广花盆地南部金沙洲岩溶演变及环境特征

根据大量的地质钻探资料结合多种物探手段,在查明金沙洲地质环境条件的基础上,深入分析金沙洲岩溶发育的控制因素、岩溶发育程度及岩溶发育的分布规律,并对碳酸盐岩的溶蚀机理进行了探讨。分析研究表明,金沙洲大面积碳酸盐岩岩溶发育受到矿物组分、结构构造、机械破坏、溶蚀面积和溶蚀率等多方面的综合影响;受断裂构造影响越强烈部位,岩溶越发育,沿断裂两侧各100m范围内,单孔岩溶率、单个溶洞高度及溶洞发育层数均明显强于外部范围;总体上,石磴子组及壶天群灰岩岩溶属中等-强发育等级,大塱山组泥质粉砂岩岩溶属弱发育等级;纵向上,灰岩岩溶发育强度随深度增加而呈递减态势,而可溶性泥质粉砂岩由于可溶岩组分分布不均匀,纵向岩溶发育强度的规律性不明显。进一步分析显示,在岩溶强发育地段有利于土洞的形成,并容易发生岩溶地面塌陷。     

巴丹吉林盆地沙枣泉铀矿床成矿特征与成矿模式

巴丹吉林盆地是我国砂岩型铀矿产地之一。笔者通过沙枣泉地区地质调查、钻探查证和地球化学分析等,对该区铀成矿地质背景、矿床地质特征进行研究,重点探讨了沙枣泉铀矿床成因和成矿模式。依据沙枣泉地区的构造及盆地演化、铀矿化特征、控矿因素和成矿年龄等,认为区内铀成矿具有两阶段特征:即同生预富集矿化阶段和后生氧化改造富集成矿阶段;铀矿体主要赋存在早白垩世晚期的构造-沉积转化面,产于盆地形成后由于构造运动所产生的向斜凹陷部位。     

高放废物地质处置北山预选区旧井和新场花岗岩填隙方解石同位素地球化学

为了探讨高放废物地质处置甘肃北山预选区旧井和新场预选地段的古地下流体来源、成因、化学演化历史以及水-岩相互作用,文章系统研究了该地段花岗岩填隙方解石的产出特征及其碳、氧、锶同位素的组成特征。测试结果表明,旧井和新场方解石的δ13 C组成均较稳定且为负值(分别为-11.6‰~-5.7‰和-9.9‰~-5.1‰);δ18 O分别为-0.7‰~19.7‰和10.9‰~21.9‰,旧井方解石具有更宽的δ18 O取值范围。87 Sr/86 Sr也略有差异,旧井为0.708584~0.718749,新场为0.708838~0.732967,二者随深度增加而呈明显的降低趋势。研究表明,北山预选区地下流体来源及成因较复杂,浅部地下水受大气降水的影响较大,深部流体则主要源于地下咸水,为低温流体蚀变成因。花岗岩裂隙中的水-岩反应强度总体较弱,地下水环境相对稳定。相比较而言,新场岩体深部的地球化学环境更稳定,更有利于高放废物的长期处置。     

三轴应力状态下盐岩强度分析探讨

通过分析盐岩在三轴应力状态下的变形,说明了较高围压下盐岩的大变形特性,提出了三轴应力状态下,利用轴向荷载除以试件初始横截面面积得到应力-应变关系存在的问题,据此对工程应变和对数应变进行了分析和对比,阐明了这两种应变的适用条件,并开展了不同围压下的试验测试和对试验结果对比分析。研究揭示了应利用对数应变分析盐岩的大变形特性和对变形后的应力进行修正,得到了盐岩的工程应变和对数应变均可表示为围压的线性函数,围压为20 MPa时的轴向压缩变形量是5 MPa时的3.09倍。围压越高,对数应变修正得到的最大轴向应力与不修正的差值越大,用对数应变修正后的轴向应力低于不修正的结果,围压达到20 MPa时,前者仅为后者的63.85%。     

软岩三轴加-卸载试验的破坏特征及抗压强度取值方法研究

软岩三轴加、卸载试验中的抗压强度参数取值是一个非常关键的问题,目前还没有比较确定的方法,通常根据经验或工程要求确定。基于此,结合一组砂质泥岩的三轴加、卸载试验进行了详细研究,试验结果表明:(1)当围压大于10 MPa时,不论是三轴加载试验还是卸载试验,砂质泥岩均表现出明显的应变硬化特性;(2)砂质泥岩在三轴压缩和三轴卸荷两种应力路径的力学响应差别明显,在卸荷条件下通常只存在一条完整的剪切破坏面,而压缩条件下岩样没有明显的控制破裂面,并且剪胀效应明显;(3)将半对数法引入到软岩三轴加、卸载试验数据分析中,可以比较方便地确定软岩三轴加、卸载试验的抗压强度;(4)基于三轴加、卸载试验过程中的应力、应变增量分析,将软岩变形破坏过程分为3个阶段:平滑阶段、规则跳跃阶段和急剧跳跃阶段,各阶段划分的意义明确,可以作为抗压强度确定时的重要参考,因此,在软岩三轴试验数据分析时,可以综合采用这两种方法。研究提出的抗压强度确定方法可操作性强,在其他软岩三轴试验数据分析中值得参考借鉴。     

黄土陡坡降雨冲刷试验及其三维颗粒流流-固耦合模拟

针对坡角为70°的黄土边坡,进行2.7 mm/min降雨强度下的室内坡面冲刷试验。根据边坡冲刷破坏的过程特征,将边坡侵蚀方式演变过程归纳为试验初期的片蚀、中期的细沟侵蚀、到后期的切沟侵蚀和坍塌。试验中坡顶处侵蚀强度大于其他部位,当坡面形成上下贯通的切沟之后,水流开始掏蚀沟槽底部土体,随着冲刷的持续,切沟两侧土体强度降低,坡顶土体发生坍塌。以此为基础利用三维颗粒流软件PFC3D对边坡降雨冲刷过程进行流-固耦合模拟,在模拟颗粒大变形的同时得到颗粒运动轨迹、孔隙率、流体单元内流速等重要参数,这些参数的定量变化过程反映了降雨过程中边坡遭受侵蚀程度及水流侵蚀能力的分布规律:坡顶处侵蚀最为强烈、水流侵蚀能力最强,且两者随高度降低呈减小趋势,与室内试验结果一致。     

爆炸地震波作用下盾构隧道动力响应分析

盾构隧道衬砌由于各种类型接头的存在而与整体式衬砌的力学特性存在较大差异。将盾构隧道衬砌结构看作由弹塑性铰链连接的刚性管片组成,考虑围岩介质的黏弹性,提出了爆炸地震波作用下盾构隧道动力分析的简化计算方法。采用该方法对南京地铁盾构段典型横断面进行了动力分析,研究了爆炸地震波入射角度、围岩介质特性及管片厚度对结构受力与变形的影响规律。分析结果表明:波入射角度对盾构隧道有很大影响,斜入射时结构的动力响应要大于垂直入射时结构的动力响应;围岩介质等级越高,围岩对隧道结构的约束越强,隧道的抗爆性能越好;管片厚度的增大会增大结构的内力,合理设置管片厚度有利于提高盾构隧道抗爆性能。     

格构锚固体系梁下土体反力分布规律的试验研究

应用地质力学方法,开展格构锚固体系与滑坡体相互作用的模型试验,利用土压力计测量作用于格梁底部的土体反力,研究滑坡防治中格构锚固体系梁下土体反力的分布规律。结果表明:格构梁各排横梁及竖肋在滑坡滑动时的受力模式基本相同,具有节点处大跨中小的规律;滑坡滑动时,各排锚索格梁同时受力、同时发生变位,但自上而下所承担的滑坡推力不均等,具有最上排格梁受力最大、中排次之、下排最小的特点。最后,分析了产生测试误差的原因,并建议提高岩土体的测试技术及方法,为格构锚固体系结构优化设计研究提供一定的借鉴思路。     

矿业遗迹调查、分类与评价方法初探

为实现资源枯竭型矿业城市的可持续发展与经济转型,我国近年正在积极推进矿山公园的申报与建设,但对于作为矿山公园核心景观的矿业遗迹方面的研究,特别是针对矿业遗迹调查、分类与评价方面的研究较少。通过对典型煤矿类与典型铜矿类国家矿山公园进行实地调研,设计矿业遗迹调查技术流程;提出以《中国国家矿山公园建设指南》为基础,使用统一的代码建立矿业遗迹数据库;建立矿业遗迹评价指标体系与综合评价模型,选择层次分析法(AHP)进行定量评价,指标体系划分为3个层次,对自然属性、价值属性、发展潜力、传承能力与附加价值等五个方面进行评价,划分珍惜级、重要级、一般级三个等级。该评价方法在实际运用中效果良好,对提高国土资源部矿业遗迹管理水平和准确评价矿业遗迹价值提供支撑。     

广西凤山至凌云一带岩溶水文地质条件与“6·28”震群关系研究

2010年6月28日至8月中旬,广西凤山县至凌云县一带发生3级震群活动(简称"6·28"震群,亦称凌云—凤山3级震群活动),该震群震源浅、频次高、烈度大、灾害重。"6·28"震群发生于包容式岩溶区,该区降雨集中,地下水暴涨暴落,受地层岩性、地质构造及外源水的控制,岩溶发育强烈,巨大洞穴多处可见,尤其发现多处岩溶反虹管。文章通过对地震时的表象现象调查及深入研究当地岩溶水文地质条件,发现"6·28"震群震区存在岩溶气爆地震及岩溶陷落地震的有利条件,并通过研究期间的监测验证,认为"6·28"震群存在岩溶气爆地震及岩溶陷落地震,属暴雨诱发的岩溶震群活动。