断裂带上深基坑稳定性分析

在工程地质条件及周边环境复杂的情况下,对深基坑支护的设计及开挖方案应考虑周全,否则会对基坑的支护甚至整个建筑物的施工造成很大的影响。结合断裂带上深基坑支护的工程实践,对该深基坑支护工程的地质条件、滑坡诱发因素、滑坡形成与发展过程等进行系统地研究,结合监测资料,揭示影响此类基坑的稳定性因素。     

中国北方主要中新生代盆地构造沉积气候演化及其成煤、铀意义

中国北方中新生代盆地往往叠加发育煤炭和可地浸砂岩型铀矿。大致以鄂尔多斯-银额盆地为界,中国北方东、西部主要含煤、铀盆地在构造演化、充填历史和成矿年龄等方面均存在明显差异,但不同盆地煤、铀空间配置却表现出相似的"下黑-中灰-上杂"三段式展布规律。为进一步探讨盆地构造、沉积、气候演化规律及其对成煤、铀的制约,在对比分析东、西部盆地动力学机制和典型煤、铀成矿特征的基础上,以盆地成煤、成铀期及期后的构造演化史为主线,总结东、西部盆地中生代古气候演变特征和沉积演化规律,指出中国北方中生代盆地构造、沉积、气候演化的差异是东、西部成煤、成铀差异的主因,但所有含煤、铀盆地均经历了"暖湿气候快速沉降期大可容纳空间湖沼相有机质富集期、温暖-半干旱气候缓慢沉降期小可容纳空间辫状河-辫状河三角洲相有利砂体发育期、干旱-半干旱气候多期次隆升剥蚀成铀期"三段式构造-沉积演化成矿过程。对中国北方中新生代盆地的含铀性评价、铀成矿远景预测具有较好的判别意义。     

节理岩坡中注浆效应的FLAC3D数值分析

通过理论推导,确定了边坡的有效注浆范围;由三维拉格朗日元法(FLAC3D)建立数值计算模型,在有效注浆范围内对弱面进行注浆。对比节理边坡在注浆前后应力场和位移场的变化,结果表明:通过注浆提高了节理面的抗剪强度和抗剪刚度,使岩体的应力场和位移场变得均匀和连续;边坡上缘的拉应力区逐渐消失;坡体内各个部位的位移分叉现象逐渐减少,有利于边坡稳定。     

三峡树坪滑坡动力学的有限元模拟

三峡工程是迄今为止最大的水利工程,对库区滑坡灾害的监测和机制研究一直是重要的研究课题。本文利用Terra SAR-X的强度图进行相关计算,求解出2009年5月20日至8月5日期间三峡树坪滑坡的形变场。该形变场特征和树坪滑坡体的地形特征吻合甚好,位移大小、方向和三峡大学对滑坡体的野外观测结果基本吻合。以此高精度位移场为外部约束,结合野外观测资料对滑坡体介质力学性质进行分类并选取边界条件,利用有限元方法对滑坡活动进行动力学计算模拟。计算过程中对滑坡体的滑动面形状、因降雨引起材料参数变化和三峡水库水位等因素分别反演和调整,得出符合其变形和发展过程的滑坡动力学特征。发现软弱带的物性参数决定滑坡体总体滑动量,滑坡体的物性参数决定位移分布的峰值位置。在确定了滑坡动力学特征之后,进一步讨论降雨和库区水位下降对滑坡产生的贡献权重,得出降雨是树坪滑坡的决定因素。     

中国地带性森林和农田生态系统C-N-P化学计量统计特征

基于中国国家生态系统观测研究网络的7个森林和10个农田生态系统观测研究站的定位调查数据,本文对中国地带性森林和农田生态系统各个组分的碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及其化学计量学特征进行了研究。结果表明：1）森林生态系统各组分的N和P含量大小排序均为叶>凋落物>枝>根>茎>土壤,植被的各器官和凋落物的C含量明显高于土壤C含量。森林生态系统不同组分的C：N和C：P的大小排序均为茎>根>枝>凋落物>叶>土壤;植被的各器官及凋落物的N：P也高于土壤。2）在农田生态系统中,作物各器官的C含量相近,而籽粒的N和P含量明显高于其他组分;各组分C：N、C：P和N：P的大小排序均表现为茎≈叶≈根>籽粒>土壤。3）森林生态系统植被的C：N：P为3582：27：1,土壤的C：N：P为111：8：1;农田生态系统植被的C：N：P为740：15：1,土壤的C：N：P为26：3：1。本研究以地带性生态系统为研究对象,探讨生态系统及其各组分的C-N-P化学计量特征,增加了对生态系统尺度元素化学计量特征的科学认识,为进一步认识中国区域生态系统元素化学计量关系的空间变异规律提供基础数据。     

层状岩质边坡破坏模式及稳定性的数值分析

运用FLAC3D模拟层状岩质边坡的破坏模式,并采用强度折减法分析结构面倾角与稳定性之间的关系。结果表明:①水平层状边坡坡顶变形破坏早于坡面和坡脚,形成拉破坏区。当结构面倾角较小时,顺倾向层状边坡主要发生滑移破坏;当结构面倾角较大时,发生弯折-溃曲破坏。直立层状边坡主要发生弯曲-板间拉裂-塌落破坏。逆倾向层状边坡的破坏形式为对于小倾角为滑移破坏,对于陡倾角为倾倒破坏。②对于顺倾向边坡,整体安全系数随结构面倾角先减小后增大,呈现两头高、中间低的形态,在倾角为30°时安全系数最小;对于逆倾向边坡,曲线呈现增大-减小-增大的态势,并且大部分高于顺倾向边坡曲线,符合实际情况。③所采用的低强度弹塑性单元能够比较真实地模拟软弱结构面的变形。     

深熔过程中熔体成分与锆石行为模拟计算

发生深熔作用是高级变质作用的一个重要特征。深熔过程中产生的熔体可为淡色花岗岩提供潜在的源区;深熔过程中锆石的行为直接影响对变质锆石记年地质意义的理解。在含Zr体系下的相平衡模拟显示泥质成分深熔过程中产生熔体的成分在P-T空间中规律变化。温度升高时熔体Zr/Si值、Zr、FeO、MgO以及CaO等含量明显增加,压力较高时K2O含量也随温度升高而明显增加。Na2O含量随温度升高而降低,但随压力升高而增加。压力升高时Al/Si值显著升高。温度较高时Na/(Na+K)等值线较陡,减压熔融过程不会显著改变熔体Na/(Na+K)值,而升温减压过程以及近等压升温过程都会明显降低熔体Na/(Na+K)值。中压时随温度升高熔体Fe/(Fe+Mg)值缓慢升高,而石榴石的生长发育会迅速降低熔体Fe/(Fe+Mg)值。不同温压条件下对应的固相线熔融、白云母脱水熔融以及黑云母脱水熔融形成的熔体成分具有明显差异。对比模拟熔体成分在P-T空间的演化,喜马拉雅地区电气石淡色花岗岩对应熔体的形成温压条件应低于二云母淡色花岗岩,同类型淡色花岗岩之间在形成条件上也可能存在一定差异,并经历了差异性演化过程。含Zr体系下的相平衡关系显示进变过程是消耗锆石的过程,因而在进变过程中变质锆石难以生长,发生深熔作用的岩石中的变质锆石主要在退变过程中形成并记录退变质年龄。熔体丢失相关模拟显示不同温度阶段发生熔体丢失对锆石稳定性的影响不同。温度较低时Zr含量较少的熔体丢失会扩大持续进变过程中锆石的稳定范围,而温度较高时富Zr熔体的丢失会降低持续进变过程中锆石的稳定温度。类似于分离熔融作用的过程最利于残留相中剩余锆石在持续进变过程中的保存。     

酒西盆地中新生代碎屑组分特征及指示意义

通过岩石碎屑成分分析,研究酒西盆地砂砾岩储集层沉积碎屑成分特征对物源属性、盆-山格局演化及油气成藏特征的指示意义。研究表明,酒西盆地下白垩统下沟组砂岩成分成熟度低,物源构造属性以再旋回造山带和部分岩浆弧为特征,物源岩石类型主要为中酸性岩浆岩和变质岩(沉积岩碎屑极少),岩石成分及其组合显示盆地东、西部的物源差异明显;古近系白杨河组在岩石成分、岩屑组成上与下白垩统下沟组砂岩有较大不同,显示物源属性的明显改变。物源属性的改变在一定程度上反映构造格局分异、盆-山格局的演变历程,控制了酒西盆地内油气富集和晚期成藏特征。碎屑成分特征在一定程度上决定了储集层的储集空间类型及裂缝发育规律,值得进一步深入研究。     

Geotechnical properties of 3D-printed transparent granular soil

This paper proposes a 3D-printed transparent granular soil technique based on the contour rotation interpolation method, 3D printing and transparent soil technologies. Laboratory tests, including one-dimensional compression, direct shear and triaxial compression tests, are assessed for mechanical properties of 3D-printed transparent granular soil. The results show that 3D-printed transparent granular soil can be used to consider the effect of shape on macromechanical soil properties, which is an advantage that cannot be achieved by the previously presented transparent soil techniques. Subsequently, a simple model test of rigid flat plate penetration into transparent granular soil is performed. The obtained soil displacements using the PIV technique are compared with the classical shallow strain path method solution. This comparison indicates that the proposed 3D-printed transparent granular soil can capture the soil deformation pattern, although the accuracy needs to be further improved. The proposed 3D-printed transparent granular soil technique could be used for model test that needs to consider the shape of sand particle.

     

辽阳河栏地区辽河群中变质基性熔岩的锆石U-Pb年龄与形成构造背景

在海城－草河口的北辽河群中分布大量变质基性火山岩和基性岩墙,其中辽阳河栏镇南部大石桥组中的基性火山岩保存有良好的枕状构造。这些变质枕状熔岩化学成分上低碱低钾富铁,具有岛弧拉斑玄武岩的特征,岩石稀土和微量元素特征指示变质枕状熔岩形成于与岛弧相关的构造背景,很可能是弧后盆地环境的产物,而非大陆裂谷。锆石年代学研究显示：变质枕状熔岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为（1 869±28） Ma;变辉绿岩墙的形成年龄为（1 828±13） Ma,并有一组~2 080 Ma的捕获锆石年龄;花岗伟晶岩锆石U-Pb年龄为（1 869.7±7.6） Ma。结合岩石的产出状态和前人研究资料:推测变质枕状熔岩形成年龄为~1 880 Ma,可以代表北大石桥组的形成时代;花岗伟晶岩的年龄为~1 860 Ma,可作为造山作用结束的标志;变基性岩墙为~1 830 Ma,可作为后造山伸展张裂的标志。