覆水场地地震反应分析

随着各种海洋结构物的兴建,覆水场地的地震反应逐渐成为研究热点。基于任意拉格朗日-欧拉描述,推导时变区域上的流体运动方程,给出流场、结构的接触条件和流场网格运动控制方法。对于平坦覆水场地,水平向地震动作用下,根据Couette流理论证明该类场地流体作用可以忽略;竖向地震动激励下,横向均匀场地可以通过动水压力公式准确考虑流体作用,横向非均匀场地则需要通过流固耦合方法考虑流体作用,以海底隧道为例加以说明。对于起伏场地,天然起伏场地在地震动激励下的动力反应具有明显的流固耦合特征,以三角形起伏场地为算例;结构物的兴建造成的人工起伏场地同样需要考虑流固耦合效应,以某沉管隧道在水平向地震动激励下的动力反应为算例,并根据结果初步提出该类结构物流固耦合分析的简化计算方法。     

波浪作用对单柱式桥墩地震反应特性的影响

以ABAQUS有限元软件为计算平台,建立了考虑波浪作用影响的单柱式桥墩-桩-土体系非线性地震反应分析二维有限元模型,土体以四节点实体单元离散,采用土体粘塑性记忆型嵌套面本构模型描述土的动力特性;桥墩以及桩以两节点梁单元离散,采用动塑性损伤模型描述混凝土的动力特性;根据Stokes五阶波浪理论,将基于Morison公式计算所得的波浪力以分布力的形式施加于桥墩之上,比较了静水条件下和考虑波浪作用时不同地震动激励下单柱式桥墩结构的地震反应特性,结果表明:波浪作用的影响使桥墩墩身相对墩底的位移反应、桥墩墩底的剪力和弯矩反应有较明显的增大,但对桥墩墩身加速度反应的影响可忽略不计,波浪作用影响的大小与输入地震动特性有关.在单柱式桥墩的抗震设计中考虑波浪作用的影响是必要的。     

西天山智博铁矿床磁铁矿地球化学及氧同位素特征

智博铁矿是阿吾拉勒铁铜成矿带成矿作用演化的典型代表。本文在详细的野外地质调查和室内研究的基础上,将该矿床的成矿阶段划为岩浆成矿期和热液成矿期两个期次,并将其矿石产状类型划分为块状矿石、浸染状矿石、角砾状矿石、网脉状矿石等。本文选取智博铁矿两期磁铁矿单矿物作为研究对象,通过其稀土微量元素及氧同位素等特征的研究来查明该矿床成矿物质特征及其来源。研究表明,智博铁矿的两期磁铁矿微量元素特征具有一定差异性,岩浆型磁铁矿相对富V、Ni、Ga等元素,而热液型矿石中相对富Co,贫V、Ni。两期磁铁矿单矿物稀土配分模式与矿区火山岩接近,暗示成矿物质与火山岩同源;Y/Ho比值接近球粒陨石,在Y/Ho-La/Ho图中和(La/Sm)_N-(La/Yb)_N图中,两期磁铁矿表现出同源性,暗示矿区内多数矿石的形成与火山岩浆作用有关。岩浆期的磁铁矿δ~(18)O值平均为3.4‰,与基鲁纳型铁矿和拉科铁矿的磁铁矿δ~(18)O非常接近;而热液期的磁铁矿δ~(18)O值平均为4.1‰,比岩浆期磁铁矿的δ~(18)O值范围更大些,可能与热液流体参入及矿物重结晶等因素有关。磁铁矿的地球化学特征及氧同位素均暗示智博铁矿矿石的形成主要与火山-岩浆活动密切相关,但也受到后期热液活动的影响。     

滹沱河大型入渗试验及其入渗能力计算

为获取滹沱河地下水库入渗场设计所需的参数,在滹沱河河道开展了国内首次大型入渗试验,采用水量平衡原理求取了滹沱河河道的入渗能力.试验成果表明:动水条件下河道入渗能力明显优于静水条件,为增强入渗效果,建议未来建设地下水库进行调蓄时,采用动水条件进行设计;滹沱河河道入渗能力极强,动水条件下稳定入渗能力高达1.31m3/(m2·d),为滹沱河地下水库入渗场工程设计提供了重要依据.     

正长石矿物与氯化钠离子交换反应实验研究

将正长石与氯化钠进行混合,在810℃的温度条件下进行反应。对反应前后的样品进行XRF的定量成分分析。2 g长石与20 g NaCl反应时间分别为12、24、36、48、72 h,反应后Na₂O含量从3.35%分别达到了9.05%、9.33%、10.1%、10.5%和10.8%;与40 g NaCl混合后长石中的Na₂O含量则分别变为9.98%、10.3%、10.5%、10.9%和11.9%。反应12 h后正长石的离子交换速度减缓,离子交换量缓慢增加。计算离子交换反应的Na⁺分配系数,可以看出高浓度的NaCl熔盐相对于低浓度的熔盐,离子交换反应的分配系数值更高,反应进行的更加充分。正长石在高温条件下显示部分离子筛效应,可以成为良好的离子交换剂材料。     

基于空间场景的海岸带与海域生态承载力及可持续评价

本文旨在介绍空间场景概念及其耦合三维生态足迹构建的新一代海岸带与海域生态承载力及可持续性评估框架;基于该框架,分析了1990—2019年粤港澳大湾区海岸带与海域空间场景、生态承载力及可持续性变化。结果表明：(1) 1990—2019年陆地与潮间带空间场景变化主要表现为森林和水田向海水养殖、居住、商业贸易、工业生产和公铁桥梁等场景的转入,海域则主要表现为开发保留海域和一般可捕捞海域向海洋保护、海水养殖、旅游休闲、港口航道和工业城镇海域的转入。(2)总生态承载力先增后降、总体略有上升,但人均生态承载力持续下降;绝大多数空间场景生态承载力总体上升。(3)研究区及大多数空间场景人均足迹深度持续上升,且均超过原始值1,显示出不可持续发展趋势;人均3D足迹则呈先急增后缓增趋势。其中,旱地、陆地交通场站、工业生产等场景人均足迹深度最高,森林、工业生产和陆地交通场站人均3D足迹增长最快。(4)随着近年来产业转型升级和海洋政策调整优化,1990—2019年研究区不可持续发展趋势得到缓解。研究结果表明,相较于传统土地利用/覆被,空间场景更能细致准确反映海岸带与海域复杂人类活动造成的生态承载力和可持续性差异...     

考虑水流-结构强耦合作用的水流动力效应分析

在深水桥墩及桩基础等结构地震反应中,地震激励下的水流动水压力对水中结构的作用以及结构位形变化对水体的反作用,属于典型的流固强界面耦合问题。以一顶端伸出水面的圆柱式结构为研究对象,基于任意拉格朗日-欧拉描述的Navier-stokes方程,建立了考虑水流-结构强耦合效应的水流-结构三维有限元模型。以正弦位移波输入,考察结构材料模量、水流流速和水位、激振频率和位移幅值等多种因素,分析了结构表面作用的动水压力反应特征以及水流动力效应,探讨了水流动力效应的主要影响因素。结果表明：考虑流固强耦合作用时,结构表面作用的动水压力及其分布具有强烈的频率依赖性,高频激励可显著增强动水压力作用;由于结构周围流体具有一定的粘滞性及动载作用下具有较强的辐射阻尼效应,水流动力效应对结构的位移、内力反应均有一定的抑制作用;激振频率、水流流速和水位以及结构材料模量等因素,对水流动力效应均有一定的影响。     

新疆西天山查岗诺尔铁矿床矿物学特征及其地质意义

查岗诺尔大型磁铁矿床位于西天山阿吾拉勒东段,矿体赋存于下石炭统大哈拉军山组安山质火山碎屑岩或凝灰岩中,主要呈层状、似层状、透镜状,受NW、NWW、NE断裂及环形断裂构造控制。矿区发育石榴石、透辉石、方柱石、阳起石、钾长石、绿帘石、绿泥石、方解石等蚀变矿物,矿石矿物主要为磁铁矿和赤铁矿,伴生的金属矿物以黄铁矿和黄铜矿为主。电子探针分析结果表明,石榴石和辉石分别为钙铁榴石-钙铝榴石系列和透辉石-钙铁辉石系列,其化学组成可表示为Adr37.97~97.89Grs0.19~57.21(Alm+Sps)0.84~4.38和Di28.68~87.46Hd10.46~70.13Jo0.24~5.53,与典型的矽卡岩型铁矿中石榴石和辉石的端员组分相似。在磁铁矿和赤铁矿的Ca+Al+Mn-Ti+V图解中,多数样品落入矽卡岩型铁矿的区域;在磁铁矿的TiO2-Al2O3-MgO图解中,多数样品落入或趋近于沉积变质-接触交代磁铁矿区域。结合矿床地质特征和矿物学研究,认为该矿床的形成与矽卡岩化紧密相关,矽卡岩化对铁成矿有重要的贡献。     

新疆西天山晚古生代主要磁铁矿床(点)成因类型与成矿过程探讨

新疆西天山晚古生代磁铁矿带是中国重要的铁矿带,其成矿地质背景与成因类型一直以来存在很大的争论.本文在已有研究成果的基础上,结合大量野外调查资料和室内研究工作,对西天山主要磁铁矿床的成因类型、成矿背景、成矿规律进行了详细研究.研究表明,主要磁铁矿床矿石矿物Sr、Nd、Pb同位素基本落入洋陆俯冲碰撞下的岛弧环境;矿石形成年龄介于火山岩与中酸性侵入岩之间,接近于火山岩年龄,矿石与火山岩具有密切的成因联系.矿床总体归为海相火山岩型铁矿,可划分出3个亚类:火山喷溢型、火山-次火山热液型、火山喷溢-热液叠加型,不同亚类矿床具有不同的矿体、矿石特征.铁矿石的形成与俯冲带流体的交代作用有着密切的关系,早期为富铁岩浆交代后分异结晶作用的产物,后期则为火山热液沿断裂、裂隙交代、卸载的产物.     

西昆仑切列克其菱铁矿床地质地球化学特征及其对矿床成因的制约

新疆西昆仑切列克其菱铁矿床位于喀喇昆仑造山带的西北缘,处于我国西部著名的塔什库尔干铁矿成矿带内。近年来,切列克其铁矿的地质找矿取得较大突破,在原矿区以北新发现切北菱铁矿,矿床规模已升级为大型铁矿。鉴于该矿床的显著变化,本文拟对新的切列克其大型菱铁矿床成矿地质特征进行总结,通过大量的野外工作、镜下鉴定、矿床地球化学和稳定同位素研究确定矿床成因,为今后该区域同类型矿床的找矿勘查与地质研究工作提供参考。新的切列克其菱铁矿区共包括4个主矿群和北部隐伏矿体群(I、II、III、IV及Fe1~5),共26条矿体,主要赋存于中下志留统达坂沟群的黑云母石英片岩夹白云母片岩以及大理岩段。主矿体呈似层状、透镜状,总体走向近东西向—北西向,倾向北,倾角在22°~30°之间,矿体长度140~605m,平均厚度1.80~39.92m,全铁品位38.00%~47.52%。菱铁矿石构造多样,有代表原始沉积作用形成的块状、层状、条带状或纹层状构造和后期变质及热液叠加作用形成的假波纹、晶洞、脉状和浸染状构造。矿石最主要的结构是自形—半自形粒状变晶结构。矿石矿物主要为菱铁矿(部分被氧化成赤铁矿),矿物含量可达70%~80%或更高;脉石矿物主要为石英(10%~25%)、白云母(3%~5%)和少量黄铁矿、石墨、电气石、磷灰石等。切列克其铁矿的成矿主要经历了沉积成岩成矿期、区域变质改造期和岩浆热液叠加改造三个时期。通过对矿石的地球化学和稳定同位素分析,反映研究区志留纪为陆棚碎屑滨浅海相沉积环境;矿石样品的Al-Fe-Mn图解、轻稀土明显亏损、正Eu异常(δEu为1.54~2.82)、Ce异常不明显(δCe值为0.90~0.99)等均反映矿床具热水沉积特征;菱铁矿的δ~(18) O、δD同位素反映成矿流体叠加成因特点。综合以上因素和对其形成环境的探讨,研究认为该矿床成因属海相热水沉积型,并有后期热液叠加改造。