非规则砂岩节理剪切变形本构关系试验研究

岩石节理剪切变形对岩体工程的安全性和稳定性具有重要影响。为研究常法向应力下岩石节理剪切变形本构关系,采用RDS-200型岩石直剪仪对非规则砂岩节理进行了不同法向应力下的直剪试验。根据岩石节理剪切应力?位移全程曲线形状特征,将其依次划分为峰前压密阶段、线性阶段、屈服阶段和峰后软化阶段;根据剪切应力在峰后软化阶段降低幅度和速率大小,将岩石节理剪切应力?位移曲线划分为3种类型：峰后平台型、峰后缓降型和峰后跌落型。基于岩石节理剪切应力?位移曲线各阶段剪切变形特征,采用分段函数建立了岩石节理剪切变形本构模型。与其他模型相比,新提出的岩石节理剪切变形本构模型对试验数据拟合精度更高,更好地描述了岩石节理剪切应力?位移全程曲线。另外,在通过岩石节理直剪试验由经验公式确定模型参数之后,所提出本构模型可在不同法向应力下实现对不同粗糙度岩石节理剪切应力?位移曲线的预测。研究结果对岩石节理剪切变形的数值模拟和工程估计具有一定的实用价值。     

非贯通节理花岗岩剪切断裂力学特性及声发射特征研究

为探究节理岩体在压剪复合作用下的断裂力学行为与破坏机制,采用完整及非贯通节理花岗岩开展了剪切试验,从宏观力学特性、声发射信号特征、颗粒流细观演化规律等多角度进行解析,并提出了一种利用声发射信号特征及其关键信息点预判花岗岩剪切破坏的方法。研究结果表明：节理破坏了岩石完整性,降低了岩石的剪切刚度和峰值剪切强度;此外,节理的存在会影响裂纹的扩展路径和破坏模式,且这种影响会随着法向应力的增加而削弱。法向应力和节理对声发射特征点影响显著,声发射信号的缓慢增长及b值的持续下降可作为岩石剪切破坏的前兆特征;利用声发射信号特征及其关键信息点可以有效预判花岗岩的剪切失稳破坏过程。该研究成果为节理岩体剪切破坏机制分析及其稳定性预测提供了一定参考。     

湘渝黔红色岩溶地貌形成的地质条件及成因分析

湘渝黔交界处红色岩溶地貌为新发现的特殊岩溶地貌,以地层凹凸相间排列和单层蜂窝状形态为明显特征。古生代–新生代研究区处于黔中隆起和雪峰隆起北缘,地层沉积岩相和构造变形受到隆起的影响。目前,关于红色岩溶地貌与隆起的关系未见深入研究。针对这一问题,基于野外露头观测、显微结构分析和元素地球化学分析,从构造变形的角度探讨隆起与红色岩溶地貌之间的因果关系。结果表明,加里东期牯牛潭组形成于干燥、炎热的气候环境,黔中–雪峰隆起的发育影响了沉积水体盐度以及地层中黏土矿物含量,限定了地貌发育区域和基本形态格架;晚印支–早燕山期受雪峰隆起向北西推覆的影响,形成NE向劈理,劈理多沿准同生期“龟裂纹”构造薄弱带发育,劈理与缝合线组合共同围限石灰岩砾石,后期地下水差异溶蚀形成蜂窝状;晚燕山–新构造期雪峰隆起持续向北逆冲,研究区以隆升、剥蚀为主,形成多组共轭节理,红色岩溶地层抬升至近地表,地下水沿节理侵蚀,最终形成红色岩溶地貌。     

不同边界条件下剪切速率对类岩石节理剪切力学特性的影响

为研究不同边界条件下剪切速率对岩石节理剪切力学特性的影响,采用RDS-200型岩石节理剪切试验系统对人工浇筑的具有相同节理形貌的不规则水泥节理试样进行了常法向应力和常法向刚度2种边界条件下5种剪切速率的直剪试验。结果表明：（1）常法向应力边界条件下,随剪切速率增大,相同法向应力下的类岩石节理峰前剪切刚度减速增大,峰值剪切强度和残余剪切强度呈对数降低;随剪切速率增大,类岩石节理黏聚力减速增大,内摩擦角呈对数降低。（2）常法向刚度边界条件下,随剪切速率增大,相同法向应力的类岩石节理峰前剪切刚度减速增大,峰值剪切强度呈对数降低,较高法向应力下的残余剪切强度先增大后减小;随剪切速率增大,类岩石节理黏聚力呈对数降低,内摩擦角减速增大。（3）与常法向应力边界条件相比,常法向刚度条件下,节理黏聚力平均增加了115.85%,内摩擦角平均降低了8.44%;相同初始法向应力和剪切速率下,峰前剪切刚度、峰值剪切强度和残余剪切强度分别平均增加了11.96%、19.47%和32.32%,峰值法向位移平均降低了40.12%。该研究结论可为不同剪切速率下地表和地下工程岩体节理的剪切失稳评价提供一定参考。     

岩石节理微生物诱导碳酸钙沉积封堵渗流演化规律试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积技术(microbially induced calcite precipitation,MICP)在土体加固中应用广泛,但在岩体封堵领域的研究成果还不多见。为了研究岩石节理MICP封堵机制,以透明树脂模拟粗糙岩石节理试件为研究对象,考虑MICP反应影响因素,开展了6种不同工况下的岩石节理MICP封堵室内试验,得到了MICP封堵过程中岩石节理导水系数和水力隙宽变化规律以及相应的碳酸钙时空分布图像。试验结果表明：MICP封堵过程中岩石节理水力隙宽随灌注轮次大致呈线性减小趋势,且水力隙宽减小速率与岩石节理中碳酸钙分布情况密切相关,而MICP反应过程中碳酸钙分布又受灌注速率、固定液、菌液和反应液灌注时长、静置时长等因素影响;6种工况中灌注速率较大、先灌注菌液和固定液静置一段时间再灌注菌液和反应液、灌注和静置时间最长的工况4封堵效率和效果最佳,在仅灌注2轮的情况下可将岩石节理导水系数由40.51×10^–6m²/s减小至0.52×10^–6m²/s,降幅达98.72%,对应的水力隙宽值由0....     

盆地边缘区高陡地层断裂发育页岩气特征

通过地表露头、地质和地球化学资料的分析,认为城口区块上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组页岩具有高有机碳含量、高过成熟度、节理裂缝发育、具有储藏页岩气的条件、解析(等温吸附)气含量高;根据地表的化验结果,预测了远景区;结合地貌指出了具有开发条件有利区。     

基于遍布节理模型的竖井工程破坏机理研究

为揭示金川二矿区14行风井的破坏机理,本文首先根据井筒工程地质条件,建立了集1#矿体和14行风井在内的三维数值模型;然后,采用遍布节理模型分析了采动对14行风井稳定性的影响,从井壁位移和应力方面探索了金川二矿区14行风井的破坏位置和破坏时间。结果表明,导致金川二矿区14行风井破坏的直接原因为采动引起竖井围岩沿弱面的滑移,除此之外,复杂的工程地质条件和低强度的支护形式也是造成14行风井破坏的原因,为14行风井返修加固提供依据。     

黄土构造节理对洛川塬水系沟槽发育的影响

本文通过野外实测节理数据统计及室内地形图量测,分析了洛川塬黄土构造节理走向与塬区水系沟槽发育的关系,阐述了构造节理对洛河二,三级支流沟槽网络的控制作用以及沟脑小冲沟的发育机制。     

近30年来东海长江口泥质区浮游植物生产力与群落结构变化的生物标志物记录

随着人类活动的增加和全球气候变化的加剧,东海生态环境受到了人类活动和自然环境变化的双重影响。本文选择位于东海长江口泥质区的柱状样DH3-1进行生物标志物分析,利用多种生物标志物含量及相对比例重建了东海近30年(1983-2010年)浮游植物生产力、群落结构和陆源输入相对贡献的变化,并探究人类活动与自然因素产生的综合影响。结果表明:近30年来,浮游植物生产力呈现上升趋势;约1992-2001年,硅藻比例下降、甲藻比例上升,约2001年后硅藻比例上升、甲藻比例下降。陆源有机质含量在约1992-2004年呈现增加趋势,约2004年后相对降低;海源有机质含量则呈现持续增加趋势。东海近30年来浮游植物生产力的升高主要是因为人类活动剧增与上升流引发东海营养盐输入量增加。群落结构与陆源有机质含量交替变化可能是由不同年份人类活动与自然因素的作用强度不同导致的。     

玄武岩盆地供水前景研究 ——以云南马树盆地为例

本文以云南马树盆地为例,通过水文地质调查、物探、钻探、抽水试验、水质分析测试等手段,查明了马树盆地自上而下的三层水文地质结构:上层(0～9.0m)主要为湖积砂砾及粘土层,富水性差,不具供水意义;中层(9.0～28.5m)为节理裂隙发育的二叠系峨眉山组玄武岩(P3em),富水性好,单井推算最大涌水量可达504.4m3/d,受上覆含砾粘土层的阻隔,水质优良(Ⅰ类),可作为当地居民的饮用水源;下层(28.5～60.0m)峨眉山组玄武岩节理裂隙不发育,为相对隔水底板。本研究对于玄武岩区找水工作具有借鉴意义。