铁路施工中处理岩溶塌陷的几点认识

根据多年来从事铁路岩溶塌陷调查和整治的经验,阐述对铁路工程施工中岩溶塌陷的机制和整治措施的几点初步认识。     

青藏高原化雪迟早的辐射效应对季节变化的影响

利用大气物理所九层菱形截断１５波大气环流谱模式进行数值试验，研究青藏高原化雪迟早之辐射效应对季节变化的影响。共进行了正常态（ＣＯＮ），化雪迟（ＭＳＮ），化雪早（ＬＳＮ）三个试验。高原第ｉ月积雪状况在ＣＯＮ中取ｉ月气候平均值，在ＭＳＮ中取（ｉ—１）月的气候平均状况，在ＬＳＮ中则取（ｉ＋ｌ）月的气候状况。每个试验都从１月１日气候平均状况出发，积分至１０月。通过比较各试验结果分析化雪迟早的气候效应。结果表明，高原化雪的迟早改变了进入地表的辐射通量，从而改变了地表对大气的加热，由此影响东亚地区的季节变化。化雪迟则高原上春季进入地表的辐射通量减少，导致地表的潜热通量和向外长波辐射减弱。尤其是感热通量的减弱更为严重。一般情况下，高原在冬季为大气的感热汇，３月下旬变为大气的感热源。多雪时，这一变化推迟了近１个月。与之相应，２００ｈＰａ高原上空的南亚高压建立迟，印度西南季风爆发也迟。造成夏季风降水在印度偏少，在中印度半岛和广东沿海偏多。     

岩浆活动与构造应力的相互作用及其与火山活动状态的关系

本文考虑一个包含岩浆囊和火山隆起的三维黏弹性地壳有限元模型,通过数值模拟的方法揭示了岩浆活动与构造应力之间的相互作用.首先,在底部岩浆的持续补给作用下,总结了火山地表形变、应力大小和岩浆囊过剩压力在岩浆补给不同状态下的特征和表象;同时本文研究了构造应力场变化对火山岩浆囊应力的影响,发现10 MPa的板块应力作用能够引起岩浆囊内±1.2~1.6 MPa的压力变化,这个量级足以对岩浆囊形成扰动,从而引发各种火山活动.     

2005年新疆乌什6．3级地震前异常特征分析

分析了2005年2月15日乌什6．3级地震前乌什地区的地震活动和前兆异常。乌什6．3级地震前,乌什-柯坪地区中小地震活动有明显的增强-平静过程,符合柯坪块体6级地震轮回规律。研究表明,震前乌什附近地区有5项地震学参数空间扫描和5项地震学参数时间进程存在中短期异常,且存在阿合奇台地倾斜EW分量年变形态改变、固体潮汐畸变和巴楚地应力观测值大幅度波动等前兆异常。     

煤岩组合体冲击破坏的声发射及微震效应规律试验研究

研究由顶板-煤体-底板所构成的煤岩组合体变形破裂声发射和微震的规律,对于研究冲击机制具有重要意义。利用SANS材料试验系统、Disp-24声发射监测系统和TDS-6微震信号采集系统,对单轴受压的不同煤岩组合试样进行声发射和微震试验,得到不同组合试样在受载破坏过程中的声发射和微震信号。试验研究表明：组合试样发生冲击破坏时的声发射和微震信号的强度随试样的单轴抗压强度、冲击倾向性以及其顶板与煤层的高度比值的增加而增强;微震信号的振幅可以反映组合煤岩体的冲击倾向性强弱;微震频谱幅度的分布随着抗压强度和冲击能指数的上升而向高频移动。上述结论对指导现场冲击矿压的监测预警以及评价有着重要意义。     

黄河三角洲海底土波致再悬浮研究

在现代黄河三角洲采集土样,制备室内水槽试验的底床,施加波浪作用,观测波致悬沙含量的变化规律,分析不同波高、作用时间对单位面积底床再悬浮量的影响,及波浪停止作用后悬浮泥沙的静水沉降规律。研究发现,在水深一定条件下底床再悬浮量呈现随波高增大而增大的特性,两者线性拟合的相关性很好;在一定波高的波浪连续作用下,约5 000~6 000个波周期底床再悬浮过程完成;在波浪作用初始阶段底层悬沙含量与中上层的相差很大,悬沙含量垂线结构呈斜线型,稳定阶段的悬沙浓度垂向结构呈准直线型,底层与表层含沙量比值为0.98~1.25,整个水层含量分布均匀;静水沉降过程中当悬沙含量大于1 g/dm3,悬沙含量(SSC)呈现出随时间指数衰减的规律,悬沙浓度与沉降通量呈线性关系。研究结果对认识黄河水下三角洲泥沙运移规律具有一定的科学意义。     

江汉平原钟桥遗址地层揭示的史前洪水事件

通过野外考古调查研究,利用对钟桥遗址疑似古洪水层和研究区现代洪水沉积物的锆石微形态、粒度、磁化率、Rb/Sr等地球化学指标的比较、AMS¹⁴C技术和考古器物断代,发现钟桥遗址在4800~4597 cal. a BP、4479~4367 cal. a BP和4168~3850 cal. a BP分别经历了三次古洪水事件并相应堆积了古洪水沉积层;结合江汉平原及其周边地区众多遗址的古洪水沉积层时代对比证据,揭示了屈家岭文化中晚期（4900~4600 cal. a BP）和石家河文化末期至夏代（4100~3800 cal. a BP）两次大洪水事件在江汉平原地区非常普遍。对史前洪水发生环境背景的进一步分析,反映江汉平原在5000~4500 a BP及4000 a BP前后的时段气候表现得不稳定,古洪水事件与气候环境变化驱动的江汉平原湖群扩张存在一定的联系,并影响区域新石器文化兴衰过程。同时,其它证据也表明该区社会发展过程和环境变化过程特别是古水文过程的矛盾在石家河文化末期已特别突出,发现具有全球意义的4000 a BP前后气候异常引起的大洪水事件是江汉平原地区石家河文化消亡的重要环境因素;而石家河文化末期该区内部或同中原以及其它地区间的冲突,都加速了石家河文化的崩溃。这些研究成果,提供了可靠的大禹时代史前洪水证据来说明其对新石器文化兴衰的社会影响,对于揭示4000 a BP气候事件中区域气候水文变化的响应规律,亦具有重要的科学意义。     

空洞上方浅基础地基破坏模式与极限承载力分析

利用极限分析上限法求解地基极限承载力问题的关键在于构造合适的破坏模式。当地基下方存在空洞时,地基的破坏模式变得相当复杂。通过分析空洞存在时地基的受力特点及破坏形态,将地基破坏范围划分成为不同的刚性区和过渡区,构造了空洞上方条形基础地基的破坏模式。利用上限法,建立与破坏模式对应的速度场,推导了破坏模式不同区域内的耗散功率和外力功率,得到地基极限承载力的目标函数,并采用数学优化方法进行求解,获得了极限承载力的上限解。通过算例分析,讨论了空洞顶板厚度、空洞大小与地基极限承载力的关系,并与无空洞条件下地基极限承载力进行对比分析。结果表明,随着空洞顶板厚度增加,地基极限承载力增加,破坏模式也由地基与空洞之间扩散到地基两侧;空洞顶板厚度存在临界值,当超过此临界值时,空洞对地基极限承载力的影响可忽略。     

细粒沉积物层序地层划分方法初探:以东营凹陷樊页1井沙三下-沙四上亚段泥页岩为例

东营凹陷沙三下-沙四上亚段发育了一套厚层的泥页岩,前人研究认为这一套厚层泥岩是经典层序地层学中的湖进体系域(EST),没有做过进一步的细分。随着近年来页岩油(气)研究的深入开展,地质学家们认识到了泥页岩并非整体一套,而是与砂岩一样也具有明显的非均质性,这就要求针对泥页岩等细粒沉积物的研究要进一步精细化。对于泥页岩的层序研究而言,传统(经典)的划分方法完全不适应(依据经典层序地层接触关系、地震反射特征、岩性组合变化等参数),因此迫切需要寻找一种切实可行的方法对泥页岩进行层序精细划分。通过研究,提出了基于T-R旋回理论的GRP层序划分法。该方法以自然伽马曲线(GR)为基础,结合岩相变化分析,充分利用各类地球化学数据以及GR测井在泥页岩层段响应特征和湖平面T-R旋回变化的耦合关系,进行泥页岩中的旋回识别分析。利用该方法,将东营凹陷樊页1井沙三下—沙四上亚段从下至上划分为7个GRP(GR Parasequence)层序,并进一步分析了控制细粒沉积物层序的因素。