红河断裂呈北西向分布,中间老,为前震旦纪中—高级变质岩;两侧新,向西为中生代沉积岩,向东为古生代浅变质岩、灰岩。     

俄罗斯白海活动带中的太古宙榴辉岩

在俄罗斯白海活动区发现的迄今为止最古老的太古宙榴辉岩的出露,对整个地质学领域是一次革命性事件。白海活动带位于芬诺斯干地亚地盾东北部太古宙陆核,处于科拉半岛大陆和卡累利阿克拉通之间的太古宙增生碰撞带中,在新太古代和古元古代期间多次受到中高压变质和构造变形作用。榴辉岩出露包括Gridino和Salma两大地区。Gridino榴辉岩区的榴辉岩产状可分为TTG片麻岩围岩中具有复杂成因的太古宙榴辉岩包裹镶体(2.72Ga),组成强烈构造变形的混合混杂岩体(mélange),以及众多古元古代侵入岩墙岩脉状基性榴辉岩。Salma榴辉岩区的榴辉岩年龄应该晚于2.87Ga,其中的Fe-Ti-榴辉岩年龄测定为约2.80Ga。两大榴辉岩区的p-T演化轨迹比较类似,Gridino榴辉岩的峰期变质温压值(T=740～865℃,p=1.4～1.8GPa)比Salma榴辉岩(T≈700℃,p=1.3～1.4GPa)要高。Salma榴辉岩原岩可能与大洋环境有关。     

改进切线模量的非线性弹性模型

为了更好的反映基坑开挖后土体的变形非线性特性,采用幂函数描述土体剪切过程中切线模量随主应力差值增大而衰减的过程。积分得到主应力差值和应变的数学表达式,其反映的数学规律符合一般土力学模型的要求。对应于不同的幂指数,该表达式可以很好拟合三轴试验应力-应变曲线。基于Duncan-Chang模型参数确定的方法,提出了本文模型参数的确定方法。在通用有限元软件基础上二次开发了模型的计算程序。应用于某基坑变形的计算结果表明,本文提出的模型比Duncan-Chang模型能更好的预测围护结构的变形。     

后压浆桩基础的承载力试验对比分析

结合陕西省高速公路工程某特大桥试验区4根试桩的应力测试结果,对比分析常规桩和后压浆桩的承载性能以及沉降量的变化情况。试验结果表明,在相同地质条件下,钻孔灌注桩桩端后压浆可以通过改善桩端和桩侧承载性能,从而提高单桩极限承载力,减小沉降,达到优化桩基础的目的。     

马兰煤矿矿井水水质变化特征及成因

通过对山西省马兰煤矿2号煤层采掘面在开采和封闭时期的矿井水和沉积物的研究,揭示采掘面封闭前后对矿井水水质和沉积物的影响机理。研究结果表明:马兰煤矿矿井水均为SO4—Ca型水质,矿井水均富含SO24-和Fe离子;随着上部煤层的不断开采,3处矿井水呈现相同的变化规律,矿井水的pH值升高,Eh值降低,SO24-、Fe、Mn和Zn离子浓度随之下降,其中北一暗斜井处的矿井水水质变化最显著;矿井水水质指标和流速变化能够控制其沉积物的矿物组成和结晶程度,北一暗斜井处的沉积物在两次采样中由斯沃特曼铁矿变为针铁矿,而其他两处的矿井水沉积物矿物组分没有发生变化,主要由针铁矿组成。研究结果能够提高对老空区积水水质的预测精度,并对煤矿突水水源判识具有重要意义。     

煤层底板破坏流固耦合数值模拟

根据煤层底板含水层具有不均一性的特点,建立了底板含水层非均布水压力学模型和流固耦合模型,并根据"下三带"理论和弹塑性理论求得了底板保护带突水极限压力的弹性解和塑性解。利用FLAC3D软件对工作面采动底板进行了流固耦合数值模拟,并对煤层采动底板的应力破坏特征以及渗流特征进行了研究。综合采用理论计算和数值模拟的方法对煤层底板进行了突水预测。研究表明:非均布水压模型更符合工程实际,数值模拟方法可以快捷、准确的对煤层底板突水进行预测,对水害防治具有重要意义。     

煤矿开采导水裂缝发育高度及影响因素分析

煤矿开采形成的导水裂缝,一旦波及煤层上覆水体,则会导致水流入或溃入井下,直接威胁煤矿安全生产。在总结分析现有导水裂缝研究方法的基础上,以理论推导的方式并结合生产实际,分析了导水裂缝高度与煤层开采厚度、覆岩性质等因素的关系,明确了导水裂缝高度与采厚的平方根存在正比例关系。指出当基岩上覆有粘土冲积层或其他类似岩层时,极限曲率增量与岩层物理性质、厚度的关系对确定导水裂缝高度具有重要作用,当粘土冲积层厚度不小于2倍采厚时,粘土冲积层内下行裂缝穿透粘土层的可能性小,为特定条件导水裂缝分析提供了研究基础。     

BP和RBF在断层防水煤柱留设宽度预测中的应用

在总结全国各典型煤矿断层防水煤柱相关资料的基础上,以水头压力、煤层厚度、安全系数、煤的抗张强度为主要影响因子,选择有代表性的样本数据,通过Matlab软件构建了BP和RBF神经网络模型,对各煤矿断层防水煤柱的留设宽度进行了预测,并与规程经验公式计算的结果进行了对比。结果显示,在煤矿断层防水煤柱留设宽度预测中,RBF神经网络比BP神经网络的训练速度更快,效率更高,具有更加广阔的应用前景。     

黄土湿陷系数与物理性质参数的相关性

湿陷系数是目前用以判断黄土湿陷等级、评判黄土湿陷危害并预测湿陷量的常用指标。为更方便而准确地获取工程建设场地黄土的湿陷系数,通过在关中地区岐山、兴平探井取土,进行室内土工试验,得到土的各项物理性质参数。经统计分析,发现黄土湿陷系数与含水量、干密度、孔隙比以及压缩模量具有较好的相关性。依次进行了四元、三元、二元、一元曲线拟合,得到一系列回归方程。对回归方程预测模拟,发现运用所得回归方程预测关中地区的黄土湿陷性是可行的。     

利用水化学特征识别桑树坪煤矿突水水源

及时准确地找到突水水源,是解决矿井突水问题的关键。通过对桑树坪煤矿主要含水层水样进行常规水质分析,并通过Piper三线图揭示了矿区不同地下水含水层的水化学特征,并通过出水点与背景值的水文地球化学特征对比,正确地判断出了该矿区突水水源为奥灰岩溶水。研究认为,水化学特征分析是一种快速判别突水水源的有效方法。     

石灰岩声发射特性及其演化规律试验研究

为定量描述不同应力条件下岩石材料声发射特性及其特性演变规律,分析不同应力条件下岩石声发射参数与应力、变形的量化关系,对广西高峰矿石灰岩进行了单轴压缩、拉伸和劈裂条件下的声发射特性试验,在此基础上将模糊自相似分维概念引入岩石的声发射试验分析中,就不同应力条件下岩石声发射所表现出的自相似规律进行了研究。研究表明:在压应力作用下石灰岩声发射出现短暂的"钝化期",其声发射事件率及能量率模糊容量维记数曲线出现了"最小—回升"现象;在劈裂条件下石灰岩声发射事件频发且其声发射参数序列同样存在模糊自相似容量维特性,但其模糊容量参数的演化过程未能观测到"最小—回升"现象;在直接拉伸试验中,由于"胶结、引力"材料声发射活动具有瞬发性,不易监测,本次试验可测范围内无法计算其分维数,因此在拉伸条件下岩石试样是否具有自相似性演化规律还有待于进一步的研究。     

南大巴山前陆冲断带构造样式及变形机制分析

大巴山构造带位于秦岭造山带和四川盆地的过渡部位,形成于印支-燕山期,定型于喜山期。按照构造变形样式及其组合特征,从北东向南西可依次划分为北大巴山逆冲推覆构造带、南大巴山前陆褶皱-冲断带(又包括叠瓦断层带、断层-褶皱带和滑脱褶皱带等3个亚带)和四川盆地东北部低缓构造区等3个构造带(区)。南大巴山冲断带地表构造以类侏罗山式褶皱为显著特征,主要发育叠瓦断层系、断层相关褶皱、被动顶板双重构造、反冲断层系和冲起构造等变形样式。北东-南西向挤压应力和滑脱层是控制南大巴山及其前缘构造变形的主要因素,结合区域地质研究成果,建立了南大巴山及其前缘地区依次从震旦系-下寒武统-志留系-中下三叠统逐渐抬高的多层次滑脱前展模式。     

乌兹别克斯坦Almalyk斑岩铜矿田成矿时代及其地质意义

新疆西天山斑岩铜矿找矿勘查备受关注。乌兹别克斯坦Almalyk斑岩铜矿田处在西天山西段,铜矿规模属亚洲第二大,但其成矿时代还没有准确厘定。在区域地质构造中,Almalyk铜矿田位于中天山加里东—华力西褶皱带南部边缘,包括Kalmakyr、Dalneye、Sarcheku和Kyzata等4个铜矿床,铜成矿主要发生在斑岩体内,原生矿石呈网脉状、浸染状,金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿,辉钼矿、赤铁矿、磁铁矿、自然金、斑铜矿等。针对Sarcheku铜钼矿石中辉钼矿利用Re-Os法测得(320.4±2.3)Ma的模式年龄和(317.6±2.5)Ma的等时线年龄。结合岩浆建造序列,认为矿田内构造—岩浆—热液过程开始于早石炭世,发展于晚石炭世,结束于早二叠世,斑岩型铜成矿主要在晚石炭世。西天山包括Almalyk铜矿田在内大型—超大型斑岩型铜成矿作用主要在中泥盆—晚石炭世(D2—C2),与古亚洲洋壳向哈萨克斯坦—伊犁板块之下俯冲形成的复杂岛弧岩浆地质过程有关。     

高水位异常区综采工作面综合防治水技术

高水位水文异常区综采工作面开采时受水害威胁较大,为了保证安全开采,必须采取有效的综合防治水措施。通过在东欢坨井田2286工作面回采前对该类工作面进行综合防治水技术研究,利用施工专用泄水巷道、直流电法勘探、打钻探放以及回采期间应用针对性的防治水技术,确保了这种特殊条件下大水工作面的安全回采。实践证明,该系列综合防治水技术对其他类似水文地质条件下综采工作面的安全开采具有一定的借鉴意义。     

福建某高速公路隧道强风化花岗岩的旁压试验

旁压试验广泛应用于岩土工程土体参数测试中。根据旁压试验原理与方法,将其运用于福建某高速公路遂道强风化花岗岩原位测试中。试验结果表明:强风化花岗岩强度参数与表层粘性土相当。对于相同性质的岩土层来说,土层的强度指标随深度的增加呈规律性增强。场区内强风化花岗岩具有较高的抵抗水平向变形能力,但其竖向承载能力相对较低。与部分钻孔原位标贯试验成果对比,两种原位测试结果具很好的相关性。     

西天山那拉提构造带成矿背景及找金前景分析

西天山那拉提构造带成矿地质背景有利 ,具有与西邻国中天山相似的成矿条件及成矿特征。提出应将穆龙套型金矿作为主攻类型 ,同时兼顾韧性剪切带型及火山岩型金矿的找矿工作 ,并指出了相应的找矿靶区     

矿物成分和细观结构与岩石材料力学性质的关系

岩石材料的宏观力学性质取决于其矿物成分和细观结构。使用材料试验机,测定了岩浆岩、化学沉积岩以及碎屑沉积岩9种岩样的力学性质参数。采用X射线衍射方法,测定了相应岩样的矿物成分。使用扫描电镜,观测了相应岩样的细观结构。分析了矿物成分和细观结构分别与力学性质参数的定性关系。对各组岩样的研究分析表明:存在于颗粒边界的裂隙会显著降低岩样的抗拉强度,长石矿物是岩样脆性的主要来源,颗粒大小和面理结构会对岩石的内摩擦角造成显著的影响,细晶花岗岩中较高的方解石含量使其抗压强度和弹性模量较小,细晶花岗岩中石英含量较高,其粘聚力较大;石盐晶体的细小与紧密堆积,造成了相应岩样的膨胀或蠕变特性,有机质的存在会对岩盐的力学性能产生显著的弱化;岩样中颗粒间的弱带,会弱化岩石材料的力学性能。深灰色泥岩中石英胶结物的次生加大现象,使得深灰色泥岩的力学性能得到提高。     

帕米尔—西昆仑北麓新生代前陆褶皱冲断带构造剖面分析

依据帕米尔—西昆仑北麓新生代前陆褶皱冲断带 3条构造剖面的详细分析,发现帕米尔—西昆仑北麓除山根地带发育高角度断层外,基本上以低角度逆掩断层为主,形成与逆冲推覆构造相关的褶皱变形。乌泊尔地区表现为由山脉向塔里木盆地滑移的隐伏冲断层和上覆褶皱;苏盖特—齐姆根—甫沙地区表现为山前的三角带和向盆地扩展的两排背斜带。帕米尔—西昆仑北麓前陆褶皱冲断带的主要构造变形时间始于上新世早期(距今约 4.6Ma),断层、褶皱的变形时代由山前向盆地逐步变新,变形强度由山脉向塔里木盆地逐步减弱。帕米尔—西昆仑北麓前陆褶皱冲断带的构造缩短量为 20～70km,缩短率为 35%～50%。     

南大巴前陆冲断带构造变形几何类型、分布特征及其成因分析

南大巴前陆冲断带位于秦岭造山带向四川盆地过渡的部位,是晚三叠世扬子-秦岭俯冲碰撞与中新生代以来陆内造山形成的。根据构造变形的几何学特点,自北东向南西发育紧靠城口断层的根带、坪坝断裂与鸡鸣寺断裂之间的中带、镇巴-鸡鸣寺断裂与铁溪-巫溪隐伏断裂之间的锋带。各带发育不同的构造变形:根带的冲断层系统以逆冲叠瓦构造为主控构造组合,同时发育构造三角带、冲起构造和双重构造等组合;中带的冲断褶皱系统以发育断层相关褶皱组合为主;锋带发育为滑脱褶皱系统,以类侏罗山式褶皱为主控构造,同时发育了箱状背斜、膝折构造、倒转背斜、平卧褶皱、紧闭背斜、同斜背斜、虚脱不协调背斜等滑脱褶皱。垂向上发育3套区域性滑脱层:震旦系泥页岩和寒武系泥页岩、志留系泥页岩、下三叠统膏盐岩;在南秦岭自北而南的推覆作用下,依次沿这3套滑脱层逐级抬升而向南滑脱,存在"推覆作用(叠层滑动)→冲断作用(切层滑动)→层滑作用(顺层滑动)"的滑脱变形序列,从而造就南大巴的多种构造变形类型及其有序分布特征。     

带压开采煤层底板破坏深度理论分析及数值模拟——以陕西澄合矿区董家河煤矿5号煤层为例

随着煤矿开采深度的不断增加,带压开采已经成为深部矿井普遍应用的一种采煤方法,而带压水上采煤的关键问题之一是确定采动引起的底板破坏深度。针对董家河煤矿5号煤层开采引起的底板采动破坏深度开展相关研究,以该矿的507综采工作面开采为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的办法,动态再现了整个底板岩层渐进破坏过程,并得出底板岩层的最大破坏深度为10-11 m,该结果与现场实测结果一致;同时给出了该矿底板岩层破坏深度与工作面斜长和埋深关系的经验公式。该结论为董家河煤矿带压开采工作面煤层底板突水预测与防治提供了科学依据。