基于声波测试的爆破震动对巷道围岩体累积损伤分析

为了研究巷道开挖过程中爆破动荷载对巷道围岩体的累积损伤,运用RSM-SY5智能型声波仪测试巷道围岩体的岩体声波速度。结合理论推导,分析多次爆破震动对巷道围岩体的累积损伤。结果表明,第一次爆破对巷道围岩体的影响最大,多次爆破震动的累积损伤作用仅增加围岩体的破碎程度,并没有扩大巷道围岩体的损伤范围。巷道围岩体的松动圈是由多次爆破累积损伤造成的,且对巷道顶板的累积损伤程度大于巷道两帮的累积损伤。根据巷道围岩体的累积损伤程度,巷道顶板围岩体的1.5 m范围内为开挖引起的围岩体破碎带,1.75~2.5 m为巷道围岩体裂隙带,2.75 m以外的岩体为开挖扰动带和原岩区。此研究为巷道开挖过程中控制巷道的稳定性和巷道支护提供可靠参考依据。     

基于ANSYS/LS-DYNA的岩石爆破结构数值模拟分析

等离子爆破技术是一种新型爆破技术,其爆破孔的设计对整个爆破效果及爆破效率起着决定性的作用。本文基于ANSYS/LS-DYNA建立了爆破孔的有限元模型,并对爆炸荷载作用下掏槽孔孔壁压力及其破碎区进行了数值模拟。研究结果表明,爆破时畸变能的变化自始至终都基本呈椭圆形,孔径越小,积累的能量越大,对岩体破坏越大;孔深长度越短,能量积聚空间越小,爆破对岩体造成的破坏越大;孔深长度的改变对下部岩体影响较小,对中部岩体影响较大。此外由于爆炸实验多为破坏性实验,很难进行原型试验,因此使用数值模拟方法研究爆破孔的结构是可行的,可以作为实际工程的参考。     

岩体爆生裂纹的数值模拟

利用广东岭澳核电站现场角岩岩体的基本动态力学特性和爆破参数,以及材料的Von Mises破坏准则,通过ANSYS/ LS-DYNA程序模拟了岩体单孔柱状装药的爆破破裂过程,分析了岩体爆破裂纹产生和扩展的机制,得到了岩体粉碎区和裂隙区的范围以及爆源近区岩体质点峰值压力的衰减规律。研究结果表明,岩体爆破粉碎区半径约为装药半径的6.5倍,裂隙区的半径约为装药半径的75倍,炸药起爆时粉碎区形成时间很短,大约为80 μs,而裂隙区的完全形成则需要较长的时间。     

大爆破条件下岩质边坡稳定问题

在矿山、水利、铁路及公路等工程中,经常应用大爆破技术作为破碎或开挖岩体的一种手段。因此,加强爆破工程地质研究,确保爆破后边坡的稳定性是很重要的。近十年来,我们在北京十余条新建的山区公路工程中进行爆破理论研究的同时,还着重研究了地质条件对爆破工程的影响和爆破作用对岩体破坏及边坡稳定的影响。     

岩体爆破破碎的微观机理

利用扫描对三种岩石的岩体及有机平板玻璃的爆破破碎现象进行了观测,对观测结果进行了分析、对比与讨论,分析了爆破荷载作用下岩体破碎的微观机理。     

填海挤淤爆破对马迹山港城门头景点稳定性影响分析

在分析水下爆破规律性的基础上,确认了在马迹山港挤淤爆破中地震波对城门头景点的稳定性起主要的影响,并对其传播机理及影响机制进行了分析.对岩体裂隙进行的网络模拟结果揭示了爆破点与城门头景点之间岩体裂隙发育的宏观特征,对爆破震动的影响进行了分析,计算了爆破在景点处所引起的波速,得出挤淤爆破不会对城门头景点构成破坏性影响的结论.     

井巷光面爆破周边眼间距的试验研究

一、光面爆破的力学成因周边眼间距的合理确定,是光面爆破成败的关键,光面爆破时的岩石破碎机理,又是决定周边眼的理论基础。当药包在岩体内爆炸时所产生的冲击波,使炮眼周围岩体内产生放射状的径向裂隙。在最先起爆的炮眼的冲击波作用下,不仅在此炮眼本身的周围岩体内     

对岩体加固工程的水文地质条件分析

裂隙岩体的透水性各向异性和透水率大小的随机性,决定着渗控 (加固 )工程钻孔方位、倾角的多样性。它说明渗控工程设计中把裂隙岩体透水性假定成各向同性是不合实际的。应根据岩体的水文地质条件,寻找出裂隙隙宽、透水性和透水率相对较大的方位和倾角作为渗控工程钻孔的矢量。     

海底透水通道发育带隧道施工注浆技术研究

通过对海底透水通道的特征分析,采用裂隙超前预注浆和裂隙补充注浆方法成功地解决了裂隙注浆堵水难题,为海底隧道安全施工提供了保障。提出了适于海水条件下的裂隙注浆原则、参数、设备、方法、工艺、材料及注浆效果检查方法,并成功地应用于胶州湾海底隧道穿越断裂破碎带时裂隙岩体注浆实践,其研究结果可为类似工程提供参考     

裂隙岩体流-热耦合传热的三维数值模拟分析

通过对潘西煤矿水文地质条件的分析,基于裂隙岩体的流-热耦合数学模型,描述了裂隙岩体渗流场分布和水流及岩体的温度场分布,并结合边界条件及计算参数对裂隙岩体的流-热耦合传热进行了数值模拟和分析。数值模拟结果表明,岩体内裂隙水流所引发的热量迁移,对裂隙岩体的温度场分布有重要影响。断裂带及地下水流的存在改变了岩体的原有温度场分布。在渗流初期,温度梯度矢量沿渗流方向向两侧岩体方向流动,由于两侧岩体的渗透性系数低于断裂带处的渗透性系数,右侧等温线及温度梯度矢量方向逐渐向渗流方向移动,改变了两侧岩体的温度场分布。通过对断裂带内裂隙水流渗透性系数的折减,分析渗透性系数发生变化时对岩体温度场分布的影响,渗透性系数越大,伴随的热量迁移增大,对岩体的温度场分布的影响也越大。     

潘集煤矿二叠纪主采煤层中微量元素亲和性研究

安徽淮南煤田位于华北地台南端 ,发育了华北地区二叠纪含煤岩系中层位最高的可采煤层。采用仪器中子活化分析法 (INAA)测试了淮南煤田潘集煤矿二叠纪主采煤层 13个样品的 36个微量元素的浓度分布 ,并对其共生组合特点、地球化学特征及稀土元素配比模式作了初步分析 ,结果表明 ,煤中不同微量元素显示出不同的亲和性质。元素Br,As ,Sb ,Ni和Co等趋于在煤中富集 ,其中Br的有机亲和性最大。元素Na ,K ,Rb ,Th ,Hf,Zr ,Ta和REE则在煤层与顶底板接触带的碳质泥岩中富集 ,表现出与细粒陆源碎屑物更强的亲和性。其它元素倾向性不甚明显 ,但Fe ,Ca ,Sr ,HREE等元素在海水影响强度增大的煤层中含量增加。元素As,Cs,Ni,Fe和Ca在煤层中含量变化较大 ,其变异系数大于 1,其它元素则相对稳定 ,表明同一矿区煤层中微量元素含量在不受其它地质作用明显叠加影响时具有一定的稳定性。本区煤层稀土元素配比模式与华北其它地区C—P纪煤基本类似 ,普遍存在Eu亏损现象。 ∑REE在煤中分布范围为30× 10 -6～ 95× 10 -6,在顶板泥岩中超过 2 0 0× 10 -6。煤层中部 ∑REE降低 ,HREE相对富集。聚类分析表明 ,元素As ,Se ,Ag和Fe关系密切 ,这与煤中黄铁矿等成岩矿物有直接关系 ,泥炭沼泽演化期间或之后海水的直接或间接影响会促使这     

新疆中天山南缘乌瓦门地区蛇绿岩中超镁铁岩的成因:来自岩石矿物学和地球化学的证据

本文对新疆中天山南缘乌瓦门蛇绿混杂岩中的超镁铁岩进行了岩石矿物学和地球化学研究,对其成因和形成环境进行限定。乌瓦门蛇绿混杂岩中的超镁铁岩为蛇纹石化二辉橄榄岩,由橄榄石(Fo=89.1~90.6)、斜方辉石(Wo0.4-2.4En87.2~90.7Fs8.9-10.9;Mg#=89.0~91.0)、单斜辉石(Wo49.1-51.3En16.0~48.4Fs0.9-4.3;Mg#=90.2~92.1)和尖晶石(Mg#=71.8~77.5;Cr#=9.3~13.4)组成。主量元素组成上,以低Mg O(37.74%~41.34%)、高Al2O3(2.58%~3.39%)、高Ca O(2.23%~3.68%)和高Ti O2(0.05%~0.11%)为特征。微量元素上,亏损稀土元素(REE总量为1.73×10-6~4.63×10-6),亏损不相容元素(如,Rb=0.4×10-6~1.39×10-6,Zr=0.73×10-6~3.28×10-6,Hf=0.04×10-6~0.11×10-6),富集相容元素(如,Cr=2516×10-6~2793×10-6,Co=84.6×10-6~119×10-6,Ni=1641×10-6~2261×10-6)。矿物学和地球化学特征一致指示,乌瓦门蛇绿混杂岩中的超镁铁岩为经历过低程度(5%~10%)部分熔融作用的残余地幔橄榄岩,形成于洋中脊环境,是MOR型蛇绿岩中的地幔橄榄岩。     

A New Digestion and Chemical Separation Technique for Rapid and Highly Reproducible Determination of Lu/Hf and Hf Isotope Ratios in Geological Materials by MC-ICP-MS

A new digestion procedure and chemical separation technique has been developed for measurement of Lu/Hf and Hf isotope ratios that does not require high‐pressure bombs or use of HF or HClO₄ acids. Samples are digested in dilute HCl or HNO₃ after flux‐fusion at 110 0 °C in the presence of lithium metaborate. High field strength elements (HFSE) and rare earth elements (REE) are separated from this solution by co‐precipitation with iron hydroxide. The dissolved precipitate (in 2 mol l^?1 HCl) is loaded directly onto a standard cation exchange column which separates remaining sample matrix from the heavy REE (Lu+Yb), and the middle‐light REE and HFSE (Hf). The middle‐light REE and individual HFSE are then separated (10.5, 9 and 6 mol l^?1 HCl) using a miniaturized column containing TEVA spec resin which provides a REE‐, Ti‐ and Zr‐free Hf cut. This chemical separation scheme can also be readily adapted for isotopic analysis of the Sm‐Nd system and/or the other HFSE (Ti, Zr). Total procedural blanks for this technique are < 10 0 pg and < 2 pg for Hf and Lu, respectively, even when digesting large (0.5 g) samples. We present data from replicate digestions of international rock reference materials which demonstrate this technique routinely reproduces Lu/Hf ratios to < 0.2% (2s) and ¹⁷⁶ Hf/¹⁷⁷ Hf isotope ratios to < 30 ppm (2s). Moreover, the technique is matrix‐independent and has been successfully applied to analysis of diverse materials including basalts, meteorites, komatiites, kimberlites and carbonatites. The relative simplicity of this technique, coupled with the ease of digestion (and sample‐spike equilibration) of large difficult‐to‐dissolve samples, and the speed (2 days) with which samples can be digested and processed through the chemical separation scheme makes it an attractive new method for preparing samples for Lu‐Hf isotopic investigation.     

Rare-earth and trace element imprints on the origin and tectonic setting of gabbro-diorite complex in the Pan-African belt of Southeast Obudu Plateau,Nigeria

A gabbro-diorite plutonic complex from the Southeast Obudu Plateau, representing limited volumes of magma, was studied for its trace and rare-earth element characteristics, in an attempt to document its genetic and geodynamic history. Geochemical studies indicate that the gabbro samples are characterized by variable concentrations and low averages of such index elements as Cr (40×10-6–200×10-6; av. 80×10-6), Ni (40×10-6–170×10-6; 53.33×10-6) and Zr (110×10-6–240×10-6; 116.67×10-6); variable and high average...     

滇东南马关巨晶单斜辉石原位Sr同位素特征及其含水性

对滇东南马关火山爆砾岩筒以及玄武岩中的单斜辉石巨晶进行了主量元素、微量元素、原位Sr同位素以及含水性研究,结果显示,单斜辉石巨晶均为铝质普通辉石,Mg#与Al、Fe、Ti呈负相关,与Ca呈正相关;稀土元素总量不高,HREE及LREE亏损,而MREE相对富集,大离子亲石元素均出现明显亏损,高场强元素Nb、Zr出现亏损而Hf略富集,Nb、Ta与Zr、Hf分馏明显,Rb、Ba的变化范围较大。原位Sr同位素87Sr/86Sr值为0. 703 92～0. 705 06,巨晶单斜辉石来源于上地幔,形成于同一母岩浆,与寄主玄武岩同源,为源岩浆在高压下的结晶产物。运用显微红外-傅里叶变换红外光谱仪(Micro-FTIR)分析测试了单斜辉石巨晶的水含量,结果显示OH吸收峰位于3 700～2 800cm-1,含水量赋值范围为318×10-6～693×10-6,水含量稍富于女山及汉诺坝地区的单斜辉石巨晶,也高于马关地区幔源橄榄岩包体中的单斜辉石结构水含量,暗示该区上地幔岩石圈具高含水性,这同时证实了俯冲洋壳在研究区的活动。新近纪到达地幔过渡带的西太平洋洋壳俯冲发生转向东撤,此时新特提斯洋洋壳正在NE向俯冲,是马关地区深部地幔富水的主因,到达软流圈(或地幔过渡带)的新特提斯洋俯冲洋壳导致该区地幔熔融,岩浆随之而生。     

大兴安岭下嘎来奥伊铅锌矿床钾长花岗岩的岩石成因及地质意义

下嘎来奥伊铅锌矿床位于黑龙江省西北部,大地构造位于额尔古纳地块额木尔山隆起带南缘与大兴安岭火山岩带北缘接合部位的西段。研究区广泛分布大面积不同期次侵入岩,矿体产于中酸性浅成侵入岩及其与大理岩接触带——矽卡岩带中。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,下嘎来奥伊钾长花岗岩成岩年龄为（168.9±2.1）、（165.9±2.1） Ma,认为其成矿时代为中侏罗世。元素地球化学测试结果显示,下嘎来奥伊钾长花岗岩属于准铝质-弱过铝质碱性系列;岩石具有高Si、K、碱和贫Al质量分数的特征;A/CNK值为0.97~1.02;锆石饱和温度介于760~851℃之间,平均温度为811℃,具A型花岗岩特征;稀土元素特征表现为轻稀土富集、重稀土相对亏损,富集大离子亲石元素（Rb、K）和高场强元素（Th、U、Zr、Hf）,亏损高场强元素（P、Ti、Nb、Ta）,具Eu负异常（δEu值为0.01~0.27）。下嘎来奥伊钾长花岗岩w（Sr）=（13.20~62.80）×10^-6,平均值为38.95×10^-6,w（Yb）=（2.44~7.81）×10^-6,平均值为4.50×10^-6,属于低Sr高Yb质量分数型花岗岩。结合区域大地构造背景及相关研究认为,矿区钾长花岗岩的形成与中侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合所形成的伸展环境密切相关。     

青海宽沟地区奥陶纪火山岩地球化学特征及其形成的构造背景

宽沟地区奥陶纪祁漫塔格群火山岩的SiO2含量在46.74%~53.35%之间,Na₂O+K₂O为3.71%~7.63%,K₂O/Na₂O为0.07~4.16,属于过铝质的低钾钙碱性-碱性系列火山岩。稀土元素特征：∑REE为96.19×10^-6~119.37×10^-6,LREE/HREE为2.97~6.07,δEu为0.70~0.86,（La/Yb）_N为2.23~7.2,球粒陨石标准化曲线为右倾的弱铕正异常的轻稀土富集型平滑曲线.微量元素研究结果：La/Nb比值在1.57~3.08之间,Zr/Hf比值为35.28~48.23,相对富集大离子亲石元素（K、Rb、Ba、Th、LREE）,亏损高场强元素（Nb、P、Ti）,表现出类似于岛弧环境的地球化学特征.综合分析认为,该区火山岩具有洋岛玄武岩的特征,岩浆源于较富集地幔的部分熔融,形成于与大洋俯冲有关的洋内岛弧环境中.     

西准噶尔马拉苏早泥盆世火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄、地球化学特征及其大地构造意义

马拉苏地区早泥盆世地层为一套滨海—浅海相火山—沉积岩系,对其中的火山岩夹层进行锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学研究,定年结果显示有大量的新太古代和中新元古代锆石,表明该区存在古老的大陆地壳物质。火山岩样品SiO2含量为52.38%~69.6%,Na2O含量为2.80%~4.85%,K2O为0.16%~0.96%,TiO2为0.5%~1.96%,Al2O3为14.62%~18.18%,MgO（1.08%~5.75%）变化范围较大,Mg#值在22.92~38之间,具有高钠、低钾的特征,属于钙碱性、低钾拉斑系列。稀土元素总量∑REE=73×10-6~115×10-6,LREE/HREE值为2.66~3.25,具有明显的Eu负异常（0.83~0.92）。玄武安山岩样品相对富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,与典型火山弧玄武岩地球化学特征一致。英安斑岩样品也具有富集大离子亲石元素、亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征,反映源区可能有较多壳源物质的加入,其稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图与玄武安山岩相似,表明其可能为同源岩浆演化的产物。综合研究认为,这套火山岩具有岛弧火山岩特征,形成于板块俯冲拼贴过程中的岛弧环境。     

广西岑溪地区糯垌A型花岗岩的厘定及其构造意义

广西糯垌岩体位于华夏古陆与钦杭结合带的交接部位,主要岩性为黑云母钾长花岗岩,其锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为(151.1±1.9)Ma和(152.6±1.2)Ma,显示为燕山早期晚侏罗世岩浆活动的产物。糯垌岩体具有富碱、高钾、高铁、贫镁的特征,alk的质量分数为10.29%~10.91%,Fe OT的质量分数为3.60%~5.10%,Fe OT/Mg O值为10.33~11.69。岩石为碱性准铝质系列,δ43为4.78~5.38,A/CNK值为0.96~0.98,A/NK值为1.21~1.24;具有右倾型的稀土配分模式图,稀土总量较高,具强烈的负铕异常,其∑REE值为(610.03~790.48)×10~(-6),δEu值为0.30~0.37。原始地幔标准化蛛网图显示明显亏损Ba、Sr、P、Ti,富集Rb、Th、La、Ce、Zr、Hf、Y等元素;具有较高的10 000Ga/Al值(3.03~3.31)和Zr+Nb+Ce+Y值((857.7~1244.4)×10~(-6))。上述地球化学特征表明糯垌岩体为铝质A型花岗岩,同时具较低的Ce/Nb、Y/Nb、Yb/Ta元素比值,暗示为A1型非造山花岗岩。εNd(t)值为-2.25~-1.52,εSr(t)值为22.34~37.59,TDM值为(0.86~1.24)Ga,表明糯垌岩体来源于中新元古代的地壳物质,可能有地幔物质的参与。糯垌岩体形成于板内环境,说明广西岑溪地区晚侏罗世经历特提斯构造域向太平洋构造域转换后进入板内非造山构造环境。     

The abundances of titanium,zirconium and hafnium in stony meteorites

The concentrations of Ti, Zr and Hf have been determined, by a stable isotope dilution method, in 27 chondrites, seven achondrites and standard rock samples BCR-1 and W-1.Among all chondrites investigated, enstatite chondrite Abee is lowest in Ti atomic ratio compared with Si while all carbonaceous chondrites show higher values. The Zr contents are higher in CII and CIII chondrites, relative to the other groups of chondrites. There is a clustering of Ti and Zr within each group. The $\text{Zr}\text{Hf}$ ratios in CII, CIII. E and H chondrites are essentially the same, while that in the CI chondrite is lower and in L, LL and unequilibrated chondrites are higher.The concentrations of Ti, Zr, Hf and $\text{Ti}\text{Zr}$, $\text{Zr}\text{Hf}$ ratios in achondrites are variable, even among members of the same group.Based on these results, condensation models for these elements are discussed. The variable results for Ti, Zr and Hf in achondrites may be due to the reheating recrystallization and metamorphic processes.‘Cosmic atomic abundances’ of Ti, Zr and Hf are calculated as 2470, 11.2 and 0.185. respectively for Si = 10⁶ atoms.