结构面粗糙度系数与采样精度的关系研究

结构面粗糙度系数（JRC）的获取过程中存在采样精度问题,为了获取合理的JRC值,本文开展了JRC剖面线采样点精度研究。选取3种岩石,每种取10个具有一定粗糙程度的结构面为研究对象,运用三维激光扫描技术获取结构面几何形貌特征并进行数字化处理。在此基础上,提取结构面选定剖面线的起伏信息,利用分形理论计算不同采样点间隔条件下剖面线的JRC值,分析JRC取值中存在的采样点间隔效应,并研究其影响因素。结果发现:JRC值受剖面线采样点间隔影响,当采样点间隔小于临界间隔值时,JRC值基本保持不变;当间隔大于临界间隔值时JRC值出现波动。采样点临界间隔值与结构面粗糙程度相关,与JRC值呈负指数函数关系,并且其关系受岩石类型影响,岩石颗粒越小两者拟合度越高。综合3种岩石得到JRC值与采样点临界间隔值关系服从y=1.8314e-0.067x的函数分布,可以此为依据进行采样点临界间隔定量取值,来消除间隔效应对JRC值的影响。该项研究成果可为结构面粗糙信息采集提供科学的方法,通过选取合理的采样点数量,保证结构面信息采集工作效率和JRC值计算精度。     

坡面泥石流活动与降水之间的关系初探——以重庆北碚地区为例

文章从坡面泥石流的形成条件入手,结合重庆北碚地区地质地貌和气象条件,分析了该地区从1962～2003年发生的坡面泥石流的数据及降雨资料,认为在该区域,降水是诱发坡面泥石流的决定性因素.通过对具体坡面泥石流事例的分析,认为坡面泥石流的发生与前期降雨量和短历时雨强关系密切,前期降雨量对泥石流形成的贡献比较大,短历时雨强主要起到激发作用,当短历时雨强指数＞550时,应发出泥石流危险警报.最后利用发生坡面泥石流前3日累计降雨量和当日前期降雨量,得出了该区域降水诱发坡面泥石流的临界雨量方程.     

软弱结构面剪切蠕变特性与含水率关系研究

软弱结构面往往控制着岩体的蠕变变形,含水率又是影响软弱结构面蠕变特性的重要因素,通过开展不同含水率条件下砂岩软弱结构面剪切蠕变试验,得到了不同含水率条件下剪切蠕变曲线,并考虑加载历史对试验曲线进行了修正。在此基础上,通过模型辨识选取Burgers模型描述砂岩软弱结构面蠕变的黏弹性特性。分析了含水率对砂岩软弱结构面剪切蠕变特性的影响,并对含水率影响软弱结构面剪切蠕变特性的机制进行了探讨。     

基于直剪试验的岩体结构面表面温度与粗糙度关系研究

大型岩质滑坡往往伴随热效应, 热效应引起的摩擦系数降低可以用来解释高速远程现象。为了研究岩体结构面剪切破坏后表面热量产生特征, 首先, 分别利用红外热成像仪和三维激光扫描仪对直剪试验破坏后的结构面表面进行拍摄与扫描, 得到其表面温度分布与精细几何信息。然后, 利用数学统计方法获取剪切破坏后结构面表面温度分布情况; 利用改进的2D divider方法获得结构面表面三维模型的分形维数, 进行粗糙度评价。最后, 结合直剪试验正向应力数据, 分析岩体结构面剪切破坏后表面平均温度与其所受正应力以及粗糙程度两参数之间的拟合关系。结果显示:滑坡启程阶段(低速剪切)破坏中(1)岩体结构面表面粗糙程度影响剪切过程中热量的产生, 表面越粗糙, 产生的热量越多, 并且热量主要集中在结构面表面凸起部位; (2)岩体结构面所承受的正压力影响剪切过程中热量的产生, 正应力越大, 产生的热量越多; (3)岩体结构面表面粗糙度对剪切破坏热量产生的影响较所受正应力略大。研究成果为大型岩质滑坡破坏过程中的能量研究提供了技术参数与理论支持。     

东天山中段晚古生代面状剪切带形成机制与金成矿关系研究

东天山晚古生代康古尔塔格构造—金矿带的中段南带开展构造控矿研究,为区域金矿定位预测与勘探提供依据。采用区域构造分析和构造解析方法,在雅满苏北部厘定出一类已发生变形改造的大型面状脆韧性—韧性剪切带,构造恢复表明,其形成于晚古生代造山早期向北的分层剪切或低角度逆冲剪切(S₁//S₀)作用,并作为区域金矿的一级控矿构造而成为俯冲带深源成矿流体向上运移成矿的主通道。在造山过程中递进变形的分层剪切或低角度逆冲剪切晚期、向南北向横向缩短转换阶段,伴随区域抬升和断褶作用,拆离剪切带分支断裂开始成生并向上突破,导致封闭在拆离带内运移的深源含矿流体以断层阀方式分流排泄,成矿流体沿分支断裂向上运移,在断裂上盘或上盘背斜枢纽处的低序次的断裂、破裂中聚集卸载,形成充填石英脉和交代蚀变岩型(造山型)金矿,并有时限为276.5±2.9Ma的石英闪长斑岩侵入产出;晚期褶皱、断裂等叠加构造则对矿床(体)破坏、改造及保存起了重要作用。     

东天山中段晚古生代面状剪切带形成机制与金成矿关系研究

东天山晚古生代康古尔塔格构造—金矿带的中段南带开展构造控矿研究,为区域金矿定位预测与勘探提供依据。采用区域构造分析和构造解析方法,在雅满苏北部厘定出一类已发生变形改造的大型面状脆韧性—韧性剪切带,构造恢复表明,其形成于晚古生代造山早期向北的分层剪切或低角度逆冲剪切（S1//S0）作用,并作为区域金矿的一级控矿构造而成为俯冲带深源成矿流体向上运移成矿的主通道。在造山过程中递进变形的分层剪切或低角度逆冲剪切晚期、向南北向横向缩短转换阶段,伴随区域抬升和断褶作用,拆离剪切带分支断裂开始成生并向上突破,导致封闭在拆离带内运移的深源含矿流体以断层阀方式分流排泄,成矿流体沿分支断裂向上运移,在断裂上盘或上盘背斜枢纽处的低序次的断裂、破裂中聚集卸载,形成充填石英脉和交代蚀变岩型（造山型）金矿,并有时限为276. 5±2. 9Ma的石英闪长斑岩侵入产出;晚期褶皱、断裂等叠加构造则对矿床（体）破坏、改造及保存起了重要作用。     

白龙江流域不同降雨侵蚀力模型对比研究

降雨侵蚀力不仅是评价土壤流失、输沙量和水质模型的重要参数,也是气候环境变化模拟中的重要参量。基于白龙江流域5个气象站点逐日降雨观测资料,利用Renard等8个降雨侵蚀力模型分别计算白龙江流域降雨侵蚀力,并分析各模型之间的差异。结果表明Renard-Lo年降雨侵蚀力模型误差最大为76.2%,周伏建月降雨侵蚀力模型误差最小为2.1%,月降雨侵蚀力模型计算结果在白龙江流域优于年雨量和日雨量模型结果。白龙江流域年平均侵蚀性降雨占年降雨量的34.5%~46.0%。年降雨量与年平均降雨侵蚀力之间呈现高度相关,可以用幂函数拟合,各站相关系数均超过0.98。     

1970～2014年长江流域极端降水过程的时空变化研究

基于长江流域131个气象站数据,利用Mann-Kendall非参数检验、主成分分析及R/S分析等方法分析了长江流域极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)主要强降水指数变化均呈现增加趋势。20世纪70年代主要极端降水指数呈持续下降趋势,20世纪80年代、90年代和2000年以后降水指数变化趋势年代差异增大,稳定性差。(2)强降水在太湖流域、鄱阳湖流域大部分地区和洞庭湖流域的下游地区呈显著增加。(3)除了弱降水指数外,各极端降水指数之间具有显著的相关性。(4)长江流域降水的主要特点在于弱降水变化不显著,强降水变化幅度较大,降水过程不稳定,容易发生洪涝灾害。     

长江源区典型流域积雪年变化及其与气温、降水的关系

对长江源区冬克玛底河流域2005年1月-2006年9月积雪空间分布特征、雪盖变化进行了分析,探讨了2005年暖季(5~9月)积雪覆盖与同期气温和降水量之间的关系.结果表明:积雪主要分布在河谷两侧的山坡、山顶、冰川前沿和冰川上,宽广平坦的河谷积雪很少;在暖季,流域降水多、气温较高,积雪主要分布在冰川区.作为一种特殊的下垫面,沼泽化草甸和冻土丘对积雪分布也有较大的影响.从两年的积雪覆盖率变化来看,在降雪少而气温低的1~4月积雪覆盖率变化剧烈;5月份降雪增多,但由于气温也在逐步回升,使得积雪覆盖率还是变化剧烈;10~11月降雪较多而且气温较低使得积雪覆盖率保持在80%以上的覆盖水平;6~8月因气温和地温较高,尽管降水多以固态形式降落,但在地面保留的时间极短,故积雪覆盖面积较小.在暖季(5~9月)降水对积雪覆盖的影响微弱,而温度是流域积雪覆盖变化的主要影响因素.     

基于流域面积～高程关系曲线的洪峰传播历时计算方法及其在长江流域的应用

流域内洪峰传播过程与流域的一些统计特性相关。本文基于重力驱动原理和流域面积~高程关系曲线,计算长江流域内洪峰传播历时。研究结果表明:由曲线法计算得到的长江流域53个子流域的洪峰传播历时与流域特征明显相关,曲线法计算值与经验公式计算值之间呈线性关系,通过线性转化可方便、快速地得到流域洪峰转播时间值。此方法可用于研究流域地貌与水文响应的关系及洪水快速预报。     

长江中下游地区怀宁盆地侵入岩的锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究

怀宁盆地是长江中下游地区晚中生代发育的一系列断陷型火山岩盆地中的一个,盆地内以发育橄榄安粗质的火山岩为特色。本次主要选取该盆地内研究程度相对薄弱且具代表性的宋家和史家岩体首次开展了系统的锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素测定。测年结果显示,宋家和史家岩体分别形成于128.5±1.6 Ma和126.8±1.2 Ma,与该盆地内火山岩系(122~132 Ma)几乎同期,都为早白垩世岩浆活动的产物,对应于中国东部岩石圈伸展减薄的高峰期,表明怀宁盆地内火山-侵入岩即形成于该地球动力学背景下。相关的锆石εHf(t)值分别介于–12.6~–6.0和–12.4~–4.7,二阶段模式年龄分别介于1576~1979 Ma和1475~1961 Ma,这与长江中下游地区橄榄安粗质中基性岩石的锆石Hf同位素组成基本一致。结合区域资料,我们认为怀宁盆地内宋家和史家岩体形成可能与富集幔源岩浆与下地壳物质(类似董岭群)的混合作用有关。     

长江江苏段流域地貌系统及其优化决策问题

结合长江流域江苏段进行流域地貌系统的分析介绍,运用现代流域地貌系统理论进行简要论述,提出本地长江流域地貌系统的优化决策问题,为长江流域地质灾害的治理、国民经济建设提供科学依据     

考虑不确定性的长江流域极值降水指标时空变异分析

降低不确定性影响是进行极值降水事件时空变异合理分析的前提。基于6种大气环流模式的输出结果,采用分位数映射校正方法和多模式集合平均方法降低不确定性影响,分析了长江流域极值降水指标的时空变异规律。结果表明:原始的气候模式输出结果具有较大的不确定性,必须对其进行定量分析和采取适当有效的措施进行缓解。5个极值降水指标总体上相对于基准期均增加,最大增幅10%左右。仅个别区域的极值降水指标显示出变异的时间一致性,而空间变异在相同情景和时段上差别明显。     

长江流域沿江镉异常源追踪与定量评估的研究框架

Cd属于积蓄性有毒元素,引起慢性中毒的潜伏期可达10~30 年之久。中国正在进行的多目标地球化学调查成果显示,长江流域存在全流域的Cd异常。对长江上、中、下游冲洪积物中Cd质量分数的初步研究,发现长江流域Cd异常以自然风化作用为主。针对长江流域Cd异常的特点,在统一技术规范的基础上采用枯、丰水期悬浮物测量技术、河漫滩/泛滥平原沉积物沉积柱分层采样技术,同位素测年技术来建立长江各支流Cd输入通量的时空变化模型和定量评估方法,估算长江各支流的Cd输入通量,使分散于沿江各省的区域地球化学评价置于同一平台,从而为全面研究长江流域Cd异常的形成机理创造条件。     

下扬子地区沿江前陆盆地形成的构造控制

华北板块与扬子板块沿大别－胶南造山带的陆－陆碰撞使造 山带侧的扬子板块成为前陆变形带,并在其上发育了沿江前陆盆地。沿江前陆盆地初始继承性发育于下扬子区海退末期残留的陷区,随后于黄马青期受北界滁河断裂与南界江南断裂的对冲控制而成为双向压隐型盆地。