应力路径对饱和软黏土割线模量的影响

在基坑、隧道开挖等过程中,不同部位的土体会经历不同的应力路径,在不同的应力路径下,土体可能表现出截然不同的静力学特性。同时,在工程实际中,土体的工作应变经常处于小应变范围,而在小应变情况下,土体的静力特性表现出更强的非线性和应力路径依赖性。基于广泛分布于东部地区,并且表现出诸多不良工程特性的软黏土,进行一系列不排水和排水条件下的应力路径静力试验,以研究应力路径对饱和软黏土静力特性,尤其是小应变情况下割线模量的影响。试验结果表明,不管在不排水还是在排水条件下,应力路径都对饱和软黏土的静强度产生巨大的影响,表现为围压增加的加载应力路径增大了静强度,而围压减小的卸载应力路径降低了静强度。同时,应力路径对割线弹性模量产生了更大的影响,围压增加的加载应力路径降低了割线模量,而围压减小的卸载应力路径增大了割线模量。应力路径对割线模量的影响在小应变时表现的更加明显,而这种影响主要原因是应力路径方向改变造成的土体各向异性。     

考虑砂土抗剪强度空间变异性的盾构开挖面稳定性分析

采用传统研究方法对盾构开挖面稳定性的分析多基于土体是均质、各向同性材料的假设,显然与其本身的非均质性相违背。为此,开展了考虑土体抗剪强度参数的空间变异性对盾构开挖面稳定性的影响研究。在随机场理论的基础上,采用协方差矩阵分解法建立了描述砂土内摩擦角空间变异性的三维随机场模型,借助于数值分析软件平台研究了内摩擦角的变异系数、自相关距离对开挖面失稳模式、极限支护应力的影响规律,并采用概率分析法探讨了极限支护应力特征值的选取。结果表明：砂土内摩擦角的空间变异性对开挖面稳定性有重要的影响;随内摩擦角的变异系数的增大,极限支护应力的概率分布离散性越大;开挖面失稳模式与自相关距离的大小密切相关,当自相关距离与隧道直径比较接近时,开挖面可能出现局部失稳;提出了开挖面极限支护应力特征值的概念,并结合失稳概率给出了其初步确定方法。     

大断面切眼主应力差转移规律及支护技术

为解决厚煤层大断面切眼支护难题,选取某煤矿5206切眼为研究对象,采用UDEC模拟研究了切眼宽度为6～10 m的过程中,围岩主应力差、变形、裂隙场的响应特征,结果表明：顶、底、两帮主应力差分布形态均呈浅部逐渐升高、深部降低特征;随着切眼宽增加,顶板主应力差峰值呈先恒定后降低,底板主应力差呈先降低再恒定,而两帮主应力差逐渐升高的趋势;主应力差峰值向深部转移幅度：两帮>顶板>底板。顶板和两帮深部位移曲线呈指数关系向深部递减,而底板深部变形曲线有明显拐点,呈台阶式降低,表面最大位移呈顶板>两帮>底板;围岩裂隙场分3个区：裂隙贯通区、裂隙发育区、微裂隙区,半椭圆状分布,裂隙贯通程度呈中间大于两侧、浅部大于深部。认为：高性能锚杆可以更有效地限制裂隙滑移,双桁架锚索可锚固在顶板肩角无裂隙区和深部预应力叠加区,可有效加强支护顶板,抵消部分主应力差。基于此,提出了高强、高预紧力锚带网和双桁架锚索联合控制技术,支护完成后10 d自稳,顶板累计离层3 mm,顶底板相对移近量125 mm,两帮相对移近量94 mm。     

模糊数学在水化学寻找可地浸铀矿中的应用

利用水化学找铀，有成本低、效率高、速度快等特点，在寻找可地浸砂岩型铀矿也有明显的效果，但是在找铀过程中仅用水化学成份、氡含量、酸碱度和氧化还原电位等数值进行描述，说明它们与铀矿化的关系，这种单一因素不能综合反映与铀矿化的联系程度，以定量评价铀矿化与上述因素的关系，从而影响了水化学找矿的效果，通过模糊数学方法建立数学模型处理水化学数据，巳知可地浸砂岩型铀矿的特征值为参数进行定量评价未知区铀成矿的前景，使该方法成为今后铀矿预测中一种可靠有效的水文地质方法。     

粤中早白垩世亚髻山正长质杂岩体的成分分异及岩石成因

华南的碱性岩浆往往以小岩株形式侵位于早期花岗岩中,指示了伸展拉张的大地构造背景。本文通过对华南代表性的碱性岩体——粤中亚髻山正长质杂岩体不同相带岩石的研究,发现它们可按照岩性和成分的差异划分三组,其成因与岩浆过程和岩浆期后流体作用密切相关。化学成分上,三组的差异体现在:1)Group 1显示最低的Si O2(59.37%~64.10%)、K2O/Na2O(0.70~1.11)、I Sr值(0.70741~0.710032)、t2DM模式年龄(1.0~1.1Ga),最高的Al2O3(17.30%~19.18%)、全碱(K2O+Na2O:11.13%~13.76%)、εNd(t)值(-1.6~-0.9)和碱性-过碱性、准铝质特征;稀土配分曲线呈明显右倾,在原始地幔标准化蛛网图上,表现出Ba、Ti、Sr和P负异常;具有球粒陨石质Nb/Ta比值(平均为19.6)和超球粒陨石值Zr/Hf比值(平均为47.1);2)Group 2显示最高的Ti O2(0.47%~0.49%)、Mg O(0.98%~1.07%)、P2O5(0.15%~0.16%)、K2O/Na2O(2.57~6.69)和中等低的I Sr(0.70845)、εNd(t)值(-7.9~-7.8),具有强过铝质且碱性-钙碱性过渡的特征;稀土配分曲线呈明显右倾,在原始地幔标准化蛛网图上,表现出Nb-Ta、LREE、P和Ti负异常;其Nb/Ta和Zr/Hf比值均近似于平均陆壳(平均值分别为11.6和36.3);3)Group 3具有最低的镁铁质含量、Al2O3(13.00%~13.16%)、εNd(t)值(-8.3)和最高的Si O2(77.50%~76.54%)、I Sr(0.72563)以及与过渡带相似的t2DM模式年龄(1.6Ga),总体显示碱性、强过铝质的特征;稀土配分曲线近似于"海鸥形",Eu异常明显,在原始地幔标准化蛛网图上,显示Ba、Nb、LREE、Sr、P、Ti负异常和Rb、Th、U、Ta、Pb正异常。其Nb/Ta和Zr/Hf比值均远低于平均陆壳(平均值分别为3.0和18.5)。Group 3中锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年获得了2个加权平均年龄,即140.9±1.4Ma(MSWD=2.0)和141.4±0.9Ma(MSWD=1.6),与之前报道的Group 1的形成时代一致,表明它们都是早白垩世同一次岩浆作用的产物。这些成分的差异也体现在岩石成因类型判别上,结果显示Group 1属于A型岩套中典型的A1型亚类,而Group 2和Group 3显示似是而非的类型,比如,Group 2具有A型向I型过渡的特征,Group 3则既具有高演化花岗岩的特征,又类似于铝质A型花岗岩。基于Sr-Nd同位素和主、微量元素成分特征,我们认为亚髻山正长质杂岩体中的Group 1形成自富集的上地幔分异的硅不饱和碱性岩浆,较少陆壳物质混染;Group 2岩石则是硅不饱和碱性岩浆在侵位过程中大比例同化混染了外围的佛冈花岗岩而成;而Group 3岩石则是Group 2岩浆发生长石、钛铁矿、磷灰石等矿物分离结晶后再与富氟流体发生显著的相互作用而形成。因此,杂岩体各组岩石成分的明显差异,是碱性岩浆与围岩同化混染及后期流体改造、分异的结果。这进一步暗示诸多似是而非岩石类型的花岗岩,其岩浆过程及其后的流体交代对于其源区岩浆的地球化学特征的影响不容忽视;而这些过程很可能对于一些碱性火成岩及中酸性岩岩体的成分环带的形成及成矿作用具有至关重要的意义。     

东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世以来构造演化的石英ESR年代学研究

运用α石英热活化ESR定年法对东秦岭—大别造山带南、北缘58件样品进行了研究。结果显示,东秦岭—大别造山带南、北缘ESR年龄范围主要集中在晚白垩世以来(99.2～3.4 Ma)。结合区域地质事实分析,晚白垩世以来,东秦岭—大别造山带南缘的构造演化可划分为73.1～52.3 Ma伸展断陷期、39.1～27.2 Ma伸展-挤压的转换期和22.8～3.4 Ma挤压期;东秦岭—大别造山带北缘的构造演化可划分为89～70.1 Ma挤压隆升期、61.6～43.2 Ma伸展断陷期、37.2～22.6 Ma伸展-挤压的转换期和15.6～3.9 Ma挤压期。东秦岭—大别造山带南缘和北缘新生代构造演化特征基本相同,但是受多种因素控制,东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世的构造演化存在较大差异。ESR测年结果与东秦岭—大别造山带南、北缘已有的地质事实相吻合,验证了ESR测年的可靠性。     

不同煤级煤对H2S气体的吸附差异及吸附模型

为了研究不同煤级煤对H₂S气体的吸附差异及吸附模型,采集新疆气煤,山西潞安瘦煤、晋城无烟煤3个煤样进行了工业分析、煤岩分析和平衡水条件下的等温吸附实验。采用Langmuir,BET,D-R和D-A吸附模型,利用拟合软件对等温吸附实验数据进行了非线性回归拟合,并检验拟合程度。结果表明：煤对H₂S的吸附量随着煤化程度的加深而增加,为第Ⅰ类等温吸附线;其中Langmuir模型的拟合效果最好,n=1的D-A模型的拟合效果次之,BET模型的拟合效果较差,模型对实验数据的拟合效果与吸附模型中参数个数无明显关系;煤吸附H₂S可用单分子层吸附理论来解释。     

长江—黄河上游源区沼泽湿地遥感动态特征及其成因分析

通过两个时像的对比解译、调查验证和研究,表明长江-黄河上游源区20世纪90年代初至21世纪初的10年中,沼泽湿地总体呈减少趋势。由于自然和人为综合因素的长期作用,使本区沼泽湿地处于萎缩状态。