三维应力状态下砂的临界状态本构模型分叉分析

就服从非关联流动法则软化型砂的临界状态本构模型,在不同应力路径下的分叉进行了理论和数值分析。理论分析表明：分叉现象强烈依赖于应力路径,即当平均应力p一定时,应力路径在洛德角在-25o～15o之间时,均会在应力-应变关系硬化阶段出现分叉现象,而其他应力路径下不会产生分叉。并且分叉时对应的应力比、主应变及剪切带倾角都随洛德角的增加而变化,其值是先增加而后减小。采用回映应力更新算法,编写了该本构模型材料子程序,借助有限元软件ABAQUS及材料子程序,通过数值计算方法预测到了分叉点所对应的应力状态,表明了分叉现象在数值计算中的存在性,并通过数值预测值和理论解的对比,两者结果基本一致。     

考虑弱层置换的岩石边坡稳定性分析

锦屏一级水电站左岸边坡地质结构复杂,岩体存在大量深部裂隙、低波速松弛岩体、煌斑岩脉X及f2、f5断层,严重影响边坡的稳定性。采用基于强度折减法的岩石破裂过程分析RFPA方法对边坡典型部位在开挖后以及其对应弱层置换工况下的破坏全过程进行计算和分析,计算结果表明,f5断层在进行置换加固处理后,边坡安全系数较未置换弱层前提高了0.403,说明在岩质边坡开挖和支护前优先进行深部软弱结构置换处理,可以大大提高工程结构的安全储备。同时,RFPA强度折减法不仅能直观再现边坡潜在滑裂面从萌生到扩展直至贯通导致边坡整体失稳的全过程,而且可以得出边坡安全系数。研究结果对于边坡工程实施前稳定性评价和施工工序具有一定的参考价值。     

不同应力路径下超固结黏土试样变形局部化分析

基于改进伏斯列夫面超固结黏土三维本构模型,利用有限元软件ABAQUS材料子程序接口,采用回映应力更新算法,实现了该模型在有限元分析中的应用。通过该模型与比奥固结理论的耦合,对超固结比为8的超固结黏土在三轴压缩、三轴伸长及平面应变应力条件下的变形局部化问题,进行了水-土耦合弹塑性有限元分析。分析结果表明：剪切带带内、带外点经历不同应力路径;剪切带带外单元经历了体缩、剪胀及被吸水体缩过程,而剪切带带内单元一直保持剪胀趋势;剪切带的形成伴随着剪胀,剪切带内、外出现了负的孔压,且孔压的分布也具有局部化特性。关于剪切带带内、外的孔隙水压及体变变化趋势与剪切速率有关,而平面应变介于三轴压缩与三轴伸长之间,但平面应变较早出现剪切带。孔隙水的迁移速度影响剪切带带内单元的剪胀,进而影响剪切带的形成及发展;而围压和弱单元位置也对剪切带的形成也有影响。     

基于Landsat-8时间序列影像分析西昆仑山地区冰川滑移特征

利用图像亚像元互相关分析方法处理了Landsat-8卫星获取的时间序列影像数据,得到中国青藏高原西北部地区西昆仑峰区冰川匀速滑移的时空演化过程。利用亚像元影像互相关技术对Landsat-8光学影像精确配准,配准精度达到0.01像元,即该光学影像的水平形变监测精度达到0.15 m。通过对2013-07～2014-08的15景Landsat-8影像进行互相关和形变时间序列反演分析,获得了西昆仑峰区两条冰川的滑动位移场和速度场。研究表明,该区域的冰川基本处于匀速滑移状态（无明显加速和减速现象）;同时也验证了Landsat-8光学影像在监测较大地表位移和地壳形变事件（如沙丘移动、地震、滑坡、火山等）上的应用潜力。     

富铜斑岩岩浆形成机制与演化过程

斑岩铜矿在现代经济和科学中扮演了重要的角色,已成为一种最重要的铜矿床类型。自Schwartz(1947)首次使用"斑岩铜矿(porphyry copper deposit)"术语以来,地质学家对其开展了系统研究,取得一系列重要进展。本文对斑岩铜矿成矿岩浆形成机制及演化过程的研究进展进行了总结与回顾。结果显示,富铜斑岩岩浆的形成经历了在洋壳俯冲或大陆岩石圈地壳拆沉机制下形成含矿岩浆,中间岩浆房岩浆的结晶分异与成矿流体、成矿物质的富集,以及富成矿流体与成矿物质的岩浆(富矿斑岩岩浆)上侵至地壳浅部结晶固化并与围岩、地下水相互作用等过程,斑岩铜矿是该"生产线"的"终端产品"。最后,本文对斑岩铜矿形成机制待进一步研究的一些问题进行了思考与概括。     

蒙古国巴颜乌列盖多兰哈达地区地球化学特征及成矿

蒙古国巴颜乌列盖多兰哈达位于世界著名的铜—金—铅锌—钨金属成矿区—阿尔泰多金属成矿带北西段。区内出露地层主要为泥盆纪火山—沉积岩系。地球化学异常呈环带状分布,与岩体关系密切,该区铅锌矿为受火山通道控制的火山热液型金—铅锌矿床。矿区西部有寻找深部富矿体的前景,矿区南部及矿区东部次火山斑岩体附近,有寻找深部盲矿体的潜力。     

2008汶川Ms8.0地震发生的深层过程和动力学响应

汶川Ms8.0强烈地震发生在一条现今并不活动的龙门山构造带上,造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡.然而强烈震发生前却未见有可能的确切征兆或浅表层异常活动,即浅层过程与地震发生的深层过程并不匹配.为此对这次强烈地震"孕育"、发生和发展的深层过程进行了分析和探讨,初步研究表明:①在印度洋板块与欧亚板块陆—陆碰撞、挤压作用下,喜马拉雅造山带东构造结向NNE方向顶挤、楔入青藏高原东北缘,迫使高原深部物质向东流展,在受到以龙门山为西北边界的四川盆地阻隔下,一部分物质则转而向东南侧向运移;②龙门山地带在地形上差达3500±500m左右,而地壳厚度在龙门山西北部为60±5km左右,四川盆地为40±2km左右,而龙门山地带与其东、西两侧相比则为地壳厚度变化幅度达15～20km的突变地域,即为应力作用的耦合地带;③中、下地壳和地幔盖层物质以地壳低速层、低阻层(深20～25km)为第一滑移面,以上地幔软流层顶面为第二滑移面,且在四川盆地深部"刚性"物质阻隔下,深部壳、幔物质以高角度在龙门山构造带和四川盆地的耦合地带向上运移(或称逆冲),且在龙门山地表三条断裂构成的断裂系向下延伸到20km左右深处汇聚,二者强烈碰撞、挤压、震源介质破裂;在物质与能量的强烈交换下,应力得到释放,故形成了这次Ms8.0强烈地震.为此从深部初步揭示了这次强烈地震"孕育"、发生和发展的深层动力过程.     

2008汶川Ms8.0地震发生的深层过程和动力学响应

汶川M_s8.0强烈地震发生在一条现今并不活动的龙门山构造带上,造成了以汶川、映秀为中心及其周边地域的严重破坏和人员的重大伤亡.然而强烈震发生前却未见有可能的确切征兆或浅表层异常活动,即浅层过程与地震发生的深层过程并不匹配.为此对这次强烈地震“孕育”、发生和发展的深层过程进行了分析和探讨,初步研究表明：①在印度洋板块与欧亚板块陆—陆碰撞、挤压作用下,喜马拉雅造山带东构造结向NNE方向顶挤、楔入青藏高原东北缘,迫使高原深部物质向东流展,在受到以龙门山为西北边界的四川盆地阻隔下,一部分物质则转而向东南侧向运移;②龙门山地带在地形上差达3500±500 m左右,而地壳厚度在龙门山西北部为60±5 km左右,四川盆地为40±2 km左右,而龙门山地带与其东、西两侧相比则为地壳厚度变化幅度达15~20 km的突变地域,即为应力作用的耦合地带;③中、下地壳和地幔盖层物质以地壳低速层、低阻层（深20~25 km）为第一滑移面,以上地幔软流层顶面为第二滑移面,且在四川盆地深部“刚性”物质阻 隔下,深部壳、幔物质以高角度在龙门山构造带和四川盆地的耦合地带向上运移（或称逆冲）,且在龙门山地表三条断裂构成的断裂系向下延伸到20 km左右深处汇聚,二者强烈碰撞、挤压、震源介质破裂;在物质与能量的强烈交换下,应力得到释放,故形成了这次M_s.0强烈地震.为此从深部初步揭示了这次强烈地震“孕育”、发生和发展的深层动力过程.     

四川中西部地区地壳结构与重力均衡

汶川M_S8.0地震的“孕育”、发生和发展是深部物质分异、调整和运移的产物.为此,在四川中西部地区（松潘—甘孜,龙门山断裂系和四川盆地）应用重力布格异常场资料并通过两条典型剖面的地壳厚度(Moho界面深度）分布与依据Airy均衡理论给出的理论均衡地壳厚度做对比分析,探讨四川盆地、龙门山造山带、邛崃山等川西地域的地壳均衡状态,得到龙门山及其以西地带的深部地壳结构.龙门山造山带恰处于很不均衡的状态,即与其西北和东南部相比差异明显,故地壳处于不稳定状态.为探讨该区重力场均衡与强烈地震活动之间的关系,还必须进行新一轮的高精度观测,以对该区深部精细结构、重力场效应和均衡补偿深入研究.此外,本文研究结果有益于震后确定城镇布局和为不同类型建筑物重建选址提供深部要素.     

岩石圈内部第二深度空间金属矿产资源形成与集聚的深层动力学响应

中国的快速工业化发展和经济腾飞必须有大量金属矿产资源的支撑,在共享世界资源的同时,其根本出路在于立足本土．因此提出第二深度空间（500～2000 m）金属矿产资源的找矿勘探新理念．通过对国内外金属矿产资源地球物理勘探发展的概况分析和研究提出：①金属矿产资源的集聚和分布受控于地壳内部物质与能量的交换和其深层动力过程;②在地壳内部第二深度空间存在着丰富的矿产资源,包括大型和超大型矿床;③必须充分发挥高精度地球物理探测方法的效能,并进行综合技术集成．