基于响应面法的高堆石坝瞬变-流变参数反演方法

如何准确确定原级配堆石体的力学参数是高堆石坝建设中亟待解决的一个关键问题,参数反演是解决这一问题的可行方法之一,传统的参数反演方法因需要进行大量的有限元正分析,其计算工作量大,反演效率较低。响应面法可以有效克服以上问题,但已有方法仅针对堆石体的瞬变参数,未考虑流变参数,不能满足堆石坝长期变形预测的需要。综合考虑瞬变和流变参数,通过构造更加合理的响应面函数,提出了基于响应面法的高堆石坝瞬变-流变材料参数反演方法,大大提高了反演的效率和精度。以水布垭面板堆石坝为例,采用该方法对坝体瞬变和流变参数进行了反演分析。反演结果表明,计算值与实测值在数值和变化规律上总体符合较好,反演结果合理可靠且更加高效。     

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。     

考虑加载过程及桩体固结变形的碎石桩复合地基固结解析解

为了完善碎石桩复合地基固结理论,通过假设从桩体排出的水量等于流入桩体的水量与桩体体积变化之和以及地基扰动区土体水平渗透系数呈线性变化,并考虑上部荷载逐渐施加,推导了考虑桩体体积变化的碎石桩复合地基超静孔压及固结度解析解。当加载时间趋于零时,本文解可退化为瞬时加载情况下的解;当加载时间及桩径同时趋于零时,本文解可进一步退化为Terzaghi一维固结解,这证明了本文解的正确性。通过与已有解的比较,对地基固结性状进行了分析。结果表明,加载过程对地基固结度影响显著,加载历时越长,固结越慢;在各种条件下,不考虑桩体固结变形时地基固结始终比考虑桩体变形时快,并且其影响随着加载历时变小、桩径比变小、桩土模量比变小、桩土渗透系数变小而逐渐增大,这说明在实际工程固结计算中不考虑桩体固结变形是偏于不安全的。     

龙门山飞仙关断层传播褶皱磁组构特征及构造意义

沿龙门山南段冲断前锋带飞仙关断层传播褶铍剖面钻取了270个磁组构定向岩芯样品,对其进行了磁性矿物与磁组构分析。通过等温剩磁和三轴热退磁实验确定了样品中的主要载磁矿物为赤铁矿。磁组构测试结果显示27个采样点的磁组构为中间组构与构造组构两种类型。通过对各点磁组构特征及各项磁组构参数进行详细分析,再结合断层传播褶皱运动学模型,得出断层传播褶皱形成过程中岩石应变及磁组构演化：断层扩展前的平行层缩短作用把原始的沉积组构改造成为中问组构;在断层扩展过程中,两翼地层的旋转抬升产生的简单剪切作用对地层磁化率各向异性产生影响,使得校正的磁化率各向异性度Pj值局部升高,以及在剪切变形强烈的区域形成构造磁组构。     

青藏公路路基变形分析

为研究青藏公路多年冻土人为上限在退化过程中对路基变形产生的影响过程和程度, 在唐古拉山以南选择了3处具有代表性的路面进行了为期2 a的路面变形观测. 资料表明, 在多年冻土人为上限退化过程中随着公路路基结构、冻土类型的不同, 路基变形从冻胀和融沉过程、冻胀量和融沉量、发生的时间都有很大的不同. 在高含冰量多年冻土区采用半挖半填结构产生的路基变形最为剧烈, 在含冰量相对少且采用较高路堤结构的地段路基变形过程相对平缓. 同时结合探地雷达的勘察结果对路基下的融化区、多年冻土区的内部结构进行了分析. 结果显示,多年冻土人为上限的下移、地下冰的融化会在多年冻土人为上限以上的地质体中导致较强烈的层间错动和扰动.     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987114000395

The study of fluid inclusions in high-grade rocks is especially challenging as the host minerals have been normally subjected to deformation, recrystallization and fluid-rock interaction so that primary in- clusions, formed at the peak of metamorphism are rare. The larger part of the fluid inclusions found in metamorphic minerals is typically modified during uplift. These late processes may strongly disguise the characteristics of the ＂original＂ peak metamorphic fluid. A detailed microstructural analysis of the host minerals, notably quartz, is therefore indispensable for a proper interpretation of fluid inclusions. Cathodoluminescence （CL） techniques combined with trace element analysis of quartz （EPMA, LA- [CPMS） have shown to be very helpful in deciphering the rock-fluid evolution. Whereas high-grade metamorphic quartz may have relatively high contents of trace elements like Ti and A1, low- temperature re-equilibrated quartz typically shows reduced trace element concentrations. The result- ing microstructures in CL can be basically distinguished in diffusion patterns （along microfractures and grain boundaries）, and secondary quartz formed by dissolution-reprecipitation. Most of these textures are formed during retrograde fluid-controlled processes between ca. 220 and 500 ℃, i.e. the range of semi-brittle deformation （greenschist-facies） and can be correlated with the fluid inclusions. In this way modified and re-trapped fluids can be identified, even when there are no optical features observed under the microscope.     

中天山南缘桑树园子剪切带早志留世韧性变形事件及其地质意义

桑树园子剪切带位于中天山南缘,经历了多期韧性变形事件。对其变形样式和变形历史进行深入研究有利于加深对天山造山带构造演化的认识。本文对剪切带北部发生强烈韧性变形的岩石进行变形样式及相关年代学研究,识别出一期早志留世右旋剪切运动。该期走滑剪切事件造成部分前寒武纪斜长角闪岩发生深熔作用形成浅色脉体,使花岗闪长岩发生强烈的糜棱岩化石,并伴随同构造花岗质脉体的侵入。斜长角闪岩中浅色脉体中的锆石具弱的振荡环带或无环带,Th/U比值较低,具深熔作用中新生锆石的特点,其206Pb/238U加权平均年龄为430.1Ma。糜棱状花岗闪长岩样品锆石核部LAICPMS U-Pb年龄为496.3Ma,是中天山北缘古天山洋向南俯冲的记录。其锆石的变质增生边给出430.5Ma的年龄,记录了花岗闪长岩遭受后期糜棱岩化改造的时间。侵入花岗闪长岩中的同构造花岗质脉体也给出较为一致的432.9Ma的锆石结晶年龄。这一年龄范围与中天山北缘古天山洋盆闭合的时间一致,因此桑树园子剪切带北部在~430Ma的右旋走滑事件可能是吐哈地块与中天山碰撞事件的陆内响应。     

固定式钻孔倾斜仪在滑坡示范监测中的应用

固定式钻孔倾斜仪具有灵敏度高、精度高的特点,并可以实现数据的自动连续采集,是测定滑坡体沿滑带产生的变形方向、变形量、变形速率,判断滑体深部变形状态的行之有效的监测仪器之一。本文通过对EL固定式钻孔倾斜仪的介绍,分析了其优缺点,并结合在巫山县向家沟滑坡实时监测中的应用,说明该仪器在滑坡示范监测中的能发挥较好的作用。     

影响地下应力状态的构造作用

成岩成矿的外部条件中压力是很重要的因素.地下岩石所受的压力不仅来自上覆岩石的重力,而且来自构造力和热力及其它力.这些力合成一个三轴不等的应力状态,相当一个以最短轴为半径的球状应力迭加一个差应力.前者影响成岩成矿和变质作用,后者控制岩石变形和组构的变化.通过三维应变应力测量,这两部分力通过计算是可以区分开的,因而这将是建立地下深度测算新方法的一个基础.     

阿尔金北缘岩石变形机制——来自X光组构分析的证据

对阿尔金北缘地区变形蚀变花岗岩、花岗质糜棱岩、变形酸性火山岩和变形英安质凝灰岩中石英和绢云母2种矿物进行X光岩石组构分析,认为本区岩石变形比较明显,宏观面理近于东西向展布,绢云母变形较强,平行于面理定向排列;而石英以底面或近底面滑移为主,部分样品兼有柱面Ⅰ型滑移和柱面Ⅱ型滑移,反映本区岩石变形机制为中浅层次的脆-韧性变形(10~15km、250~350℃、0.25~0.40GPa)。通过岩石组构特征与宏观面理产状,推断本区韧性变形以右行运动为主,与板块碰撞在阿尔金北缘大平沟地区产生的韧性变形带特征一致。