隧道新型恒阻让压装置的工作机制研究

恒阻让压支护是挤压大变形隧道的大变形控制中较为理想的支护形式,现有技术在高承载力、大变形量及荷载稳定3个方面尚难统一。针对这一难题,受启发于金属拉拔工艺,结合钢拱架支护受力特点,自主研发了拉压转换恒阻让压装置,论述了其工作原理,分析了其力学响应规律与特征,并通过室内试验和数值模拟,对其设计参数的影响规律进行了分析,确定了拉压转换恒阻让压装置性能衡量指标。分析表明：（1）拉压转换恒阻让压装置可在压力条件下恒阻变形,将其安装于钢拱架分段接头处,与钢拱架嵌合为一体,即可保证钢拱架的稳定性,提高钢拱架的大变形适应能力,也可为围岩提供恒定的支护力;（2）基于锥角、摩擦系数、让压杆截面收缩率和直径4个设计参数,该装置可实现让压恒阻力和让压量可控,且其荷载稳定性好,可为软岩隧道大变形及支护稳定控制提供重要技术支撑。     

砂砾岩液态CO2破裂机制试验研究

砂砾岩储层一般较为致密,且非均匀性强,常规压裂方法压裂效果不理想。液态CO2（L-CO2）压裂是近年来提出的一种压裂增产手段,压裂效果上具有明显的优势。采用井底岩芯开展不同围压下清水和L-CO2压裂试验,并结合?CT扫描和核磁共振试验,比较两种压裂方式在破裂压力、破裂特征和裂缝分布的差异,深入分析砂砾岩L-CO2压裂的破裂机制。发现相同围压下L-CO2可大幅度降低破裂压力,且增大围压,L-CO2和清水压裂的破裂压力相差越大;?CT扫描显示,L-CO2压裂形成的是不规则的多分支裂缝,与主裂缝共同构成复杂裂缝网络,L-CO2压裂的裂缝体积是远大于清水压裂。核磁共振（NMR）结果发现,L-CO2压裂中破裂以贯通砾石颗粒界面微裂纹的方式为主,剪切激活机制占主导作用,而清水压裂以形成张拉的单一裂缝方式为主。L-CO2压裂获得更好的裂缝网络主要与砂砾岩中砾石颗粒造成的非均匀性有关,并影响着裂缝网络的复杂性。相关的研究成果可为砂砾岩储层改造和增产增效工艺优化提供指导。     

ASTER 立体影像提取DEM的研究

介绍了具有同轨立体测图能力的ASTER传感器观测系统,及其立体影像生成DEM的算法和DEM的编辑方法,展示了ASTER立体影像生产DEM的实验结果,并以试验结果说明,其精度可以满足绘制1：100000～1：250000比例尺地形图要求。     

西昆仑阿卡阿孜山岩体的年代、源区和构造意义

阿卡阿孜山岩体是西昆仑造山带中面积最大的花岗岩侵入体，主要由花岗闪长岩和二长花岗岩组成。对其中花岗闪长岩的黑云母^40Ar/^39Ar定年获得了精确的213Ma的表面年龄。这一结果与较早前根据单颗粒锆石U-Pb法获得的年龄结果在误差范围内一致，表明阿卡阿孜山岩体并非是一个多期次的复式岩基，而是同一次岩浆活动的产物。地球化学研究表明阿卡阿孜山岩体为次铝质－轻微过铝质的钙碱性－高钾钙碱性岩体，尽管花岗闪长岩和二长花岗岩之间存在化学组分上的差异，二均具有轻稀土富集的稀土分布模式和相似的微量元素特征。然而二的初始Sr同位素组成存在一定的差异，表明二长花岗岩并非是花册 长岩分异作用的产物。二的Sr-O的同位素共同构成了负相关，排除了在其形成过程中幔源岩浆介入的可能性，反映其源区为包含长英质组分和基性－超基性组分的增生楔物质。由于增生楔的部分熔融需要较高的能量输入，因而阿卡阿孜山岩体不大可能形成于与消减作用有关的大陆边缘环境。此次的黑云母^40Ar/^39Ar年龄十分接近早前的锆石U－Pb年龄，表明该岩体的冷却速率相当快，应反映一种碰撞后抬升的环境。这种环境的出现表明西昆仑古特提斯洋在晚三叠纪时已经闭合。     

我国离子吸附型稀土矿产科学研究和调查评价新进展

自2011年以来,我国稀土产业跟其他矿种产业类似也经历了大起大落的变化,但离子吸附型稀土矿无论是调查评价还是科学研究都取得了显著进展,理论创新和调查评价方面提出了"8多2高1深"的新认识,即:多类型、多岩性、多时代、多层位、多模式、多标志、多因继承、多相复合、高纬度、高海拔、深勘探;技术上,推广采用了赣南钻,加大了风化壳的勘查深度从而成倍增加了资源潜力,全方位采用了遥感方法,进一步提高了矿政管理的公信度并提供了新的找矿方法,持续采用水化学方法跟踪调查、综合评价了稀土矿山开采的环境效应并为环境治理提供了新的技术手段;实践中,发现了多处稀土靶区和远景区,查证多处大中型矿产地,并在浙江、福建、云南、江西等地实现了"高海拔、高纬度、大深度"的找矿新突破。     

低强高脆岩爆模型材料配比试验研究

深部硬岩隧洞开挖卸荷常诱发高强度岩爆灾害,岩爆已成为影响隧洞工程安全建设的关键问题。物理模型试验作为研究深部隧洞开挖工程的重要手段之一,其材料的性质特征对试验结果影响很大,配制出适合开展岩爆物理模型试验的模型材料是研究的关键。在传统岩爆模型材料研制的基础上,通过引入岩爆倾向性指数和脆性评价指标,采用正交设计法和敏感性分析,开展低强度、高脆性的岩爆模型材料配比试验研究。试验选择石英砂含量、重晶石粉含量、高强石膏与水泥质量比和水含量4个影响因素,每个因素设置5个设计水平,共25组配比方案。每组配比方案均测定模型材料的强度、力学参数、岩爆倾向性指数和脆性评价指标,并研究这些参数和指标随4个影响因素在不同设计水平下的变化规律。最后,针对挑选出的岩爆模型材料,分析讨论了各影响因素与岩爆倾向性、脆性之间的相互关系。试验结果表明：基于岩爆倾向性指数和脆性评价指标,所配制的岩爆模型材料满足物理模型试验要求;配制岩爆模型材料重点要控制重晶石粉和水的含量,并合理调节高强石膏与水泥质量比。     

西昆仑新藏公路北段古-中生代多期次构造-热事件年龄确定

为了建立西昆仑地区构造-热事件序列, 利用40Ar/39Ar同位素分析法对西昆仑新藏公路康西瓦断裂带以北具有代表性的同构造新生变质矿物角闪石、黑云母、绢云母单矿物进行了年龄测定, 得到几个多次出现的年龄值.结合早期该区发育的各类岩脉的侵位年龄综合分析, 认为片麻岩中单矿物黑云母440Ma和(403±6) Ma40Ar/39Ar年龄, 可代表早古生代俯冲变质年龄以及增生过程所持续的时间; 片岩、片麻岩中黑云母, 斜长角闪片岩(基性岩脉) 中单矿物角闪石的40Ar/39Ar年龄为382Ma~84Ma, 代表着该区从早古生代晚期的挤压构造环境转化为引张环境及其所持续的时间; 晚期脆性断裂中云母类矿物178Ma~65Ma的40Ar/39Ar年龄, 代表着该区在挤压走滑构造背景中断裂构造的脉冲式活动及其持续时间.      

用地质雷达数据资料反演二维地下介质的方法

从二维麦克斯韦方程组出发推导出反演介电常数和电导率等二维介质物性参数的反演公式.反演的步骤是: 建立初始猜测模型,利用电磁波时间域有限差分法模拟正演数据,用正演数据与观测数据之间的数据残差建立目标函数,通过引入一个由麦克斯韦方程计算的伴随场,将目标函数对介质参数的导数表示成显式形式,应用最优化理论得出对初始猜测模型的修改,用共轭梯度法迭代,最终得到反演结果.用合成数据反演具有粗糙地表的非导电介质的介电常数,用实验数据同时反演介电常数和电导率,并比较了麦克斯韦方程反演结果与声波方程反演结果、波动方程偏移剖面的差异.     

二氧化碳注入下岩层变形和流体运移分析:(Ⅱ)实例分析

第I部分[1]提出了一个两相流-岩层流固耦合模型,为了应用该模型对超临界二氧化碳注入过程中岩层力学响应和流体运移进行评估,采用Comsol商业程序,提出了相应的数值分析方法。给出了模型参数的确定方法,并采用室内试验数据对模型进行了验证;通过现场的温度和压力条件以及岩层的Van Genuchten参数,确定了二氧化碳的密度和黏度。基于三轴压缩试验、有效应力系数试验和渗透性试验,对力学模型及耦合关系中的参数进行了验证。最后给出一个应用实例,该岩层位于地下680⁷00 m深度,宽度为100 m,分析了不同二氧化碳注入速率下注入压力的演化规律,得到了岩层中孔隙压力、竖向应变和损伤变量的分布,并对二氧化碳的运移规律也进行了分析。研究结果为超临界二氧化碳注入过程中岩层力学响应和流体运移的评估提供了理论基础。     

我国三稀(稀有稀土稀散)矿产资源调查研究成果综述

三稀资源是稀土、稀有和稀散资源的统称,是新一代尖端武器、信息技术、节能环保、医药和医疗设备、高端装备制造、新材料、新能源汽车等所需要的功能材料、结构材料和关键性原料。在国土资源部和中国地质调查局的统一领导和部署下,中国地质科学院矿产资源研究所自2011年组织全国33个单位220余人开展了我国三稀金属资源战略调查工作。在五年时间里,初步建立了全国三稀调查研究的专业队伍,研究分析了国内外三稀资源的分布、产出特征及其开发现状、选冶技术与市场供需状况,编制了稀土矿产地、价格等多项数据库(涵盖全球);在稀土矿山开采和建设用地压覆资源调查等多方面为矿政管理提供了技术支撑和专业服务;在南方离子吸附型稀土开发监管和储量动态估算等技术方面取得了重要进展;在四川甲基卡、福建永定大坪等多个地区取得了重要找矿突破;在三稀成矿规律和赋存状态研究尤其是离子吸附型稀土成矿规律和勘查技术等方面取得了重要的理论创新和方法创新。该项工作提升了我国三稀矿产资源的理论、技术研究水平,为通过矿产地质供给侧调查研究引导我国新兴产业的发展提供了示范。