原状及重塑黄土双轴试验微观力学特征离散元模拟

黄土作为一种特殊的颗粒材料,微观上颗粒组成的结构决定了其力学特性.原状及重塑黄土因结构的差异而具有不同的力学特性.针对黄土结构性如何影响其力学特征这一基本问题,开展基于电镜扫描获取细观颗粒信息,同时考虑颗粒形状、颗粒破碎可能性进行建模的离散单元法进行原状黄土和饱和重塑土在恒定应变速率双轴试验下的宏观力学和细观力学性能研...     

珠江河网横向汊道水面线演变过程及原因探讨 ——以东平水道为例

基于1960-2016年东平水道三水、紫洞、澜石、浮标厂月均潮差、余水位数据及三水、马口站月均流量数据,以1993年三水-马口分流比突变为切入口,探讨余水位坡度及潮波衰减率等径-潮动力改变下,东平水道水面线与余水位曲率的时空演变特征及其影响因素.结果表明:东平水道在1993年三水分流比剧增之后,1)余水位坡度或潮波衰减...     

伏牛山构造带变质流体脉变形特征及构造意义

伏牛山构造带由多条近平行的断裂带和夹持其间的变形岩片组成,洛南-栾川断裂带和瓦穴子-乔端断裂带为其中的两条主要断裂带。这两条断裂带虽遭受多期强烈构造活动的影响,但主造山期的构造特征至今仍然保存完好,并以中深层次的韧性剪切变形为主,形成了典型的糜棱岩和同构造期石英脉。本文从宏观、微观、超微观变形特征及年龄等方面对这些变质流体脉进行了研究,以探讨与其形成密切相关的构造活动特征、年代及其在秦岭造山带和华北板块南缘强变形带中的作用。石英脉中石英颗粒动态重结晶特征总体显示远离剪切带只有少量的膨凸式,靠近断裂带为亚颗粒式,形成核-幔结构,位错特征显示远离剪切带位错密度较小,靠近断裂带较大,位错形态显示瓦乔断裂带以挤压为主,洛南-栾川断裂带以剪切为主。两条断裂带石英脉的变形特征说明它们的糜棱岩化过程均为塑性变形中的晶质塑性变形,形成过程均为挤压在先,剪切在后。所测糜棱岩中石英脉的ESR年龄分别为372.9±30.0 Ma、275.0±20.0 Ma和218.0±20.0 Ma,真实地记录了晚加里东至中-晚海西期北秦岭的构造活动及所受影响。其中372.9±30.0 Ma是宽坪岩块向华北板块下的斜向俯冲汇聚和走滑的年代, 275.0±20.0 Ma是瓦乔断裂带的形成年龄。218.0±20.0 Ma的年龄则反映了华南、华北两大板块印支晚期全面闭合作用在秦岭造山带内部的影响。从以上3个年龄可以看出:北秦岭各构造带自北向南演化,时代上自北向南变新。     

火山玻璃风化层的透射电镜研究

利用透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDX)研究了长白山天池火山1000年和4000年前两次大喷发产生的火山玻璃风化层特征.TEM分析显示,4000年前大喷发浮岩中的火山玻璃风化层平均厚度3.7 mm,1000年前大喷发浮岩中的火山玻璃风化层平均厚度为1.0 mm.EDX分析显示,两次大喷发浮岩中的火山玻璃风化层化学组成与火山玻璃相比富Al、Fe,而si减少.火山玻璃风化层富Al发生在Al的浓度较高的中到弱酸溶液中(pH=5～6),火山玻璃表面形成含有少量的非晶质的Al、Si、Fe物质,这些非品质的次生物质是火山玻璃风化早期阶段形成的.天池火山喷发物中火山玻璃的微观特征的差异可能与火山喷发年代和喷发后的环境有关,研究天池火山不同期次喷发物中火山玻璃的微观特征具有一定的理论和实际应用价值.     

沿海地区地面沉降的地质分析

随着世界经济的发展、人口的膨胀以及城市化进程的加快,环境对人类的生产生活的制约性也日益加强,发生在新生代沉积软粘土地层上的地面高程损失（主要由地面沉降造成）成为世界性关注的重大环境问题之一。软粘土地层的地面沉降包括自然沉降和人为沉降两方面。因此,土力学者和地质学家从工程学界和地质-沉积两个不同的方面对地面沉降机制进行了研究,并且以对前者的关注为主。工程土力学中沉降的是由软粘土的固结压缩导致的。本文结合地质因素对发生在软粘土地层上的地面沉降问题进行了分析。     

基于季节冻土微观结构特征的神经网络冻胀率仿真预测

为了寻求基于宏观-微观物理参数间接得到季节冻土冻胀率的途径, 根据现有技术手段容易测试到土的性质参数, 利用BP神经网络法对季节冻土冻胀率进行预测. 选取微观孔隙参数及结构单元体参数各4个、 外部条件参数3个共11个参数, 建立季节冻土冻胀率神经网络预测模型. 结果表明: 在33个检验样本中, 误差最大为0.19, 最小为0.00, 有4个样本的误差在0.1~0.19之间, 其他样本误差都在0.05以下, 占总样本数的88%, 说明模型能反映冻胀变化的基本趋势. 因此, 文中建立的基于11个宏观微观物理参数的BP神经网络冻胀率预测模型是可行的.     

粘性土微观结构简易定量分析法

作者根据计算机图像处理的基本原则，探索出一套粘性土微观结构简易定量分析法，经检验，这种方法简易，有效，对推广岩土结构定量化具有重要意义。     

山西灵丘支家地铅锌银矿矿石微观组构及地球化学特征对成矿期次的指示意义

山西灵丘支家地铅锌银矿床为中生代隐爆角砾岩型多金属热液矿床。通过显微镜、扫描电镜对矿石进行观察,发现矿石发育显示不同成矿阶段的矿物组合,矿物溶蚀结构、硫化物角砾、脉状、环带等结构构造,并分析了这些结构构造对成矿期次的指示意义;黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等硫化物的S、Fe、Cu、Zn、Pb、Ag、In、Sn、Sb元素含量分布显示早期成矿阶段形成的硫化物较晚期的富Ag、In、Sn、Sb;不同成矿阶段的方铅矿Pb同位素组成没有明显差别。矿石的微观结构构造、硫化物元素组成特征说明该矿区发育两次成矿作用,而且二者间存在构造及热液蚀变的间断,Pb同位素特征则说明两次成矿发生于同一大地构造背景,该认识为该矿成矿模型的建立及找矿工作提供了新思路。     

利用扫描电镜、压汞法、氮气吸附法评价近海黏土孔隙特征

近海地区黏土的微观结构单元--黏土畴中含有大量的粒内孔隙,其孔径小至纳米级,这部分孔隙对黏土的物理指标、水稳性、膨胀性、收缩性等具有重要影响,一般方法很难准确地描述其孔隙特征。试验利用扫描电镜、压汞法、氮气吸附法对湛江黏土的微观孔隙特征及其孔隙发育的控制因素分析,建立微观结构与物理指标、力学行为的相互关系与灵敏性分析。结果表明,湛江黏土具有不良物理性质和良好力学特性指标的异常组合,是一种高灵敏性的强胶结结构性黏性土,其机制主要是：湛江黏土的微观结构为带有胶质联结特性的、定向性无序的开放式絮凝结构,孔隙结构为具有较高的强度和空间稳定性的边－面－角联结的空间网架系统。由于特殊的孔隙网架结构以及“墨水瓶”型孔隙的存在,导致退汞过程出现滞留现象及产生吸附回线。研究表明,联合扫描电镜、压汞法、氮气吸附法能够准确、完整地对近海地区黏土孔隙体系特征进行定性与定量的评价。     

基于微观结构的青藏高原风积沙导热系数变化机理研究

风积沙作为青藏高原一种重要的局地因素, 改变了多年冻土的赋存条件. 风积沙的导热系数特征对预报分析其对冻土赋存有利或者不利具有重要作用. 采用非稳态法对青藏高原红梁河风积沙进行了导热系数测试, 并结合电镜扫描/能谱分析, 从微观结构的角度探讨了风积沙的导热系数变化机理. 结果表明: 研究区风积沙平均粒度为242.427 μm; 标准偏差值为0.125, 分选极好; 偏度为0.359, 接近对称; 峰度值为1.086, 峰态中等; 颗粒粒径主要分布在75～500 μm之间, 沙粒均匀, 不含黏土及砾石成分, 自然堆积状态下其孔隙率为0.391. 天然状态下的风积沙颗粒呈类球形, 颗粒磨圆度高, 点与点接触, 颗粒间孔隙较大; 表面有明显撞击坑和擦痕, 这导致颗粒的比表面积增大, 连通性增强, 孔隙率增加. 干燥状态下风积沙颗粒的相互接触面积较小, 孔隙由空气填充, 导热系数较低; 而在湿润状态下, 正温时孔隙中的水间接增大了风积沙的接触面积, 导致其导热系数增大; 负温时, 孔隙内的水变成冰, 从而导致导热系数进一步增大. 天然状态下, 暖季地表风积沙含水量较低, 导热系数较低, 而冷季地表风积沙含水量较大, 导热系数较大. 此外, 风积沙为颗粒物质, 表面光滑, 颗粒之间粘性小, 孔隙未被填堵, 结构松散, 这些因素导致自然堆积状态下其渗透系数较一般细砂大, 透水性良好, 保水性差, 是防冻胀较好的换填材料.