基于钻进能量理论的隧道凝灰岩地层界面识别及围岩分级方法

钻机钻进过程中钻头旋转产生的扭矩以及作用于钻头的轴推进力是破碎岩石的能量来源,当钻进条件确定时,可用破碎单位体积岩石的实际能耗来反映岩石的物理力学性质。基于此原理在青岛胶州湾海底隧道FK4+375.5的上断面进行了超前地质探孔作业,得到凝灰岩地层中的钻进参数及钻进能量随钻头位移的变化曲线,并利用能量理论对钻进过程中监测的钻机参数进行分析,研究发现：在凝灰岩中,数字钻机参数与围岩岩性响应程度较高,围岩完整、坚硬、无裂隙水时,整体钻进参数值较高;围岩裂隙发育、含水或有断层、夹泥层时,钻进速度、推进力、转速、扭矩、打击能等数据会突变,其值变小。分析所得结果与钻孔取芯、TSP超前预报等物探手段得到的结果基本一致。并采用能量法对围岩进行分析,利用钻进比能划分相应的岩体区段,判断出围岩等级。通过对能量曲线的分析发现,在凝灰岩地层中,当钻进能量小于0.95 kJ时会出现断层或较大的节理裂隙区。     

吉林红旗岭镁铁-超镁铁质岩体地球化学特征及其岩石成因意义

红旗岭铜镍硫化物矿床位于兴-蒙造山带东部。矿区出露30多个镁铁-超镁铁质侵入体,主要由橄榄岩、辉石岩和辉(苏)长岩组成。本文通过对红旗岭含矿镁铁-超镁铁质岩体的主、微量及铂族元素(PGE)的研究,探讨了红旗岭岩体成矿母岩浆性质、PGE亏损的原因以及岩体形成的构造环境。全岩主、微量元素地球化学分析表明,红旗岭岩体具有高MgO(平均28.75%)、低TiO2(平均0.44%),富集轻稀土元素(LREE)、亏损高场强元素(HFSE),极低ΣPGE(平均2.08×10~(-9))和高Cu/Pd(平均2916×10~3)的特征。岩石样品显示相似的微量和PGE配分模式,表明其来源于相同的岩浆源区。根据橄榄石-熔体平衡及质量平衡原理估算出红旗岭母岩浆为高镁玄武质岩浆(MgO=10.74%、FeO=7.78%)。红旗岭母岩浆在早期演化过程中发生硫化物熔离作用导致了红旗岭含矿岩体PGE的极度亏损。结合中亚造山带东段构造演化历史,本文认为红旗岭岩体形成于晚三叠世碰撞后伸展环境,矿床的形成受到了古亚洲洋俯冲结束后板片断离的影响。     

破坏包络面理论在多基础系统中的应用研究

由多个分离基础组成的多基础系统是常用的海洋结构基础型式。基于破坏包络面理论,分析了砂土地基多基础系统的失效模式,建立了相应的承载力计算方法,并验证了计算方法的可行性。对比分析了单一基础和多基础系统不同荷载路径下的荷载安全系数,探讨了破坏包络面理论与分项系数法相结合的基础承载力计算方法。失效模式的分析表明,由于水平荷载的增大,四腿平台结构迎浪侧基础首先到达破坏包络线,其失效模式属于滑动失稳,但由于基础间的运动约束,其并不会出现真正的滑移破坏。随着水平荷载进一步地增大,迎浪侧基础承担的水平和竖向荷载不断减小,导致背浪侧基础受到不断增大的荷载。最终,背浪侧基础也到达破坏包络线,多基础系统失效。分析表明,荷载路径对基础的荷载安全系数有决定性的影响,计算基础的荷载安全系数需指明相应的荷载路径。鉴于破坏包络面的大小和形状取决于众多因素,基础设计时需采用特定工况下的破坏包络面进行承载力计算。     

西北干旱区夏半年深厚的混合层与干旱气候形成

为了更好地理解西北干旱区大气混合层(ML)厚度的变化特征及其对当地干旱气候形成的影响,我们利用张掖和民勤站夏季及相关月的实测探空资料及T-log P图解法,首先计算了该两地逐日ML厚度,然后分析并讨论了它的时空间变化特征、与干湿天气气候的关系,以及夏半年的深厚ML,对加剧当地干旱气候的影响.结果表明:(1)河西中东部ML厚度的年变化及地区差异明显.冬季最浅薄,夏半年深厚(特别是5、6月),4月及10月分别是ML急剧增厚及变薄的过渡期;同时,更靠近西北干旱区中心的河西西部及北部的ML更深厚.(2)夏季干(湿)天气通过加强(减弱)地气间的感热交换和干对流,而明显影响当地的ML厚度.平均而言,以高温日最深厚,千日次之,小雨日再次之,而中强雨日最浅薄.千年夏季的ML厚度平均比湿年的对应值增厚300 m左右.夏季典型千日的ML厚度比雨日厚3000 m,典型干日的ML厚度昼宿变化不大.(3)反过来夏半年深厚的ML也通过增加雨滴蒸发损耗,减少了干旱区的降水,加剧了当地干旱的程度,因此夏半年深厚的ML也是形成干旱气候背景的成因之一.     

基于图像测速的波浪破碎两相速度场测量方案探讨

针对波浪破碎试验中气泡区速度与水体速度无法同时测量的难题,基于实验室条件,搭建了粒子图像测速（PIV）和气泡图像测速（BIV）系统,采用声学多普勒测速仪（ADV）对PIV测量精度和不同场景下BIV测量精度进行了细致的验证,并设计多种试验方案以期实现BIV与PIV的同步耦合测量。试验结果表明,7W激光+后置灯的优化照明方案,其耦合测量的气泡区速度代表参数与标准BIV照明方案的结果误差小于5%,且耦合测量的气泡区下方水质点的速度曲线与标准PIV测量结果吻合,表明该改进方案满足PIV与BIV耦合测量的条件。本文实现的PIV与BIV耦合测量有利于优化测量和分析工作,减小破碎波浪重复生成的影响,有利于提高测量精度,为大范围波浪破碎速度场的快速测量提供了新的方案。     

甘肃滴水山金矿不同构造岩相带岩石地球化学特征及构造控矿机理探讨

滴水山金矿床位于北祁连加里东褶皱带的西段,分布于北西西向剪切带内,通过野外实地观察和镜下鉴定、样品测试,对该剪切带内Au2矿体构造-岩相特征及其地球化学元素变化特征进行了研究,结果表明：①该剪切带存在2期变形,早期为由北向南斜冲的韧-脆性剪切变形,晚期为斜向下滑的脆性变形。②根据元素分析结果,Au元素含量从安山质晶屑凝灰岩带→糜棱岩化安山质晶屑凝灰岩带→蚀变碎裂岩带→金矿化蚀变碎裂岩带逐步增高。根据相关性分析,Au与Ag相关性最好,其次为Pb、Mo,与As、Hg相关性一般。研究认为,滴水山金矿床北西西向剪切带早期韧-脆性变形有利于成矿元素的活化迁移,为Au元素的运移和初步富集提供了通道,晚期脆性变形主要形成各种张裂隙和构造破碎带,由于构造体制发生转换,导致Au元素的再次富集形成金矿体。     

南秦岭香沟金钨矿白钨矿原位微区分析及方解石Sm-Nd同位素定年：对钨成矿过程的限定

陕西省山阳县香沟钨矿是近年来南秦岭地质勘查新发现的钨矿化地段之一。本文开展了白钨矿电子探针、LA-ICP-Ms和共生方解石的Sm-Nd同位素测年,研究结果显示：香沟白钨矿成矿过程至少可划分为两个阶段,由早阶段韵律环带白钨矿至晚阶段集合体状白钨矿,白钨矿经历了多次迁移;白钨矿具有高F、含微量Au元素的特征,稀土总量较高（ΣREE+Y含量介于5.44×10^-6~382.67×10^-6,平均为95.48×10^-6）,其稀土配分型式为无MREE富集的平坦型,与Ghaderi等人划分的白钨矿Ⅱ型稀土配分型式总体类似,负铕异常,利用白钨矿La-Ce-Y三角图解,结合地质事实,判断香沟钨矿属于石英脉型钨矿;结合共生方解石Sm-Nd同位素年龄195 Ma,认为南秦岭香沟钨矿是印支末期深部隐伏岩浆-热液活动的结果。     

Application of Line Boundary Technique to 2D Tidal Current Simulation

To deal with the problems concerning the shore boundary,moving boundary and engineeringboundary which are encountered frequently in 2D tidal current simulation by the finite difference method,theconcept of line boundary is introduced and studied here,and then the line boundary technique in common useis proposed in this paper.Analysis of some calculation cases shows that this technique is practical,effective,and simple in 2D tidal current simulation involving different boundaries.     

考虑分层特性的尾砂胶结充填体强度折减试验研究

充填体分层现象在分段或阶段嗣后填充采空区过程中较为常见。设置65%、70%、72%和75% 4个浓度,填充次数为1、2、3和4制作不同分层胶结充填体试件,进行单轴压缩试验探究其力学强度及其破坏模式。试验结果表明：（1）相同浓度条件下,随着填充次数增多,胶结充填体的单轴抗压强度弱化效应越明显,而当浓度在65%～75%之间变化时,对应强度折减系数介于0.592～0.967;（2）充填体单轴抗压强度与填充次数之间满足二次多项式函数关系,而与料浆浓度呈对数函数分布;（3）不同分层胶结充填体的破坏模式主要表现为共轭剪切破坏和贯穿分层面的张拉破坏。低强度夹层可能是导致分层胶结充填体强度降低的原因,能够为后期填充采空区的充填体强度设计提供可靠的理论依据。     

锁固体破裂标志性地震震级与峰值强度点地震震级的统计关系

锁固体变形到膨胀点时,震群事件开始发生,在震群事件中常出现一个或两个震级显著较大的地震,即标志性地震事件.基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论与孕震时空区域划分原则,以中国及其边境地区历史强震震例为源数据,得到锁固体破裂标志性地震震级 Msc 与峰值强度点地震震级 Msf 之间的统计关系为:Msf≈Msc+0.5.这为依据 Msc 预测 Msf 提供了一个简便方法.