基于复杂网络的岩土颗粒材料分散性失稳先兆研究

岩土颗粒材料在达到Mohr-Coulomb塑性极限之前可能已经发生了没有明显局部损伤的全域准均匀破坏,即分散性失稳。近年来,网络科学工具在颗粒材料环境中的应用为研究其失稳破坏现象提供了有趣新颖的洞见。采用离散单元法对不同初始密实度的颗粒体系进行等体积应变加载路径的数值试验,发现初始状态越松散的颗粒体系越有可能发生分散性失稳;采用网络科学的理论和方法分析颗粒接触网络的拓扑结构特性和演化规律,发现颗粒材料分散性失稳的结构根源是颗粒接触网络完全崩塌。将颗粒体系划分为强、弱接触系统以构建强接触子网络、弱接触子网络和强−弱接触子网络,研究颗粒接触网络及其3个子网络的特征量演化,结果表明：当颗粒材料开始处于不稳定状态时,易受扰动的弱接触系统的部分接触先失效,导致强接触系统失去其稳定支撑作用而降低承载能力。随着加载的继续,系统通过非局部的自组织过程导致接触结构的全面崩塌,最终触发整体分散性失稳。因此,先于整体失稳的部分弱接触的失效,可视为颗粒材料分散性失稳的关键性临界征兆。     

莺歌海盆地黄流组一段限定-非限定朵体构型及其演化

浅海陆架扇是当前海洋沉积研究的前沿.基于三维地震资料、钻测井资料,利用地震相分析和沉积动力学方法,研究限定朵体、非限定朵体的构型、沉积演化及其动力学机制.研究结果表明:(1)陆架盆地浊流沉积体系发育水道—堤岸复合体、限定朵体和非限定朵体3类沉积单元.(2)浊流沉积体系受陆架盆地地形的影响,早期发育限定朵体,晚期发育水道—堤岸复合体、非限定朵体.(3)浊流在陆架盆地坡脚发生水跃,浊流动力学特征(浊流流速、Fr数)的变化——高速、超临界流在水跃后转换为低速、亚临界流,并伴随着浊流活动的侵蚀和沉积活动,导致了限定朵体向非限定朵体的转化.朵体构型及其演化研究对该地区优质储层预测具有重要指导意义.     

红柳沟北镁铁-超镁铁质岩体矿物学特征及矿石成因分析

红柳沟北镁铁-超镁铁质岩体位于柴达木陆块北部的欧龙布鲁克微陆块东北缘,呈岩墙状,出露面积约0.1km~2,由方辉橄榄岩、橄榄二辉岩、含长单辉橄榄岩、橄榄辉长苏长岩、暗色橄榄辉长岩、苏长岩、辉长岩等组成,各岩相带在空间上呈渐变过渡关系。电子探针分析结果显示,岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、普通辉石和斜长石,并且各矿物的结晶温度为1 307~1 122℃。岩体钛铁矿化明显,主要金属矿物为钛铁矿、钛磁铁矿和磁铁矿。利用橄榄石Fo最高值反演出原生岩浆MgO含量为8.49%,FeO含量为10.03%,TiO_2含量为1.63%,为普通玄武质岩浆。通过综合研究各矿物形成的温度和氧逸度条件,认为岩浆从橄榄石结晶到普通辉石结晶,其氧逸度是缓慢升高的,并且氧逸度是控制红柳沟北岩体Ti-Fe氧化物结晶的主要因素。     

基于B-DEM的颗粒聚合体应力计算和破碎路径模拟

结合边界元法和离散元法,提出一种可以进行计算颗粒内部应力和破碎路径的方法。该方法利用离散元法求解颗粒的相互作用和每个颗粒上的荷载。然后利用边界元法计算颗粒的应力分布,为了实现动态平衡,将颗粒的加速度视为恒定大小的体力。但体力导致边界积分方程中出现域积分,故采用直线积分法将域积分转化为边界积分,以保证边界元法降维的优势。为了提高边界元的计算效率,对于几何形状相似的颗粒,以其中一个颗粒作为模板颗粒,只需要计算模板颗粒在局部坐标系中的系数矩阵,其他相似颗粒可以通过局部和全局坐标系之间的映射获得。在得到应力后,基于Hoek-Brown准则来判断颗粒是否破碎。此外,将破坏路径简化为直线,并采用最小二乘法拟合得到破坏路径。     

柴北缘尕秀雅平东和红柳沟北镁铁-超镁铁质岩体锆石U-Pb年龄及其找矿意义

位于柴达木地块北缘构造带内欧龙布鲁克微陆块东缘的2个镁铁-超镁铁质岩体——含Cu-Ni的尕秀雅平东岩体和含Ti-Fe的红柳沟北岩体,前者的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为408.0±1.5Ma,属早泥盆世;后者的SHRIMP锆石U-Pb年龄为418.3±2.8Ma,属晚志留世。区域地质资料研究表明,东昆仑地区、柴北缘在晚志留世—晚泥盆世处于后造山伸展阶段,尕秀雅平东岩体和红柳沟北岩体正是拉张环境下幔源岩浆活动的产物。在东昆仑地区、柴北缘发现的铜镍矿床和铜镍矿点(除夏日哈木有争议外)基本都形成于晚志留世—晚泥盆世。结合区域成矿年代学研究,认为晚志留世—晚泥盆世期间,东昆仑造山带和祁连造山带之间的柴达木地块、欧龙布鲁克微陆块,以及位于这两大造山带内部的微型古陆块区,是形成岩浆铜镍硫化物矿床和钛铁氧化物矿床的有利环境。     

基于分项系数法的重力坝深层抗滑稳定分析

针对基于有限元法的重力坝深层抗滑稳定分析问题,根据工程实际中软弱结构面上的抗剪断摩擦系数和凝聚力变异性不同的特点,在计算中引入滑动面上抗剪断强度参数的分项系数,提出了一种新的应用于重力坝抗滑稳定的有限元计算方法--分项系数有限元法。该方法基于可靠度思想,以达到用极限承载状态时的强度储备系数或超载系数来表征大坝安全度。在已有研究成果的基础上,从坝基渐进破坏过程和破坏机理的角度进一步探讨了非线性有限元法应用于深层抗滑分析应注意的几个关键问题,以及基于分项系数法的深层抗滑稳定分析的安全系数控制标准。研究结果表明,滑动面上的应力分布性态和坝基岩体变形特性对抗滑稳定安全系数有重要影响。与常规刚体极限平衡方法的控制标准相比,分项系数有限元方法可以采用偏低一点的安全系数标准。     

华北强震前地下流体长趋势变化特征及其产生机理的研究

分析了华北地区自1976年以来MS≥6.0地震前地下流体长趋势变化的形态、演化特征。结果表明:地下流体长趋势变化出现时间早、范围广,具有协调性、重复性、迁移性等特性,主要沿构造带迁移,迁移方向为外围向内迁移或内部向外迁移;形态主要为趋势转折、破年变、加速等,其中绝对大多数为趋势转折变化;地下水位分析表明长趋势变化绝大部分呈现为缓慢上升或下降减缓的走势。对比研究了地壳形变与地下流体长趋势变化,发现地壳形变长趋势时间早于地下流体;形变出现张压变化与水位变化有比较密切的关系,即形变绝大部分出现缓慢压性变化或张性减缓变化,水位绝大部分出现缓慢上升或下降减缓变化。最后讨论了强震前地下流体长趋势变化产生的机理:在地震孕育过程初(早)期,构造应力的缓慢增强将使岩体所含裂缝闭合,地壳发生变形,从而改变岩体的空隙率及相应的孔隙压力和渗透率,引起诸如地下流体长趋势动态异常变化;构造应力缓慢增强并向未来震中聚集,造成地下流体长趋势动态异常变化向震中迁移;而深部物质的不断上涌和影响范围增大致使地下流体长趋势动态异常变化向外围迁移。     

基于线粒体DNA控制区高变区的黄河流域光泽黄颡鱼群体遗传学分析

光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)是广泛分布在我国黑龙江至闽江水系的一种中小型经济鱼类。为了解黄河水系光泽黄颡鱼群体遗传变异规律,本研究采用线粒体DNA控制区高变区序列对采自黄河水系光泽黄颡鱼样品进行分析。研究显示:光泽黄颡鱼3个群体的单倍型多样度为0.682 8±0.043 7~0.753 6±0.056 2,核苷酸多样度为0.002 5±0.001 9~0.003 4±0.002 4,整体上呈中等程度的遗传多样性水平。以长须黄颡鱼的3个单倍型为外群,构建了光泽黄颡鱼5个单倍型的邻接关系树,结果显示2种黄颡鱼分别聚为2个分支,2个分支间的净遗传距离为0.109。3个群体间的遗传分化指数FST值为-0.030 2~0.003 8,且统计检验的结果均不显著,表现出较小的遗传分化。动态历史分析结果表明,光泽黄颡鱼表现出经历过近期的瓶颈效应事件。研究结果提示,黄河流域的光泽黄颡鱼在遗传管理上应作为一个管理单元进行管理,中等的遗传多样度及近期有效种群数量的瓶颈效应则提示我们应加大对黄河流域光泽黄颡鱼的保护。     

2016年门源Ms6.4地震前祁连山周边断层活动分析

基于青藏高原东北缘地区最新的跨断层资料,利用时序曲线分析、断层速率合成分析和垂直形变累积率分析等多种方法进行计算,从不同角度和范围提取2016年门源Ms6.4地震震前异常特征,揭示断层活动。结果显示：1）震中距150 km以内多个场地出现了典型的以加速张性变化为主的短期异常,150~300 km内的异常以趋势变化为主;2）祁连山-海原断裂带上异常场地的空间分布表现出由祁连山断裂带中部集中向东迁移至中东部集中的特征,海原断裂上异常有所增多,此类现象与2003年民乐6.1级地震前的现象极其相似;3）祁连山断裂自2014年以来合成速率偏离正常动态值较远,容易积累应变。垂直形变趋势累积率的计算结果显示,地震震中位于形变积累的高值区。     

岷县漳县M_S6.6地震前区域形变场的特征

利用1999—2007、2009—2011年的流动GNSS观测资料和2010.5年以来的连续GNSS观测资料与处理结果,分析了2013年7月岷县漳县MS6.6地震区域水平形变场及其变化。获得的结果显示:①岷县漳县MS6.6地震发生在地壳运动的转折区域内,该区域运动量级较小、水平形变也相对较弱;②发震区带1999—2007年最大主应变为正负应变的过渡带,2009—2011年最小主应变也为正负应变的过渡带,1999—2007年则相对较大;③发震区带最大剪切应变相对较小,同时也是旋剪形变左、右旋的转化区;④连续站的结果显示该地震是在几乎纯逆冲构造活动背景下发生的,同震形变较小,其范围在距震中数十公里的半径内;⑤震前未发现GNSS观测结果中存在短临异常,但存在着趋势性形变亏损异常等。