四川盆地褶皱构造接触应变分析

首次运用接触应变理论分析研究了四川盆地褶皱构造接触应变现象，守质，地球物理研究提出四川盆地及邻区岩石圈结构模式和岩石圈楔入构造的概念。     

南岭中生代姑婆山-花山花岗岩基及其热接触变质围岩的应变特征和应变分析

采用Rf /φ法对姑婆山-花山花岗岩基及其热接触变质围岩进行了系统的应变测量,共测量了153个三维有限应变测量点、1.5万余个应变标志体。结果表明：（1）姑婆山-花山花岗岩基热接触变质围岩和早期侵位的牛庙、杨梅山独立侵入体及里松和望高单元以压扁型应变为主,晚期侵位的新路单元则为拉长型应变。（2）姑婆山-花山花岗岩基的平均应变强度和平均压缩率均小于热接触变质围岩的平均应变强度和平均压缩率,且岩基内从早期单元到晚期单元（除新路单元外）平均应变强度和平均压缩率均逐渐减小;热接触变质围岩内应变强度和压缩率向岩基接触面方向递增,存在较明显的应变强度梯度和压缩率梯度。另外岩基南侧以碳酸盐岩为主的热接触变质围岩的压缩率远高于北侧以碎屑岩为主的围岩压缩率。（3）姑婆山-花山花岗岩基应变型式表现为近接触变质围岩及各花岗岩单元边部的应变椭圆长轴多与接触界线相协调,最小主应变轴与接触界线多呈大角度相交;各单元中部的应变椭圆展布则比较凌乱、定向性不明显。上述特征表明,姑婆山-花山花岗岩浆的多期脉动侵位在岩体及其围岩内产生较强的应变叠加,而岩浆内部的主动侵位动力应是造成岩体及其热接触变质围岩变形的主要动力,且在岩浆多次脉动侵位过程中,岩体内早期单元及其围岩主要遭受的是径向挤压作用。     

硬脆性流纹岩变形分析的综合刚度法

天然岩石在压缩荷载作用下内部裂隙的闭合、张开、扩展过程直接影响岩石的力学性能。在经典移动点回归法的基础上,引入泊松比进行修正提出了一种6阶段变形划分方法——综合刚度法。不同加载路径下流纹岩的单轴压缩试验结果分析表明:（1）采用综合刚度法可以准确获得硬脆性岩石试样接触应变ε₀、裂隙闭合应变ε_c、弹性应变ε_e、裂隙稳定扩展应变ε_i、裂隙不稳定扩展应变ε_d和峰后应变值ε_f;（2）单轴压缩下流纹岩试样裂隙闭合应变达到峰前总应变的44.2%,峰前裂隙扩展应变和峰后应变均较小,脆性特征明显;（3）单轴压缩弹性阶段加卸载试验表明,采用综合刚度法能更准确剔除试样接触应变,获得裂隙闭合应变。综合刚度法更加适用于硬脆性岩石的变形分析,可以准确剔除试样接触应变并获得更准确的各阶段应变,特别是裂隙闭合应变,可以作为评价岩石内裂隙密度的定量参数。     

东秦岭回龙湾强应变带及其地质意义

东秦岭二郎坪群和石界河群之间发现了一条强应变带（称之为回龙湾强应变带）呈ＮＮＷ－ＳＳＥ向延伸,面理置换强烈,韧性剪切变形特征明显,糜棱岩发育。该强应变带的发现表明,二郎坪群和石界河群之间既非不整合接触,也不是整合接触,而是断层接触关系,结合原岩建造,沉积环境和变质作用特征,作者认为二郎坪群和石界河群之间并非简单的地层学上下关系,而是两上近乎同时异地的变质地质体。     

地裂缝与斜交地铁隧道动力相互作用试验研究

通过进行地裂缝与斜交地铁隧道的物理模型试验,研究地铁列车荷载作用下地裂缝与斜交马蹄形地铁隧道的动力相互作用特性。试验结果表明:地铁行驶产生的振动在土层中各个方向传播时会有不同程度的衰减,地裂缝对地铁振动具有阻隔作用;地裂缝附近隧道下方土层的振动要比上部土层强烈;地铁隧道的拱底部位相比拱腰和拱顶部位振动响应更强烈。地裂缝未活动时,隧道底部与土体的接触附加压力较大;地裂缝上盘下降时,位于地裂缝附近的下盘隧道底部和上盘隧道顶部与土体的接触附加压力较大。地裂缝未活动时,激振作用产生的隧道顶部和底部的附加应变均较小;地裂缝上盘下降后,位于上盘的隧道顶部和位于下盘的隧道底部产生负的附加应变,位于下盘的隧道顶部和位于上盘的隧道底部产生正的附加应变,且随上盘下降量的增大,附加应变逐渐变大。     

考虑围岩应变软化及采空区接触的深部煤层底板破坏分析

为研究深部煤层开采底板破坏形态,提出考虑围岩应变软化和采空区接触的FLAC3D有限差分数值方法,以河北开平煤田林西矿2023工作面底板实测导水裂隙带为工程背景,结合朗肯土压力理论定性分析,研究深部煤层底板破坏特征。结果表明:采用应变软化本构关系代替常用摩尔–库伦本构关系能够对围岩塑性破坏后的力学状态更准确表述;采用“应变软化–空–弹性”模型转变的方法,达到模拟采空区顶板垮落后应力传递的效果,弥补了以往煤层开采模拟中采空区垮落后顶底板不接触的固有缺陷;通过采空区顶底板接触与否条件下应力、位移的对比,发现采空区是否接触对数值结果影响巨大,突出考虑采空区接触的必要性;根据模拟结果中塑性剪切应变率的变化,实现了底板滑移面的三维显示,形态为斜向采空区的半包围面状结构;结合朗肯土压力理论将底板塑性区与主动区、过渡区和被动区对应,3个区破坏形式分别为剪切破坏、剪切破坏、拉张与剪切的交互破坏。提出的考虑围岩应变软化及采空区接触的FLAC3D数值方法对煤层开采模拟实现了优化,并可为其他大变形后需考虑接触的工程模拟提供参考。      

含应变软化本构关系的岩-土接触元直剪试验数值模拟

关于含应变软化本构关系的岩-土接触面特性的研究手段较为有限,基于FLAC可实现具有应变软化接触的本构数值分析。利用该模型对接触面直剪试验进行模拟,并对接触单元剪切强度参数演化与剪切应力-位移关系变化特征进行深入研究。模拟结果再现了接触面的渐进性破坏过程及内部剪应力变化特征,研究表明了摩擦角的增减变化主控剪切应力-位移关系曲线的形式特征。     

抗转动特性对颗粒材料分散性失稳的影响研究

对于岩土类的颗粒材料,在特定的应变加载路径下会发生非局部化的失稳现象,此时应力状态处于Mohr-Coulomb屈服面内,试样整体急剧失稳。采用颗粒离散元方法,研究抗转动特性对颗粒材料在等比例应变加载路径下宏、细观力学特性的影响。模拟发现,较为松散的试样更易发生分散性失稳,此时颗粒集合体的应力-应变状态满足Hill材料失稳准则。采用考虑颗粒转动的接触模型进行离散元模拟,通过改变颗粒间接触的转动摩擦系数,从宏观和细观层面分析等比例应变加载路径中颗粒材料的稳定性。颗粒抗转动能力的增强可以降低材料发生分散性失稳的可能性,随着转动摩擦系数的增加,应力路径由应变软化逐渐转为应变硬化,原本会发生分散性失稳的松散颗粒集合体表现出与密实颗粒集合体相似的宏观力学特性;颗粒集合体的内部结构表现出相应的细观作用机制,转动摩擦系数的增加有效地抑制了颗粒转动,虽然降低了颗粒体系的配位数,但增加了颗粒之间的接触力,增强了颗粒体系力链结构的稳定性和各向异性,形成稳定的结构持续抵抗外荷载的施加,从而试样整体不会形成松散的接触状态而失去稳定性。     

颗粒形状对粗粒土剪切变形影响的细观研究

颗粒形状是影响粗粒土密实度、力学与渗流等特性的主要因素之一。为了分析颗粒形状对粗粒土剪切特性的影响,采用离散元法生成4种不同形状的颗粒组,进行粗粒土直剪试验模拟与剪切宏细观响应研究,得出了颗粒形状对剪应力-剪位移、体应变-剪位移的影响,分析了粗粒土剪切应力、应变特性与剪胀特性。通过分析剪切带厚度、颗粒旋转量值、平均接触数、孔隙率及接触力系等宏细观参量的演化规律,研究颗粒形状在宏细观尺度上对粗粒土的影响。研究表明:异形颗粒间的咬合自锁作用大于纯圆颗粒,试样的抗剪强度有随形状系数的减小而增大的趋势。试样颗粒在外荷载作用下发生运动,应变主要表现在颗粒运动剧烈、剪胀幅度较大的剪切带内。颗粒形状系数F减小,试样的初始平均接触数增加,内摩擦角φ增大,剪切带内孔隙率增量越大,剪胀幅度越大。剪切过程中强力链聚集于剪切带内并起骨架作用,随着形状系数的减小,力链长度在0～5所占百分比呈增大趋势;剪切带内强力链的数目随着形状系数的减小而增加,峰值含量在30%～35%之间。     

考虑损伤的平行黏结接触模型开发及其参数影响分析

为研究颗粒细观接触之间的损伤、断裂过程,基于离散元颗粒流程序(PFC^3D),在平行黏结模型的基础之上,引入拉伸损伤变量和剪切损伤变量表征颗粒黏结键的变形、强度及能量演化特征,根据最大应力准则确定黏结键损伤起始判据,通过C++语言编程对该接触模型进行二次开发。对单一黏结键进行拉伸、剪切、弯曲及扭转测试,对比理论计算结果,验证了考虑损伤的平行黏结接触模型的计算精度;建立三维细观离散元模型,模拟砂岩单轴压缩试验和花岗岩三轴试验,表明了该模型的适用性和准确性。在此研究基础之上,对考虑损伤的平行黏结模型进行参数影响分析,结果表明：损伤演化系数对应力-应变全曲线的弹性段范围、峰值应力以及达到峰值应力后的软化速率有显著影响;对比研究了应力-应变曲线在不同阶段黏结键损伤、裂隙萌发、扩展及贯通的演化过程;进一步研究了弹性应变能和耗散能的演化规律,引入了耗散能释放率参数,阐释了损伤演化系数越大应力-应变曲线达到峰值应力后下降速率越快的原因。     

基于载荷试验的土体回弹再压缩变形规律及计算方法

载荷试验成果多用于判断土的变形特性和求得土的变形模量、极限荷载等数据。借助卸荷比、回弹比率、再加荷比、再压缩比率等参数对载荷试验成果中的卸荷及再压缩段的变形特征进行分析,发现其发展变化规律与由固结压缩试验得到的规律一致,载荷试验的特点又恰好弥补了固结压缩试验的一些不足,将其成果应用于回弹再压缩变形的计算中是一种有益的探索性研究。结合工程实例,在固结压缩试验数据处理方法的基础上进行合理改进,将载荷试验成果应用于基坑开挖回弹变形与再压缩沉降的计算,计算结果与原有方法的计算结果、工程实测数据对比分析,验证了该种方法的有效性。现有载荷试验数据也有着明显的不足之处,结合变形计算需要,对载荷试验的试验方法提出了改进性意见,为进一步的研究指出了方向。     

辽东地区硼矿成矿带远景区预测

通过对地层、构造、以往工作、最新找矿成果、主要矿床特征和找矿标志等方面综合分析,预测辽宁硼矿矿带上找矿方向并确定大石桥—岫岩和宽甸黑鱼汀沟—小白菜沟两个远景区。     

中国金矿地质勘查成就和展望

从中国黄金矿产储量和产量的增长，矿床类型的突破，地质科学研究的成果，新技术和新方法应用等方面，概括性总结了新中国成立以来金矿地质勘查工作所取得的成就，对未来的５０年中国黄金的需求，储量变化，资源潜力和找矿方向，以及社会主义市场经济中金矿地质勘查的管理举措等进行了展望。     

北京地区基础地质研究史

北京素有“中国地质工作摇篮”之称,是中国最早开展地质调查的地方,从1863年9月美国学者庞培莱调查京西地质开始,已有150多年的历史。中国学者编写了第一部基础地质专著《北京西山地质志》;民国时期“燕山运动”的提出和“北京猿人”的发现成为影响全国乃至世界的基础地质重大成果;解放后,地质工作者在北京率先实现1∶5万区域地质调查的全覆盖,出版了《北京市区域地质志》和《北京猿人遗址综合研究》;在唐山大地震后,开展北京平原基础地质的综合研究,提升北京区域地质研究程度。北京现在和将来的城市地质调查应立足于基础地质研究。     

北京西山北岭向斜卷入区构造应变场的初步研究

本文通过系统的有限应变测量,用主应变等值线及主应变方向迹线网络的形式,建立了北京西山北岭向斜卷入区的构造应变场;并通过宏观构造分析,证明这个应变场是合应变场,反映四期构动变动。在构造叠加部位,主应变迹线显示异常形态。本文还对应变场的建立方法作了讨论。     

显微构造研究方法在韧性剪切带遥感分析中的应用

通过对东天山地区韧性剪切带宏观构造特征和显微构造特征的对比,证明区域构造和显微构造在几何学和运动学方面具有相似性;进而采用显微构造研究方法,借助遥感技术对该区的韧性剪切带进行了研究。在构造样式、运动指向、位移量方面,研究结果均与前人在同一地区的野外调查及显微鉴定成果基本吻合。因此,一种变形机制下形成的不同尺度的构造形迹,存在高度相关的内在成因联系;对于不同的观察平台,构造尺度的大小是相对的。遥感与显微技术相结合是一种比较实用的新型构造研究方法。     

GPS技术应用于中国地壳运动研究的方法及初步结果

文中主要就中国利用GPS等空间测地资料研究地壳运动、构造变形 ,以及用于地震预测探索方面 ,从方法技术和近年来取得的一些初步结果进行了概要性论述。介绍了利用GPS技术资料研究地壳水平运动速度场、水平应变场、建立地壳运动模型等方法研究的进展。由GPS观测给出的地壳水平运动初步结果表明 :中国大陆现时水平运动在全球参考系中为整体向东 ,并兼有顺时针扭转运动。西部地区构造形变强烈 ,整个青藏块体及其边界带 ,以及新疆西部是应变值最高的区域 ,水平应变场主压应变优势分布方向为近NE向 ,空间差异显著 ,反映了印度板块碰撞推挤和青藏块体强烈构造运动的影响。中国大陆东部水平运动的差异性不显著。强震分布于地壳运动的大小、方向显著变化的区域 ,大地震通常发生在水平剪应变高值区或其边缘 ,尤其是与区域主干断裂的构造活动背景相一致的剪应变率高值区。     

坡缕石晶体化学和成因研究现状与进展

综述了坡缕石(凹凸棒石)矿物晶体化学和成因研究的新进展和存在问题,最新研究表明:坡缕石是分布广泛很有成因意义的标型矿物。还着重介绍了我国坡缕石石棉和苏皖一带坡缕石晶体化学研究以及坡缕石成因研究的新成果和存在问题。     

矿山环境地质与地质环境

介绍了矿山环境地质与矿山地质环境及其关系。论述了矿山环境地质问题分类及其特点，以及矿山环境地质学沿革及发展现状，最后提出了需要加强矿山环境地质研究的主要方面。     

路基土动荷载下力学行为研究进展

从试验研究、模型和本构关系研究两大部分入手,介绍了路基土在动荷载作用下的塑性及回弹行为、安定行为与临界应力水准及其判别、应变速率、固结沉降与固结度、动力本构模型、孔压模型、应变软化、应交硬化等基本特征,对比分析了国内外对路基土动荷载下力学行为研究的最新进展,总结了当前路基土研究中存在的主要问题,并提出了今后研究的发展趋势.