基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究

因其特殊的地质成因,柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景,针对柱状节理岩体的等效变形模量问题,在探讨了其结构效应表征参数的基础上,利用节理网络有限元为工具,研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响。研究结果表明：在柱轴线横向平面上,对于柱体不规则程度,当柱体完全不规则相对于完全规则情况,等效模量提高大约10%左右;在其他条件不变情况下,当柱体平均边长从0.1 m增加至0.5 m时,等效模量从5.36 GPa增加至23.4 GPa;对不同加载方向的研究结果表明,柱状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性;当节理刚度线性递增时,相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律。在平行柱体轴线平面,节理组2间距越大,柱状节理岩体的等效变形模量越大;随着错距比的增加,柱状节理岩体的等效变形模量呈现先增加后减少的趋势,当错距比为50%时,节理岩体的等效变形模量取最大值;对于节理刚度的影响,与柱轴横向平面类似的,随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加,相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律。该研究成果与已有的现场研究成果及三维数值模型成果相比,吻合良好。说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值。     

土热传导系数及模型的研究现状和展望

近年来,随着全球能源消耗的增加,对新能源的开发和利用日益重要。地热资源作为一种清洁环保的新能源已经开始引起广泛的关注,对岩土材料的热性质研究也逐渐受到国内外学者的重视。土的热性质包括热传导系数、热扩散系数和比热容。其中,热传导系数作为其中最重要的性质,它不仅决定了热量在土体中的传播速度和土体温度场的分布,同时也是各种地热泵、能量桩等建筑热工结构设计中需要考虑的主要参数之一。首先介绍了土热传导系数的工程背景和研究意义,描述了土中的热量传播方式和类型,阐述了热传导系数的概念,并分析了土热传导系数的各种影响因素（含水率、密度、矿物成分、温度等）。在此基础上,总结了目前国内外土热传导系数模型的研究现状,并对各个模型的优缺点进行了简要的分析和评价。最后,提出了对土传导系数及模型研究的建议和展望。     

离心模型试验模拟塑料排水板处理软土地基的方法和应用

采用大型土工离心机对某工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程, 原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基, 模型中则根据固结过程相似的原理, 换算成等效圆截面排水体, 在模型制作中采用等效透水滤芯进行模拟。根据激光位移传感器和孔隙水压力传感器数据可以得出相应原型软土地基的沉降特性和孔隙水压力变化情况。根据试验得到的沉降曲线, 采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降, 然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比试验模拟得到的软土地基固结度和理论计算结果, 二者基本接近, 表明塑料排水板模拟方法用于离心模型试验是可行的。      

可配置地质环境评价系统研究与应用

地质环境评价是掌握地质环境时空格局、变化趋势,开展地质环境防治保护管理工作的必要前提和重要手段。根据不同的应用目的,地质环境评价需采用不同的指标体系和数据,而且随着地质环境业务的发展,指标体系和数据也会不断扩展和变化。为了适应地质环境评价发展的需要,本文提出并研发了可配置的地质环境评价系统,该系统围绕地质环境评价核心过程,通过配置层可以对地质环境评价指标因子及权重、指标数据源及获取方法、指标评价计算方法,以及指标分级标准与空间可视化方法等多个环节进行灵活设置。与传统的地质环境评价软件相比,可避免地质环境评价指标或数据源发生变化时,需要重新进行软件编码、重新组织数据库等问题。唐山市应用实践表明,该系统具有良好的可配置能力、扩展性和应用性。     

陕西石泉县羊坪湾金矿床地质-地球化学特征及金的富集规律

羊坪湾金矿床是在南秦岭造山带石泉-汉阴北部地区继黄龙金矿床和鹿鸣金矿床开发之后近年来新发现的金矿床,对该金矿床的研究对于该区域找矿实践及金成矿理论研究具有重要意义.笔者通过野外调研和室内测试相结合对羊坪湾金矿床地质、地球化学特征及金的富集规律进行了研究.羊坪湾金矿产于下志留统梅子垭组(S1m)含炭二云母石英片岩中,目前矿区圈出南、北两条平行展布的金矿化蚀变带,在矿带内圈出3条平行展布的金矿体.金矿化特征为硅化、黄铁矿化.金粒度较粗,主要为明金,以粒间金、裂隙金等形式赋存.含炭二云母石英片岩夹石英岩互层有利岩性段和韧(脆)性剪切构造控制着金矿的产出.流体包裹体研究表明:均一温度为170～220℃,属中-低温;氢、氧同位素的特征显示,成矿热液中的水介质是以大气降水和变质分泌水为主的混合水.硫同位素的变化范围是7.5‰～11.7‰,说明成矿物质主要来源于地层.综合地质地球化学特征认为该矿床为沉积-改造型中低温热液矿床.     

陕西马元铅锌矿有机质与成矿作用的关系研究

陕西马元铅锌矿石的显著特征之一是富含有机质。除了肉眼和显微镜下能够识别的沥青外,还有丰富的呈分散状的有机质,要通过有机化学分析来确定其成分。笔者试图通过岩矿石光薄片显微鉴定、有机质含量、有机质碳同位素、饱和烃气相色谱等的测试分析,了解有机质在岩矿石中的赋存状态、有机质组成,认为沥青成因类型属于同生-成岩沥青、后生(改造)沥青及表生沥青;并根据正构烷烃、姥鲛烷、植烷等生物标志物,判别有机质母源,分析成矿环境,认为有机质与铅锌成矿有一定的关系。     

秦岭造山带黑色岩系与金属矿床类型及成矿系列

秦岭造山带黑色岩系划分为南、北、中三个带,北带分布于北秦岭,以秦岭杂岩为基底的岛弧火山岩与花岗岩带到二郎坪弧后边缘海盆带,形成于活动大陆边缘类似的沟、弧、盆构造体系,产出沉积-变质-构造-热液改造型镍-钼小型矿床.中带分布于南秦岭北部,环绕岛链古隆起形成深水-半深水滞留断陷局限盆地,发育与热水沉积有关的黑色岩系,赋存沉积轻微改造型超大型钒矿床和沉积-构造-热液改造型大型金-钒矿床.南带分布于南秦岭南部,扬子板块北缘早古生代沉积区局部拉张环境发育裂谷式断陷盆地,发育巨厚的硅质-泥质-重晶石互层岩系,形成沉积改造中型含钼-钒矿床和热水沉积大型毒重石-重晶石矿床等.解剖了秦岭黑色岩系容矿的典型矿床特征与成矿作用,划分了矿床成因类型,建立了黑色岩系容矿的金属矿床成矿系列.     

内蒙古拜仁达坝银多金属矿矿床地质及成矿流体特征

内蒙古拜仁达坝矿区位于大兴安岭西坡银多金属成矿带,矿体产于元古宇宝音图组下岩段黑云斜长片麻岩和华力西期石英闪长岩中.根据野外脉体穿插关系和矿石结构构造特征可以将成矿分为3个阶段:石英多金属硫化物阶段、萤石-水白云母阶段、方解石-硫化物阶段.岩矿相、扫描电镜和能谱分析表明,矿区主要金属矿物有黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂、黄铜矿、硫锑铅矿等;脉石矿物以石英、方解石和萤石为主.在野外调研基础上,对主要脉石矿物石英、萤石中流体包裹体进行了包裹体岩相学、显微测温分析和包裹体中气液相成分的LRM分析.结果表明,第1阶段石英中包裹体以富CH4包裹体和纯CH4包裹体为主,第2阶段萤石中以富水包裹体为主,流体包裹体均一温度分别为187～343℃(石英)和152～306℃(萤石),据冰点估算的盐度分别为1.4%～9.34% NaCleq(质量分数,下同)和2.9%～9.2% NaCleq.包裹体气液相成分的LRM分析表明,石英中纯CH4包裹体显示较强的CH4峰(2 913～2 917 cm-1),部分样品中检出含一定量的CO2,富CH4包裹体气泡相中也显示了CH4峰的存在.萤石中富H2O包裹体气液相中均只检出H2O.结合矿床地质、区域矿床分布特征和包裹体显微测温结果,认为该矿床为一与燕山期岩浆活动有关的中低温热液矿床,成矿物质以深源为主.     

露井联采下边坡稳定性的相似模拟研究

露井联采模式下露井边界参数的合理选取,是决定露天边坡稳定的关键因素.通过相似模拟试验对安太堡露天矿南帮4#煤和9#煤露井联合开采下露天边坡的破坏过程进行了研究,分析了边坡破坏模式以及边坡的沉降变形规律.结果表明,露井联采下安太堡南帮边坡存在3种破坏模式:1435～1450平台的沉降破坏、1390～1435平台的沉降和滑移复合破坏,并最终转为滑移破坏、1280～1390平台的滑移破坏. 并指出在4#和9#煤复合开采产生的地表沉降中9#煤占总沉降量的60%以上.通过模拟得出,安太堡南帮实际边坡位置应整体后移20m,使井工开采工作面开切眼的位置由原1390台阶下移到1405台阶下,保证其开切眼所在位置至露天边坡台阶的垂直安全高度应在131m以上,该结论有效地解决了多年来困扰安太堡南帮露井联采边坡稳定性问题.     

冷水坑斑岩型银铅锌矿床成矿流体特征研究

斑岩型银铅锌矿床世界上并不多见, 目前我国典型斑岩型银铅锌矿床仅冷水坑一处。笔者通过对冷水坑斑岩型银铅锌矿床的流体包裹体地球化学、稳定同位素地球化学研究, 结合岩相学研究、激光拉曼探针(LRM)和扫描电镜/能谱(SEM/EDS)测试, 揭示了冷水坑斑岩型银铅锌矿床成矿流体特征及演化过程, 并进一步探讨了成矿物质来源和矿床成矿机制。研究表明, 冷水坑矿床成矿流体及主要成矿元素(硫)来自于斑岩系统, 大气水在整个成矿过程中均有不同程度的参与。