结构面剪切强度参数三维分形估算

现有结构面剪切强度参数经验估算公式多建立在结构面形态二维描述基础上,对结构面形态的三维特征考虑不够。作者自行研制了结构面形态三维量测设备,对结构面表面形态进行三维量测,将量测结果与分形理论相结合,采用分形维数表征结构面三维形态特征。在对大量硬性结构面剪切试验结果及表面形态描述结果进行统计分析的基础上,提出将JRC-JCS估算公式中的JRC用分形维数的表达式替换,进而建立了基于结构面表面形态三维分形表述的剪切强度估算公式:τ=σntg[(6.12D-13.53)lg ((JCS)/σ_n)+φb]。实际应用结果表明,改进后的估算方法能得到令人满意的结构面剪切强度参数。     

岩石结构面的表面形态特征研究

本文用理论分析和数值模拟方法对具有不同粗糙度和起伏度的岩石结构面的形态特征作了定量研究, 着重研究了结构面表面形态参数与基本形态特征参数的关系, 并研究了它们的采样效应。得到了一系列在建立表面形态参数与物理量相互关系时对合理选用表面形态参数有重要意义的结果, 并可为选取合理的采样间隔和最小采样长度提供依据。     

一种新型粗糙节理面随机强度模型及其应用

天然岩体在长期地质作用下会生成各种节理裂隙等不连续面,而地下工程结构的稳定性一般取决于这些不连续面的强度。在众多因素中,表面形态对岩石节理面剪切强度具有决定性影响。为了系统研究岩石节理面剪切强度的确定方法,把岩石节理面概化为一系列高度不同的微长方体凸起组成的粗糙表面结构,且微长方体凸起有剪胀破坏和非剪胀破坏两种模式。综合微长方体凸起破坏规律,应用概率密度函数描述节理面表面起伏分布的影响,建立了粗糙节理面随机强度模型,推导了节理面剪切强度理论公式,提出了节理面强度的随机评价方法。基于随机强度模型和评价方法编制Matlab计算程序计算自然粗糙节理面的剪切强度,并将计算结果与试验结果进行比较分析。研究表明:粗糙节理面随机强度模型综合了粗糙节理面表面形态和法向应力对节理剪切强度的影响机制,理论计算值与试验数据吻合良好,可以较好的评价粗糙节理的峰值剪切强度和残余剪切强度。该随机模型可作为进一步深入研究的重要基础,分析结构面的连续剪切过程,建立更完善的节理面强度模型。     

岩石断裂表面的分形模拟

根据岩石断裂表面粗糙度所具有的统计自仿射分形的特征,提出了改进的自仿射分形插值的概念。运用改进的自仿射分形插值方法,根据实测岩石断裂表面粗糙度数据,对岩石断裂表面粗糙形态进行了分形模拟,给出了二元分形插值数学模型。将以不同数量的观测数据模拟出的插值曲面与实际测量的岩石断裂表面相比较,得出了不同数量信息点的模拟精度,它们之间的关系曲线显示为幂函数关系的规律。这就意味着不仅可以得到模拟结果,还可以得到模拟结果的估计精度。运用少量已知数据值,模拟出未知曲面,给出了由局部模拟整体的方法这对于根据少量数据研究、模拟和直观显示复杂物体的几何形态,如地形地貌、断层表面和材料裂隙表面,具有重要的应用意义。     

用自然伽玛曲线与岩石粒序关系解释沉积相

分析了三角洲相的自然伽测井曲线与岩石粒度的相关关系，并应用数学处理方法，对自然伽至测井曲线形态特征进行了量化，建立起与各种沉积相相对应的测井曲线形态标准特征模式，利用计算机自动解释沉积相类型。     

华北地区三类岩石圈的壳幔岩石学结构与化学结构及其大陆动力学意义

根据地质和地球物理特征表现出的岩石圈不连续，华北地区可区分出鄂尔多斯克拉通型、燕山-太行造山带型和华北平原裂谷型三类岩石圈。依据岩石学方法、壳幔演化模型、造山带形成过程以及地震波速与岩石化学成分之间的关系，建立了华北地区三类型岩石圈的壳幔岩石学结构和化学结构，讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质结构、地壳和岩石圈地幔厚度的地质含义、岩石圈不连续在划分岩石圈单元中的作用及不同类型岩石圈形成的大陆动力学意义。     

碧口群的层序及时代

碧口群是一套发生在台地与裂谷之间的裂谷边缘型沉，各类岩石之间具有规律性的相变特征，按岩石类型及组合特征可划分为７个组级岩石地层单位。根据该群不整合在志留纪茂县群或水晶组之上，被中泥分统一石炭略阳组连续沉积覆盖，以及自身所产化石，将其时代确定为早一中泥盆世。     

不连续面的分形维数及其在渗流分析中的应用

本文根据岩体的地质特征和赋存环境，论述了不连续面的分形性质及影响因素，统计归纳了已有不连续面的分形维数与粗糙度系数的关系，建议用倾斜试验估计分形维数。最后，探讨了不连续面形态的分形模拟和开度分析方法及在不连续面渗流分析中的应用。     

广西崇左—东罗测区化学地层特征

文章阐述了崇左－东罗测区化学地层特征，表明了化学地层是岩石地层重要组成部分，同时区域性断裂影响了岩石内元素含量变化。     

华北陆块北缘印支期S型花岗岩带特征及其构造环境

华北陆块北缘内蒙古中部地区分布着大量近东西向展布的印支期花岗岩，形成一条规模巨大的复式花岗岩带。岩石类型主要为斑状黑云二长花岗岩、钾长花岗岩，1：5万区调同位素测年获得207～227Ma的一系列锆石U—Pb表面年龄，岩相学和岩石地球化学研究显示其具有S型花岗岩特征，表明其形成于碰撞后构造环境，并不是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山作用的产物。     

不连续面渗流与变形耦合的机理研究

本文化述了不连续面渗流与变形耦合的复杂机理，指出了不面的渗透系数不仅与变形量有关，而且还与面积接触率、所处的状态以及地质特征等因素有关，还介绍了不连续面渗流与变形耦合的数值模拟结果。     

关于岩石导热性野外测定方法的研究

导热系数是岩石重要的物理参数之一，其在地热能开发及岩土热工程应用中有着重要意义.目前的测试方法需要将岩样采回实验室进行表面加工，运输和加工过程会破坏岩石结构和影响含水率等，不仅测试工艺复杂，而且导致测试结果不准确.本研究提出一种现场获取岩石导热系数的新方法.利用导热耦合剂填充岩石表面与探头之间的接触面，减小测试过程中的接触热阻，辅助热物性测试仪器来开展野外导热系数测试工作.通过配制不同导热硅脂与不同铜粉掺量充分混合的导热耦合剂进行对比实验，确定导热耦合剂的最优配比.实验表明，导热耦合剂的涂抹能有效地减小探头与岩石表面的接触热阻，提高测试精度，且导热耦合剂本身对岩石的导热系数影响甚微.研究成果可为野外准确便捷地获得岩石导热系数提供参考.     

基于三维扫描与打印的岩体自然结构面试样制作方法与剪切试验验证

无法大量制作表面形态完全一致的含自然结构面的剪切试样一直是困扰岩石结构面力学试验深入研究的难题之一。借助最新发展的3D打印和表面快速扫描技术,提出了岩石自然结构面试样制作新方法。该方法采用三维扫描仪获得岩石自然结构面表面形态的高精度点云数据,然后通过逆向工程软件重构自然结构面的表面形态和含自然结构面的虚拟剪切模型,进而通过3D打印技术制作含自然结构面的PLA（绿色环保材料聚乳酸）塑材模具,最后借助PLA结构面模具在制样盒内通过相似材料浇筑成型出剪切试样,从而实现批量制作结构面形貌完全一致的相似材料结构面剪切试样,满足多种组合试样方案下岩石自然结构面的深入分析。采用这一方法针对3种岩石自然结构面进行了批量制作和剪切试验测试表明：（1）浇筑制作成试样的结构面表面高程与原始结构面高程之间的误差分析显示,岩石自然结构面可以高精度地复制到剪切试样中;（2）相同剪切试验条件下多个剪切试样的剪切位移-剪切力曲线的重合度非常高,表明制作的结构面剪切样的一致性好且试验结果离散性小;（3）通过剪切结构面试样在剪切前后的表面形态扫描分析发现,相同试验条件下自然结构面的剪切破坏形态具有非均匀性。     

北祁连措龙沟地区辉长岩地球化学特征及构造环境探讨

基性侵入岩代表了陆壳伸展裂解事件,可为大陆再造及造山作用过程的动力学研究提供时间约束。笔者对措龙沟地区辉长岩利用LA-ICP-MS方法进行了锆石U-Pb同位素测年获得(675±31)Ma年龄值,表明辉长岩侵位于早震旦世。岩石主量元素特征反映出明显的贫碱富镁特征;岩石稀土总量较低,大部分样品∑REE在10.19×10~(-6)～21.71×10~(-6),少部分岩石反映轻稀土微弱富集,大部分反映轻重稀土分馏不明显,δEu在1.39～2.46,均大于1,具Eu正异常特征,Sm/Nd=0.26～0.41,辉长岩与地幔源区岩浆成分相一致。结合构造环境判别图解可知,本区辉长岩应为大陆或陆缘初始裂谷环境下的产物。     

层序地层学在区域地质调查中的应用

在四川北部广元地区1：5万区域地质调查填图工作中，应用层序地层理论和方法，对测区古生代一中生代海相沉积地层进行了详细划分，利用层序地层对岩石地层单位界线进行了优化，从而提高了测区地层划分对比的精度和预测地质体的能力，使岩石地层单位的划分更为合理。建立了测区岩石地层单位，并论述了层序地层与岩石地层的相关性，提出了层序地层在沉积岩区1：5万区调地质图面的表达方式。     

多孔结构矿物（岩石）及其环境修复材料的实用性

具有多孔结构的矿物(岩石)作为一类特殊的工业原材料，在环境修复领域的应用前景正在成为研究热点。本文从微孔的尺度、结构、形态、成分等表面固体特征出发，概括性地论述了凹凸棒石、海泡石、蒙脱石、沸石、硅藻土等十几种多孔结构矿物(岩石)在环境修复工程中用作过滤材料、吸附剂、离子交换剂和催化剂等材料时的基本特征和使用时应注意的问题。     

岩石热物理性质的研究进展及发展趋势

岩石热物理性质的基础研究大致经历了4个阶段,已广泛应用于岩石圈热结构、沉积盆地热演化史、岩土工程、地热等领域,近年来在油气领域的科学问题上备受关注。在归纳总结岩石热物理性质当前研究进展的基础上,对未来的发展趋势进行了展望。热导率是表征岩石热物理性质最重要的参数,其获取方法以室内实验室测量为主,测量方法有稳态法和非稳态法两大类。此外还发展了一些基于圆柱形热源探管、圆盘形热源探管、球形热源探管的原位点测方法和基于数理统计的预测方法和模型。学者们通过大量实验探讨了岩石热导率参数与其他物理性质之间的内在关系,并以火山岩、碳酸盐岩、碎屑岩等常见岩石实验结果验证其存在的一般规律。研究表明岩石的热导率受多种因素影响,岩石学特征是其中最重要的因素,孔隙度、含流体性质、声学特性也与之密切相关,同时会受到温度、压力、各向异性的影响。纵观岩石热物理性质的研究现状,认为在油气领域有以下发展趋势:首先,页岩气作为目前油气勘探的热点,其形成机理和成藏过程受页岩热物理性质的控制,但页岩热导率与有机孔、有机碳含量、含气量、可压裂特征间的关系还未可知,因此探索含气页岩的热物理性质是一大研究方向。其次,大数据研究是大势所趋,尽管岩石热学参数的数据库在不断扩大,但要想得到准确的岩石原位热导率大数据库,在井中完成热导率原位连续测量则是最好的方法。因此发展基于岩石热物理性质的测井方法原理和仪器研究是另一大发展趋势。     

广西弄岗自然保护区生物岩溶显微形态之发育特征

生物岩溶显微形态是显微生物体直接对碳酸盐岩钻孔溶蚀的产物，生物作用在岩石表面留下的显微形态可分为：１．单形形态包括（１）球状钻孔状态，由球状生物体（组织），如（球状藻细胞，球状地衣子实体等对岩石进行钻孔溶蚀而成，（２）丝状钻孔形态，由丝状藻体，球状藻体，丝状真菌苔藓假根对岩石进行生物物理，生物化学作用而形成。（３）栅栏状，蠕虫状显微钻孔形态，由异层地衣体共生球状藻形成。２．组合形态组合形态是单体形     

碧口群的层序及时代

碧口群是一套发生在台地与裂谷之间的裂谷边缘型沉积，各类岩石之间具有规律性的相变特征，按岩石类型及组合特征可划分为７个组级岩石地层单位。根据该群不整合在志留纪茂县群或水晶组之上，被中泥盆统—石炭系略阳组连续沉积覆盖，以及自身所产化石（Ａｍｐｈｉｓｉｔｅｓｐｕｌｃｈｅｒ，Ｂａｉｒｄｉａｓｐ．，Ｄｅｓｑｕａｍａｔｉａｓｐ．，Ｓｃｈｉｚｏｐｈｏｒｉａｓｐ．等），将其时代确定为早—中泥盆世。     

对《冀北兰城子-蔡家营子-带红旗营子群的Sm-Nd同位素年龄及其地质意义》^[1]的商榷

指出了《冀北兰城子-蔡家营子-带红旗营子群的Sm-Nd同位素年龄及其地质意义》一文中有违地质学原理和同位素测年方法及解释方面的不当之处。在列举变质作用中流体导致岩石同位素体系再次均一化实例；讨论测年数据的地质意义与地质关系的相互检验和不同测年方法的合理使用问题；深入分析研究红旗营子群内Sm-Nd测年样品的特征之后，认为宜将红旗红旗营子群的生成年代定为新太古代。