原状非饱和黄土的三轴试验研究

利用特制的非饱和土三轴仪器,对不同含水量条件下原状非饱和黄土的强度和土-水特征曲线进行了试验研究。试验结果表明：非饱和黄土的抗剪强度随着含水量的不同而不同,含水量越大,非饱和黄土的基质吸力就越小,抗剪强度亦越小。含水量趋于饱和时,非饱和黄土的抗剪强度值逐渐接近于饱和黄土的强度值。原状非饱和黄土的抗剪强度均高于饱和黄土的抗剪强度。非饱和黄土的内摩擦角受含水量的影响不大。凝聚力受含水量的影响很大,含水率越大,基质吸力越小,总凝聚力越小。根据实验结果,提出了非饱和土的抗剪强度模型,该模型易于确定,与实测基本吻合,误差较小,满足非饱和黄土的强度计算要求。     

中国大陆壳体的区域元素丰度

中国大陆壳体由华夏壳体、西域壳体和藏南壳体构成。本文给出这３个壳体的质量模型和元素丰度,并从成矿元素,热源元素和镧系元素方面讨论它们的区域丰度特征。结论认为,它们的地球化学背景是各不相同的。     

流-固耦合模型试验用的新型相似材料研制及应用

为研究隧道突水、突泥过程中断层及围岩各物理场变化规律,根据地质力学模型试验相似原理,通过大量多组别配比试验,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及围岩相似材料。其中,断层相似材料以砂为粗骨料,滑石粉为细骨料,石膏、膨润土作为胶结剂,液态石蜡作为调节剂;围岩相似材料以砂为粗骨料,重晶石粉、滑石粉为细骨料,白水泥及乳胶作为胶结剂。通过大量室内试验,对比分析原岩及相似材料变形特征及强度破坏特性,重点对单轴抗压强度、渗透系数、重度、泊松比、弹性模量等重要变形及水理特性参量进行调控,系统研究不同配比对材料参数的影响规律。试验结果表明：该材料力学参数变化范围广、性能稳定、操作工艺简单,可用来模拟不同渗透系数的低、中等强度岩体材料。将该相似材料应用于吉莲高速公路永莲隧道断层突水、突泥三维地质力学模型试验中,力学性能及水理特性均达到试验要求,能够有效地模拟突水、突泥的发展演变过程,真实反映断层灾变过程中各物理场响应规律。     

沙尔湖煤田巨厚煤层异地成煤分析

通过对主煤层煤岩组分对比发现,沙尔湖煤田煤显微煤岩组分以惰质组分为主,组分因埋深不同有差异.利用镜质组与惰质组组份含量比例关系,推测煤层在沼泽积水较深还原环境中形成.煤中惰质组分含量较高,说明成煤期地壳缓慢上升,沼泽积水变浅的氧化环境.煤田自西向东主煤层形成时期沼泽积水深浅(地壳升降)变化韵律一致,早期深水中心偏向东部(葛洲坝煤矿方向),晚期深水中心偏向西部(格鑫煤矿方向),东部持续缓慢抬升使成煤阶段处于氧化环境,惰质组含量逐渐增高,并明显高于西部.同时,煤中无机质含量较高,反映当时为水动力条件较弱的成煤环境.据巨厚煤层产出、聚煤中心赋存(直接在二叠系老地层上)和煤层稳定性及变化趋势多方煤层特征,认为沙尔湖煤田巨厚煤层的形成具异地成煤特点.     

地震作用下丰满重力坝的塑性损伤

基于混凝土塑性损伤本构模型,将可以表征材料和结构渐进破坏的损伤变量作为内变量,考虑了混凝土拉压异性的损伤变量,利用有限元软件ABAQUS,对丰满混凝土重力坝在经受地震作用下的结构损伤区域的发展变化进行安全性评价。在数值计算过程中,对于受地震荷载作用所引起的地面水平运动而导致大坝水位水平运动对坝体的影响,通过扩充后的广义Westergaard公式予以计算模拟。通过分析得到了丰满大坝在地震作用下的塑性损伤破坏情况,并评价了丰满大坝的安全性,亦说明利用损伤力学对大坝进行安全性评价是一个可行的方法。     

黄河上游地区气候变化及其对黄河水资源的影响

通过对1961年以来黄河上游地区气候变化的分析,发现黄河源区进入80年代中后期以后,年平均气温上升趋势非常明显,特别是1998年的年平均气温竟达到-2.1℃,是40年来年平均气温最高的一年;进入90年代,春季和夏季温度急剧回升.黄河上游地区年平均降水量及秋季降水量无明显的变化趋势,且其年际间的波动趋于缓和;冬季(12～2月)和春季(3～5月)降水量的变化趋势呈现出逐年增多的趋势;夏季(6～8月)降水量变化趋势却表现出显著的减少趋势.同时,分析了38年黄河上游径流量及其与流域降水、气温的关系,着重分析了干旱气候对黄河水资源的影响.结果表明,黄河上游地区水资源呈减少趋势,其减少趋势进入90年代后尤为明显.这一变化趋势与黄河上游地区夏季降水量变化趋势有着一致性,说明汛期降水量的减少是黄河上游流量减少的最直接的气候因子.     

硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器研制

研制了一种新型硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器。实验证明,采用该装置及其反应器制样具有真空度好、使用方便、无污染、制样效率高和成本低等优点。所生成的二氧化硫具有纯度高,分析结果准确、可靠等特点,完全能满足硫化物和硫酸盐中硫同位素分析测试的制样要求。     

山西原平王家庄条带状磁铁石英岩矿床元素地球化学特征及其地质意义

山西原平王家庄铁矿床为五台山地区产出的条带状铁建造（BIF）的典型代表。含矿岩石为磁铁石英岩,围岩主要为斜长角闪岩、角闪变粒岩、石英片岩等。通过对变质岩的原岩恢复,得出其原岩主要为火山岩,具有从拉斑玄武岩向钙碱性火山岩演化的特点,局部有陆源碎屑的加入。微量元素中相对亏损Ta、Nb、Zr、Ti等高场强元素,相对富集K、Rb等大离子亲石元素,具有较低的w(Y)/w(Nb)比值,表明本区处于岛弧和活动大陆边缘带的构造环境。磁铁石英岩的稀土元素配分型式为向右缓倾斜的轻稀土富集型,具轻微铕正异常和轻微铈负异常,稀土元素特征表明BIF形成于典型的海洋环境,早太古代洋壳俯冲产出的高温气水热液对于BIF的沉积发挥了重要的作用。Eu轻微正异常说明本区火山活动较弱,海底高温热液对BIF的沉积贡献相对较少。BIF与其围岩在原始地幔标准化不相容元素蛛网图中的相关性说明二者有相同或相似的物质来源和成岩环境,二者同属一个沉积盆地,但却有不同的沉积过程和形成条件。     

粤东南燕山期热隆伸展及其古水热系统——以恩平-新丰拆离断层为例

粤东南地区广泛发育燕山期NE-SW走向的拆离断层系统。文章对恩平-新丰拆离断层进行了野外地质调查和室内测试分析,重点研究了拆离断层之下韧性剪切带中的糜棱岩和拆离断层上盘与高角度脆性正断层伴生的硅化岩。初步认为,研究区热隆伸展构造于燕山早期开始形成,糜棱岩的变形温度在350℃左右,硅化岩内石英中气液包裹体的均一温度在155℃~326℃,盐度在2.74%~21.61% NaCl_eqv,平均盐度为11.17% NaCl_eqv,古热液流体沸腾时的温度在235℃~241℃,激光拉曼光谱分析结果表明,含硅热液的成分为富含Si、CO₂的NaCl-H₂O溶液。硅化岩流体包裹体的H-O稳定同位素组成表明古水热流体为岩浆水与大气降水混合作用的产物。沿着正断层分布的硅化岩可能是燕山期古水热型地热能的重要标志。燕山期热隆伸展构造系统及其深层与浅层相结合的古水热系统对认识现代地热能的类型、成因及其分布规律有一定的意义。