渗流作用下粗粒土冻结壁交圈规律及预测模型探索

由于渗流作用下的冻结壁发育规律不明等原因,部分冻结法施工工程依靠人工经验,缺乏科学的预测模型,与精准化设计和控制还有很长的距离。为探索渗流作用下冻结法施工中粗粒土层冻结壁的演化规律,本文首先建立冻结法施工数值模型,并通过室内模型试验反演验证所建立模型的有效性和适用性。之后,考虑渗流速度、冻结管间距、环境温度、含水率和导热系数等五个因素,开展冻结壁形成正交数值试验,确定冻结壁交圈时间和厚度的主控因素。最后,通过数值模拟研究主控因素作用下冻结壁的发育和演化规律。基于结果建立临界流速、冻结壁厚度、冻结壁交圈时间的预测模型,给出冻结法施工参数的选择方案。结果表明,建立的冻土水热相变耦合模型可有效模拟渗流条件下土体冻结过程,能够满足冻结壁发育过程计算分析的需要。基于正交数值试验结果发现,渗流速度对冻结壁厚度和交圈时间的贡献百分比分别为78%和52%,是影响冻结壁能否交圈和最终厚度的主控因素。当渗流速度超过一定阈值时,冻结壁无法交圈。本文将这一阈值定义为冻结法施工中的临界流速。当冻结壁能够交圈,其最终形成的冻结壁厚度也主要由渗流速度决定,二者呈负指数函数关系。冻结管间距对冻结壁最终厚度影响不大,但...     

西昆仑塔什库尔干地区赞坎铁矿床磁铁矿元素地球化学特征及其对成矿的制约

赞坎铁矿床是塔什库尔干地区一个典型的沉积变质型铁矿,具有多阶段成矿的特征,是塔什库尔干地区铁矿成矿作用演化的典型代表。文章将赞坎铁矿床主要矿石矿物磁铁矿的形成划分为3个世代,分别为条带状磁铁矿、浸染状磁铁矿和粗晶脉状或块状磁铁矿,分别代表3个成矿阶段的产物。电子探针和LAICP-MS原位分析表明,赞坎铁矿从条带状磁铁矿到粗晶块状磁铁矿随着磁铁矿的成矿演化主量元素中Al元素有减少的趋势,而Ti、Mn、Mg、V元素均具有增加的趋势;微量元素中Co、Nb、Hf、Ta等具有减少的趋势,Sc、Ga、Zr、Sn等元素具有增加的趋势。根据以上各成矿阶段中磁铁矿成分变化,并结合前人的研究成果发现,赞坎铁矿早期条带状磁铁矿与火山沉积作用有关,成矿后期特别是在粗晶块状和脉状磁铁矿阶段受岩浆热液影响明显,富铁矿有岩浆热液的参与。     

用长周期地震体波波形资料反演1990年青海共和地震的震源过程.

以广义反射、透射系数矩阵方法计算Green函数，用中国数字地震台网记录的1990年4月26日青海共和MS=6.9地震及5月7日发生的一次MS=5.0余震的长周期体波资料进行了矩张量反演.反演结果表明，MS=5.0余震是一次比较简单的事件,而主震的破裂过程则较为复杂,它至少是由时间相隔约35 s的两次事件构成．两次事件的震源机制与余震的一致，都是以逆冲为主的左旋-逆断层滑动，表明共和地震是共和盆地南部边缘的一条NWW向隐伏断层在接近水平的NE向压应力作用下自NW朝SE方向由较浅部往深部的进一步扩展.      

长江流域中央造山系盆-山体系的构造样式分析及其动力学机制探讨

盆地和造山带是在空间展布和形成机制上具有密切联系的构造体系。盆 -山体系的构造样式分析 ,不仅可以重塑造山带及其邻区盆地的盆山耦合过程和景观演化 ,而且是探索造山作用对地貌、气候、资源、能源、环境和灾害等方面控制作用的基础。按照地球动力学环境 ,可以归纳为三种主要类型 ,即伸展、挤压、走滑盆 -山体系 ,结合其所处的大地构造体制和板块运动阶段 ,可以得出盆 -山体系构造样式的综合分类方案。长江流域的地质 -生态环境与自然灾害受到中新生代以来地壳运动和秦岭 -大别等造山作用的严格制约与影响。根据盆地原型和盆缘造山带之间的配置关系和成因联系 ,研究区长江流域中央造山系的典型盆 -山体系构造样式主要有桐柏 -大别造山带与中扬子北缘的江汉洞庭断陷盆地 ,秦巴边缘冲断造山带与上扬子北缘的四川前陆盆地。本文按同造山期、晚造山期和后造山期演化阶段 ,依此分析两个典型盆 -山体系的构造样式演化特征及其动力学机制探讨     

石榴石辉石岩的单斜辉石中韭闪石和钛铁矿出溶结构及地质意义

本文首次报道了在苏鲁超高压变质带胡家岭地区石榴石辉石岩中发现的韭闪石出溶结构。该石榴石辉石岩是由石榴子石、单斜辉石以及镁铝尖晶石、钛铁矿和磁铁矿组成。在石榴子石巨斑晶中有单斜辉石包体，单斜辉石包体中又有石榴子石包体以及大量韭闪石出溶片晶和钛铁矿( 磁铁矿)出溶棒。单斜辉石中韭闪石出溶片晶呈平行条带状，其宽度在1～10μm之间。透射电子显微镜(TEM)观察韭闪石的(010)面平行于主晶透辉石的(010)面，且两者的界面在纳米尺度上是连续过渡的，证明韭闪石是出溶形成的。大量钛铁矿出溶棒的定向排列也显示出它们是自然出溶形成的。从单斜辉石出溶的矿物组合推测其原始单斜辉石成分中应富含H2O、Na和Ti，属高压型单斜辉石。该石榴石辉石岩经历了超高压变质作用后，在抬升减压过程中形成这些出溶结构。大量钛铁矿出溶棒均斜切韭闪石出溶片晶，表明该超高压岩石在减压过程中至少经历了两期以上导致温压明显变化的地质事件。     

用细胞自动机模型模拟地震活动过程的时空分布

本文基于Ｂｕｒｒｉｄｇｅ，Ｋｎｏｐｏｆｆ（１９６７）的弹簧滑块模型和Ｂａｋ（１９８８）提出的细胞自动化模型，结合一些基本的物理概念和一些已知的观测结果，构造了用于观察一定区域内带断层的细胞自动化模型，得到了与实际地震活动类似的时空分布规律，验证并肯定了一些地震预报手段。     

典型表层岩溶泉域植被对降雨的再分配研究

本文在表层岩溶泉域植被结构特征分析的基础上,监测桂林丫吉试验场S31号泉域内香椿和云实两种主要植被的穿透雨和树干径流特征以及钻孔和表层岩溶水的变化。结果表明:香椿林的总穿透雨量1 861.83 mm,占总降雨总量的59.65%;云实灌丛总的穿透雨量为1 626.42 mm,占总降雨量的52.11%;穿透雨率随降雨量增加而减少。香椿林的树干径流总量为89.4 mm,占总降雨量的2.86%;云实灌丛的树干径流总量为27.79 mm,占总降雨量的0.89%;香椿林和云实灌丛的林冠截留总量分别为1 169.97 mm和1 466.99 mm,平均截留率为37.48%和47.01%;用水量平衡法计算得出以灌丛覆盖为主的S31号表层岩溶泉域年蒸散量为1 623.81 mm,占降水量的52.03 %,年径流深度为1 497.39 mm,占降水量的47.97%。植被冠层改变了降雨对表层岩溶带的补给形式和补给量。降雨经过植被冠层的截留后转化成穿透雨和树干径流进入表层岩溶带,穿透雨以连续波状的形式补给表层岩溶带,而树干径流则以快速集中的方式补给表层岩溶带。      

全吸力范围内土-水特征曲线的快速测定方法

传统的宽（全）吸力范围内的土-水特征曲线（SWCC）测量方法动辄耗时数月。为了更好地使非饱和土力学理论指导工程实践,SWCC的快速测定显得尤为关键。为开发宽（全）吸力范围内SWCC的快速测定方法,联合压力板法、并行滤纸法、露点水势仪法进行了两种不同土体的宽吸力范围内SWCC的测定试验。试验结果表明：（1）并行滤纸法与串行滤纸法的试验结果能较好地吻合,故可采用并行滤纸法代替串行滤纸法以缩短测量时间;（2）当测量的试验数据满足SWCC的大致形状时（或满足工程设计需求时）,可适当减少试验数量,以提高测定效率,联合测定方法测量一条完整的SWCC仅需要10～12个点即可完成;（3）联合测定方法可将SWCC测量时间由数月缩短至7～10 d。所提出的联合测定方法实现了宽（全）吸力范围内SWCC的快速、精准测定,有望使得SWCC的测量成为常规的土工试验。