蠡县斜坡北段储层流体包裹体特征及成藏时期

饶阳凹陷西部蠡县斜坡是在前古近纪古隆起上发育起来的继承性宽缓沉积斜坡,沙河街组储层发育烃类和盐水包裹体。通过储层流体包裹体的系统分析和均一温度-精细埋藏史投影,确定蠡县斜坡北段沙一下亚段油气成藏期次和时期,为分析成藏过程及油气分布规律、指导油气勘探提供了依据。蠡县斜坡北段沙一下亚段地质历史时期发生过2期油气充注:发黄绿色荧光的油包裹体均一温度在80～90℃之间,对应的成藏时间在7.5～5.5 Ma之间;发蓝绿色荧光的油包裹体均一温度在105～115℃之间,成藏时间在2～0 Ma之间。      

含顺层断续节理岩质边坡地震作用下的破坏模式与动力响应研究

基于二维颗粒流软件PFC2D的人工合成岩体技术（SRM）,研究了岩桥倾角和节理间距不同组合形式的含顺层断续节理岩质边坡在地震作用下的破坏模式与动力响应规律。研究结果显示：在地震动力作用下,含单潜在滑动面的顺层断续节理岩质边坡呈现出滑移-倾倒的混合破坏特征,含多潜在滑动面的顺层断续节理岩质边坡则主要发生倾倒破坏;由顺层断续节理以及岩桥交替连接所组成的潜在滑动面是控制边坡动力稳定性的关键因素。在地震动力作用下,最靠近坡脚的岩桥段首先萌生翼裂纹,使得拉应力得到释放,随后各节理相继萌生裂纹并扩展、贯通,最终导致坡体发生阶梯状整体失稳。裂纹扩展受顺层断续节理控制,萌生裂纹中以张拉裂纹为主,且裂纹数量与输入地震波的加速度曲线具有同步性。另一方面,节理面的存在对边坡动力响应产生明显影响,沿坡表以及沿水平方向上的峰值速度、峰值位移随着岩桥倾角的增大、节理间距的减小而增大,同时节理间距和岩桥倾角对于峰值加速度（PGA）放大系数的影响范围主要集中在坡表、坡肩;沿竖直方向上,峰值位移随着岩桥倾角、节理间距的增大而减小,PGA放大系数曲线随高程变化总体呈现U型分布特征。     

非均匀岩石介质单轴压缩强度及变形破裂规律的数值模拟

以有限差分法(FDM)为计算框架,利用Weibull分布描述细观单元弹性模量和单轴抗压强度的分布特征,采用弹塑性应变软化本构模型描述细观单元的力学响应,进而建立一种模拟非均匀岩石介质破裂的数值模型。采用该数值模型探讨了单轴压缩时细观均质度m及细观结构对数值试样宏观特性的影响。结果表明,（1）随着细观均质度提高,数值模型的非线性特征逐渐减弱,脆性逐渐增强;宏观峰值强度及弹性模量逐渐增大,峰值强度与lnm呈线性关系,而弹性模量与1/m为线性关系;数值试样表现出由塑性流动破坏至剪切破坏进而为张拉破坏的破坏模式;（2）当细观均质度一定时,细观结构或细观单元空间排列是决定岩石力学行为波动性的主要因素;应力–应变曲线峰前阶段对细观单元的空间排列不敏感,但峰值强度附近及峰后阶段对细观单元的空间排列比较敏感。     

基于MeshPy的3DGIS与三维有限元数值计算无缝耦合方法

3DGIS与有限元数值计算耦合方法及其系统开发,是目前GIS与岩土工程交叉学科的重要研究内容。通过对MeshPy、GRASS GIS、vtkPython以及Scipy等多个开源库的探索与编程实践,以Python为“黏合剂”,构建了GIS与三维有限元数值计算无缝耦合的平台框架。在满足几何形状、Delaunay特性、角度、面积以及体积等约束条件下,通过MeshPy包含的Triangle与TetGen库获得能用于有限元数值计算的三角形与四面体网格,并阐述了限定Delaunay三角化（CDT）节点插入算法与四面体网格质量控制方法。以排土场为例,针对CDT网格建立的地表模型,结合vtkPython封装的模块与算法,提出了根据节点分布位置综合采用线性与三角形重心坐标的插值方法,有效消除了其他插值手段导致的部分地表高程畸变的现象。借助Scipy提供的矩阵运算模块,开发了邓肯-张E-? 模型,给出了采用中点增量法进行非线性求解的算法,并通过对室内大型三轴剪切试验的数值模拟验证了程序的正确性。最后,对准东露天煤矿北部排土场堆排过程开展三维有限元数值计算,结合GRASS GIS对排弃物料高度与厚度空间分布规律的分析结果,对排土场边坡位移变化规律进行初步研究,结果表明,排土场垂直位移与排弃料高度及厚度相关,而最大水平位移则出现在各台阶坡体边缘位置,与实际情况一致。     

谷竹高速公路原状片岩抗剪强度的水敏性研究

为了解鄂西北地区水敏性片岩在水作用下的抗剪强度特性,对取自谷竹高速公路现场的原状片岩试样开展了沿其层理面的室内天然状态直剪试验和饱水状态直剪试验,试验结果表明：水对片岩的抗剪强度和破坏特征影响显著;饱水后片岩与天然状态相比凝聚力降低了36.7%,内摩擦角降低了4.6%,残余凝聚力降低了66.7%,残余内摩擦角降低了11.3%;与天然状态的脆性破坏不同,饱水后片岩破坏时具有明显的延性特征。基于试验结果,探讨了水对片岩抗剪强度参数的弱化机制,利用极限平衡方法计算了谷竹高速公路沿线某边坡的安全系数,进而对该边坡在暴雨或连续降雨工况下的稳定性做出了评价。     

岩体黏弹性蠕变计算的高阶数值流形法研究

数值流形法（numerical manifold method）是一种新型的数值计算方法,已成功应用于岩土工程的诸多领域,但该方法尚未应用于岩土工程蠕变分析。近年来对高阶流形法的研究表明,对复杂的岩土工程问题,使用高阶覆盖函数可明显提高流形法的计算精度。为此,开展了用高阶流形法模拟蠕变的研究,在高阶流形法中引入“时步-初应变”法计算蠕变,以广义开尔文体为基础,推导了相关的计算公式,并编制了相应的计算程序,同时还通过算例,验证了方法的可行性和合理性。结果表明,高阶流形可以方便地与“时步-初应变”法结合用于蠕变计算,可较好地模拟蠕变变形。算例分析表明,在不改变网格密度情况下,仅通过采用高阶覆盖函数,高阶流形法可大幅提高传统流形法的计算精度。     

青海卡而却卡铜多金属矿床蚀变矿化类型及矽卡岩矿物学特征

卡而却卡铜多金属矿床是柴达木盆地南缘西段祁漫塔格地区颇具特色的一个破碎蚀变带热液脉状-矽卡岩型矿床。矿区内可见2类围岩蚀变：矽卡岩化和黄铁绢英岩化。前者由印支期似斑状黑云母二长花岗岩侵位引起,在岩体侵入接触面及外接触带围岩的不同岩性界面、构造破碎薄弱带形成含铜多金属矽卡岩透镜体,由透辉石、钙铁辉石、钙铁（铝）榴石、符山石、硅灰石、方柱石和阳起石等一套十分典型的钙矽卡岩矿物组成;后者在矿区西北部的似斑状黑云母二长花岗岩体中形成多条呈NWW向平行展布的黄铜矿化热液蚀变带,构成断裂破碎带控制的细（网）脉浸染状热液脉型矿化。研究认为：卡而却卡铜多金属矿床的形成与印支期侵位、具有浅成和高侵位特点的似斑状黑云母二长花岗岩关系密切,产出的矽卡岩型铜多金属矿与破碎蚀变带控制的细（网）脉浸染状热液脉型铜矿的成岩成矿年龄基本一致,其构造-岩浆活动背景相同,但属不同阶段、不同深度和不同部位发生成矿作用的产物,形成以接触带（或外接触带）矽卡岩型铜多金属矿为主体的、成矿母岩体内的构造断裂发育部位伴有热液脉状铜矿化的复合型矿床。     

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。     

山东即墨温泉资源开发利用与可开采水量评价

山东即墨温泉是胶东三大氯化物温泉之一,为中氡地热水,具有较高的医用价值。目前温泉可采资源量占总量的56%,开采潜力较高,但由于旅游业的大力发展,大规模开发地热水造成地下水水位从1992年至今水位下降近20 m,矿化度及氯、钠离子变化不大,说明监测井位置海水入侵程度较低。同时,通过计算得出,即墨温泉可利用热能资源量1. 28×1015 J,相当于8. 79×104 t标准煤的热量,地下热水储量为0. 68×108 m3,地下水可采资源量为1075. 31 m3/d。并通过modflow软件模拟开发条件进行评价,提出了月开采量的合理化建议：即每年12月~次年3月开采量为1450 m3/d,4月~6月开采量为450 m3/d,7月~11月开采量为100 m3/d。     

新疆维宝矽卡岩铜铅锌矿床维西矿段矿物学特征

维宝矽卡岩铜铅锌矿床位于新疆与青海两省交界处,大地构造位置属祁漫塔格造山带东段,可以分为维东、主矿段和维西三个矿段。主矿段和维东矿段以铅锌矿化为主,铜矿化很少,而维西矿段铜、铅、锌矿化均较发育。本次我们选取维西矿段的矽卡岩和矿石样品,进行了详细的矿物学研究。根据矿物共生组合、矿石组构以及脉体的穿插关系,可以将维西矿段成矿过程分为4个阶段,即早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段、石英-硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段,其中石英-硫化物阶段是主要的成矿阶段。矽卡岩矿物主要为石榴子石、辉石、绿帘石和角闪石等,硫化物主要为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿和磁黄铁矿等。电子探针分析表明,石榴子石成分以钙铁榴石分子(And=59.00%～97.70%)和钙铝榴石分子(Gro=1.92%～40.42%)为主,为钙铁—钙铝系列石榴子石;辉石主要由透辉石分子(Di=45%～91%)和钙铁辉石分子(Hd=8%～53%)组成,表现在矿物上以透辉石为主,而钙铁辉石数量很少;角闪石成分变化范围比较大,但总体上为透闪石—阳起石系列。综合矿物组合和化学成分特征表明维宝矿床维西矿段矽卡岩为钙矽卡岩。此外,具有环带结构的石榴子石从核部到边部,化学成分表现出有规律的变化,Al2O3含量先上升后下降,FeOT含量则先下降后上升。这表明随着交代作用的进行,成矿流体的pH值不断发生变化,由最初的弱酸性—碱性条件转变为近中性条件,最终又恢复到弱酸性—碱性条件。维西矿段硫化物的金属原子与硫原子的比值大部分都大于理论值,表明它们形成于硫逸度较高的环境。此外,闪锌矿中Fe、Zn含量变化范围比较大,Zn=54.50%～64.75%,Fe=1.15%～10.16%,这种大范围变化指示成矿过程中温度和硫逸度可能发生波动。