地震诱发石碑塬黄土地层液化滑移距离研究

为研究1920年海原地震中石碑塬地区液化滑移灾害的形成机制、滑移特征及滑移距离，对石碑塬液化滑移区进行钻孔勘探、取样以及探槽开挖。分别对钻孔及所取试样进行剪切波速测试及颗粒分析、室内动三轴试验，得出石碑塬液化滑移区地层分布情况、震时液化土体层位以及不同地震烈度条件下砂质黄土层的液化情况。综合分析钻孔勘探、颗粒分析、动三轴试验结果，揭示出海原地震中石碑塬黄土地层液化滑移灾害的形成机制：砂质黄土层液化后在自重应力以及地震力的共同作用下"托浮"第一古土壤层以及上部"粉尘化"的非饱和黄土层沿缓斜坡运动，并利用液化滑移地层滑距公式对滑移距离进行估算，得到结果为223.35 m，与实际情况较为相符。研究结果可为黄土地层液化滑移灾害的预防提供一定的借鉴意义。     

基于反应位移法的复杂软土盾构隧道横断面抗震分析

采用反应位移法,利用ABAQUS软件建立梁-弹簧有限元模型,进行复杂软土场地中盾构隧道横断面抗震分析,并结合天津滨海Z2线软土盾构隧道进行计算。研究表明,在地震作用下,最大弯矩值和剪力值一般出现在拱肩位置,最大轴力值一般出现在拱腰附近;处于复杂地层附近的隧道结构内力值较大,应加强该位置处的抗震构造措施或在选线时尽量避免复杂场地。本文对复杂软土场地中盾构隧道横断面抗震设计具有一定参考价值。     

石膏喀斯特陷落柱的形成及其水文地质意义

华北地区,石炭二叠纪地层内有陷落柱分布,这种现象在世界其它地区是少见的。山西省太原、霍县和阳泉煤田陷落柱最为发育,每平方公里一般有陷落柱0.5—5个。陷落柱横断面一般呈圆形或椭圆形,直径20—200米,高50—500米,由上覆岩层坠落的碎石、砂和土所充填。 自1944年以来,地质学家和水文地质学家普遍认为陷落柱是奥陶系石灰岩溶洞坍陷的产物。这种假说对野外一些地质现象难以解释。作者论证陷落柱形成的过程是:在地下深处,中奥陶系石灰岩中赋存有很厚的硬石膏。地壳不断上升,在地下水的作用下,硬石膏水化变成石膏。体积膨胀了64％的石膏,沿着破碎带的交线挤入上覆的岩层。这种柱状的石膏体不断被地下水溶蚀,上覆岩层塌陷填充形成了陷落柱。 陷落柱除对采矿有影响外,对喀斯特大泉补给、矿坑充水、地下水的人工补给等方面都有重要的意义。     

黄土陡坡降雨冲刷试验及其三维颗粒流流-固耦合模拟

针对坡角为70°的黄土边坡,进行2.7 mm/min降雨强度下的室内坡面冲刷试验。根据边坡冲刷破坏的过程特征,将边坡侵蚀方式演变过程归纳为试验初期的片蚀、中期的细沟侵蚀、到后期的切沟侵蚀和坍塌。试验中坡顶处侵蚀强度大于其他部位,当坡面形成上下贯通的切沟之后,水流开始掏蚀沟槽底部土体,随着冲刷的持续,切沟两侧土体强度降低,坡顶土体发生坍塌。以此为基础利用三维颗粒流软件PFC3D对边坡降雨冲刷过程进行流-固耦合模拟,在模拟颗粒大变形的同时得到颗粒运动轨迹、孔隙率、流体单元内流速等重要参数,这些参数的定量变化过程反映了降雨过程中边坡遭受侵蚀程度及水流侵蚀能力的分布规律:坡顶处侵蚀最为强烈、水流侵蚀能力最强,且两者随高度降低呈减小趋势,与室内试验结果一致。     

考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性研究

针对目前桩基承载特性确定时未考虑桩-土体系渐进变形过程的现状,采用现场试验和理论分析等手段对考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性展开研究。首先,利用现场试验数据对侧阻和端阻的软化特性展开深入探讨,提出了侧阻和端阻软化模型,明确了模型中各参数取值方法,并验证了其合理性。同时,根据提出的侧阻和端阻软化模型,建立了一种可考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性的迭代算法。算例分析表明,计算获得的破坏性单桩承载特性与实测值有较好的一致性,且可反映侧阻和端阻的破坏特性。实际工程中,结合单桩承载特性分析算法,可根据单桩的实际受力特点灵活选用不同形式的侧阻和端阻荷载传递函数来分析不同桩顶荷载水平下的单桩受力特性。     

CCSD在线流体监测捕获的气体地球化学异常与2004年9．3级苏门答腊地震可能的超远程关系

中国大陆科学钻探工程在线流体地球化学监测在2004年12月10至2005年1月10日之间捕获到一段重要的气体地球化学异常。该异常从2004年12月24日晚上11点半开始到12月29日晚上7点半结束,其中在12月26日早上7点半到29日晚7点半这段异常非常特殊,表现出流体地球化学的剧烈变化。具体表现为流体组分从基本上不含Ar、He及N2跳跃到富含Ar、但亏损He和N2。该异常发生在2004年9.3级苏门答腊地震前1个半小时。由于CCSD现场离苏门答腊地震震中距离大于4170公里,大于该地震破裂长度1200公理的3倍,该地震在CCSD现场产生的静态应力变化微乎其微,不足以导致CCSD现场深部岩石或封闭破裂的岩石物理性质剧烈变化,因而可以排除静态激发效应的作用。在我国的云南和广东等地所观测到的地震异常和地下水位变化等表明2004年苏门答腊地震的动态激发效应主要沿东北方向,这和大地震的动态激发具有方向性一致。而CCSD现场就位于该方向上。我们推测2004年苏门答腊地震所产生的面波在CCSD现场激发的动态效应,导致库仑型失稳,增进深部岩石或破裂带的渗透率,释放富含Ar但亏损He和N2的流体,产生CCSD所观测到的气体异常。     

华北地区强震前后的 h 值及“震情窗口”变化

邢台、渤海、海城以及唐山大地震前1年内,围绕震中甚至距离震中500多公里的地区发生的某些震群,出现衰减系数异常(h≤1)。同时发生在林县、太原、长岛地区的小震群,其月频度几乎同步出现峰值。称林县、太原、长岛地区为“震情窗口”。强震前区域震情h值异常和“震情窗口”变化呼应,对判断未来强震三要素是有益的。     

南岭东段龙源坝复式岩体La-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

龙源坝岩体是南岭花岗岩体群的一个重要组成部分,位于南岭东段,研究程度十分薄弱,至今未见可靠的同位素年龄报道。本文在运用阴极发光技术对岩体中的锆石进行细致的内部结构分析的基础上,利用La-ICP-MS锆石U-Pb原位定年方法进行了同位素年龄测定。结果表明,龙源坝岩体是一个印支期—燕山期多期次岩浆侵入形成的复式岩体,其中主体形成于印支期,尤其是印支早期。印支早期花岗岩的单颗粒锆石U-Pb年龄为241.0±5.9Ma和241.0±1.3Ma(两个样品),印支晚期花岗岩为210.9±3.8Ma,燕山期正长岩为149.4±1.2Ma。龙源坝岩体在时代和成因上不同于其东侧的陂头岩体,但相同于北侧的诸广山岩体有亲缘关系,因此在探讨该区的铀成矿前景时,应把诸广山与龙源坝两岩体整合起来考虑,并加强对龙源坝岩体的铀矿找矿工作。     

Water–rock interaction during the process of steam stimulation exploitation of viscous crude oil in Liaohe Shuguang Oil Field, Liaoning, China

In the process of steam stimulation exploitation of viscous crude oil, the injected water, at high temperature and under high pressure, reacts intensively with the host rock. This kind of water–rock interaction in Liaohe Shuguang Oil Field was studied on the basis of analysis of water composition changes, laboratory experiments, mineral saturation indices analysis, and mass balance calculation. Compared with the injected water, the changes of the composition of discharged water are mainly the distinct decrease of pH, Na⁺, SiO₂ and Cl⁻, as well as the increase of K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, SO ₄ ²⁻ and HCO ₃ ⁻ . Laboratory experiments under field conditions showed: the dissolution sequence of minerals quantitatively is quartz>potassium feldspar>albite, and the main change of clay minerals is the conversion of kaolinite to analcime. Mass balance calculation indicated during the process of steam stimulation, large quantities of analcime are precipitated with the dissolution of large amounts of quartz, kaolinite, potassium feldspar, and CO₂. These results correlated very well with the experimental results. The calculated results of Liaohe Shuguang Oil Field showed that during the steam stimulation for viscous crude oil, the amounts of minerals dissolved (precipitated) are huge. To control the clogging of pore spaces of oil reservoirs, increased study of water–rock interaction is needed.     

Kinetics of peptide hydrolysis and amino acid decomposition at high temperature

Dipeptide hydrolysis and amino acid decomposition appear to follow a first-order rate law. The hydrolysis rate increases exponentially with increasing temperature in aqueous solution at both 265 atm and water steam pressures over the temperature range of 100 to 220 degrees C. Dipeptide hydrolysis has a lower apparent activation energy at 265 atm (44.1 KJ/mol) than at water steam pressure (98.9 KJ/mol). At lower temperatures (<200-220 degrees C), the rate of peptide bond hydrolysis is faster at 265 atm than at water steam pressure. At higher temperatures (>200-220 degrees C), however, peptide bond hydrolysis is slower at 265 atm than at water steam pressure. In aqueous solution, amino acid decomposition rates also increase exponentially with increasing temperature. Amino acid decomposition rates are much higher at 265 atm than at water steam pressure over the entire temperature range investigated.