Q3砂黄土真三轴强度变形特性研究

为了研究Q3砂黄土强度变形特性,以甘肃永靖黑方台Q3砂黄土为研究对象,利用西安理工大学研制的真三轴仪,进行了3个围压（50、100 kPa 和200 kPa）、3个b值（0、0.25和0.5）和3个含水率（5%、10%和15%）不同工况试样破坏情况的真三轴试验。试验结果发现：（1）真三轴条件下Q3砂黄土剪切破坏方式以侧胀破坏、单缝剪切破坏为主,其次少数土样发生锥形破坏、双缝剪切破坏和T型缝剪切破坏。（2）相同围压和含水率、不同中主应力比（b）的情况下,Q3砂黄土的主应力差随中主应力比增大而增大,应力-应变关系曲线为强硬化型,剪胀现象明显;中主应力比对广义剪应力和广义剪应变之间关系有一定影响,随b值增加,曲线依次增加;随b值的增加,强度降低,广义剪应力与平均球应力比（q/p）与主应变关系曲线逐渐变缓,且曲线依次降低。（3）随含水率增加,Q3砂黄土由固态向半固态转化过程中,不同中主应力比时黏聚力均出现明显降低,但内摩擦角则出现微小增加。     

湖南及邻区志留纪兰多弗里世鲁丹期至埃隆期岩相古地理及加里东期板块构造演化

湖南兰多弗里世鲁丹期岩相古地理格局以桃江—白马山—苗儿山一线为界,其南东为华夏洋壳板块兰多弗里统鲁丹阶周家溪组陆屑浊积深水盆地相,陆屑来自更南东的湘中南褶皱山地;其北西为扬子陆壳板块兰多弗里统鲁丹阶龙马溪组沉积洋盆,南东后缘是上陆棚相,北西前缘是下陆棚相,陆屑都由南东湘中南褶皱山地提供。至兰多弗里世埃隆期岩相古地理发生巨变：龙马溪组顶部Coronograptus cyphus笔石带末即大约440.8±1.2 Ma时,发生华夏洋壳板块向扬子陆壳板块俯冲碰撞事件,华夏洋壳板块周家溪组本身褶皱造山为华夏褶皱山地,华夏洋壳板块洋盆关闭。同时华夏洋壳板块以A型俯冲形式下插到扬子陆壳板块之下,并使扬子陆壳板块南东前缘崛起形成加里东期雪峰造山带。后者将扬子陆壳板块南东前缘牵引、挠曲和凹陷成华夏洋壳板块弧后前陆盆地,小河坝组是该弧后前陆盆地的沉积盖层,陆屑都由南东的雪峰造山带提供。该弧后前陆盆地沉积了三角洲相—滨海相的小河坝组,向北东、北西和南西方向相变为台地相石牛栏组,再向北西陕南紫阳相变为盆地相斑鸠关组。小河坝组两次采集的重砂样均出现蓝闪石,它是蓝闪石片岩标志矿物,蓝闪石片岩是确认加里东期华夏洋壳板块与扬子陆壳板块俯冲碰撞及形成雪峰造山带的判别标志。     

阿尔金造山带南缘晚奥陶世赞岐质闪长岩的发现及其地质意义

本文以阿尔金造山带南缘出露的高镁赞岐质闪长岩为研究对象,通过系统的野外地质工作、显微岩相学、年代学和全岩地球化学分析,探讨其成因类型和源区性质,限定了阿尔金造山带构造演化格架。闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明其形成年龄为(445±3) Ma,属晚奥陶世。地球化学数据显示:闪长岩Al₂O₃含量为15.11%~16.19%,且具有高MgO(3.93%~5.29%)和K₂O(1.68%~2.67%)含量的特征,属于高镁钙碱性准铝质岩石;闪长岩具有较高的Cr(29.3×10^-6~140×10^-6)、Ni(27.1×10^-6~43.5×10^-6)、Ba(606×10^-6~936×10^-6)、Sr(513×10^-6~734×10^-6)和Y(26.4×10^-6~31.1×10^-6)含量,与典型的高镁赞岐岩类地球化学特征一致;稀土配分图和微量元素蛛网图显示闪长岩样品富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Rb和K),而亏损高场强元素(如Nb、Ti和Zr),表现出与俯冲带环境岩浆岩相似的性质;高Ti/Zr比值(48~60)与Mg^#(46.74~53.06)、高Cr(29.3×10^-6~140×10^-6)与高Ni(27.1×10^-6~43.5×10^-6)含量等暗示闪长岩岩浆源区来自遭受俯冲组分交代过的富集岩石圈地幔。岩石成因分析表明,阿尔金造山带南缘晚奥陶世高镁赞岐质闪长岩是后碰撞构造环境下俯冲板片断离诱发地幔楔发生减压熔融而形成,代表了早古生代最强烈的区域性幔源基性岩浆侵入事件。     

库水位涨落条件下不同结构边坡的变形破坏机制分析——以千将坪滑坡和树坪滑坡为例

三峡水库自2003年蓄水后,在长江干流和支流发生了不同程度的边坡变形和破坏.有些变形缓慢并对房屋和道路造成损坏,有些产生高速运动并引发涌浪,造成惨重人员伤亡.本文从库岸边坡的结构着眼,以千将坪滑坡和树坪滑坡为例,通过现场调查、现场长期观测、室内简易模型试验,分析库水位涨落条件下不同结构边坡的变形破坏机制,为库区运营过程...     

岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式分类

岩溶山区特殊的地质结构导致崩塌、滑坡等地质灾害时常发生,带来了严重的人员伤亡和经济社会损失。研究岩溶山区崩滑灾害特征,建立相应的变形破坏地质模式,对于岩溶山区崩滑灾害风险防控与治理工程具有重要理论意义与指导价值。文章以典型地质灾害形成演化过程为例,在系统地分析研究区典型崩滑灾害地质背景、影响因素、动力学与运动学特征的基础上,提出了岩溶山区崩滑灾害变形破坏地质模式,得出以下主要结论:（1）影响崩滑成灾基本因素（崩滑灾害体势能、岩溶结构面、岩组结构、斜坡地貌和斜坡结构）、影响因素（水文地质条件、工程活动、地震、降雨）和变形运动特征（运动形式和变形机制）三个方面,据此建立了岩溶山区崩滑灾害地质分类指标体系。（2）结合研究区特征对模型体系里面的每个要素进行系统分析,崩滑灾害的发生是各个要素相互组合、相互作用的结果。（3）总结了研究区内5种典型崩滑地质模式:高势能反倾降雨型高速远程滑坡—碎屑流模型、高势能斜倾视向采矿型高速远程崩滑灾害模型、超高势能横向陡倾地震型高速远程滑坡、高势能采矿型高速崩塌—碎屑流模型、低势能差异风化崩塌模型。为后续开展物理模拟、数值模拟、稳定性计算和变形破坏预测等工作奠定基础。下一步将更加深入全面地建立研究区的崩滑灾害模式,并进行崩滑灾害的危险性分级工作。      

深埋隧道炭质板岩微观结构及单轴压缩试验研究

炭质板岩隧道施工过程中受高地应力、地下水冲刷和施工扰动等因素影响,从细观角度分析其微裂隙变化规律具有重要意义。在实际工程现场选取炭质板岩试样,采用扫描电子显微镜(SEM)进行背散射分析,确定其组成元素;进行X射线衍射仪分析,利用MDI Jade 6软件处理,得到矿物成分及其含量;通过不同含水条件下炭质板岩单轴压缩实验得到不同含水量下的应力应变曲线、各阶段的变形特征及破坏规律。结果表明:炭质板岩中主要有石英、白云母及钠长石,其组成物质完全解理易形成贯穿裂隙;炭质板岩达到最大峰值强度前近于弹性变形。随浸水时间增长,炭质板岩应力应变曲线四阶段逐渐明显,且峰值后应力跌落减缓。主要力学特性表现为:矿物间结构由于水的润滑作用,水楔作用及潜蚀作用遭到破坏。岩石弹性模量、单轴抗压强度显著降低,泊松比、峰值应变略有增大,宏观表现为裂隙角度变缓。     

东昆仑夏日哈木地区二长花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑夏日哈木地区首次发现了早泥盆世二长花岗岩,对其开展年代学和地球化学特征研究,进一步探讨其岩石成因和构造地质背景。二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(412.1±5.7) Ma(MSWD=0.95),形成于早泥盆世早期; 岩石为过弱铝质亚碱性花岗岩,富SiO₂(含量为71.41%~72.46%)、K₂O(含量为5.27%~6.16%),贫Fe₂O₃(含量为1.86%~2.05%)、P₂O₅(含量为0.08%~0.12%),富集轻稀土元素,具明显的负Eu异常; 在原始地幔标准化微量元素蛛网图上可以看出,岩石明显富集Rb、Th、Zr、Hf,强烈亏损Nb、Sr、P、Ti、Ba。夏日哈木地区二长花岗岩属于I型花岗岩,其源岩可能由幔源岩浆底侵加热下地壳岩石致其部分熔融而形成,处于由同碰撞向后碰撞转换的构造环境,说明东昆仑夏日哈木地区在早泥盆世早期已进入伸展阶段。     

晚三叠世-早侏罗世祁连山东部隆升的裂变径迹年代学证据及地质意义

祁连山东北部为青藏高原隆升和东扩的前锋带,新生代以来经历了快速隆升和强烈剥露改造过程,致使前新生代地层面目全非,中生代陆内构造演化事件研究仍较薄弱,缺乏年代学的约束.为揭示和分析祁连山东部中生代构造隆升时限与过程,进而探讨秦祁造山带中生代陆内构造演化特点及区域动力学环境.主要采用物源分析、碎屑沉积物及基岩磷灰石裂变径迹定年,并结合裂变径迹热史反演模拟技术开展研究.研究表明,研究区侏罗系龙凤山组为近源的断陷盆地沉积,物源主要来自其周邻前中生代地层;其碎屑磷灰石裂变径迹未发生重置,年龄、径迹长度特征表明其源区在晚三叠世（±215 Ma）出现了快速冷却事件,同时东北部基岩裂变径迹热史模拟结果亦显示其较好地记录了该期事件,这与前人利用40Ar-39Ar年代学所揭示的西秦岭地区中晚三叠世快速抬升事件具时空统一性.分析表明研究区晚三叠世-早侏罗世发生了快速抬升事件,并认为该构造隆升事件是对中晚三叠世勉略洋闭合、秦岭最终碰撞造山过程的响应.      

湖南九嶷山复式花岗岩体SHRIMP锆石定年及其地质意义

应用SHRIMP锆石U-Pb法获得九嶷山复式花岗岩中的主要岩体形成年龄为:雪花顶花岗岩(432±21)Ma、金鸡岭花岗岩(156±2)Ma、砂子岭花岗岩(157±1)Ma和西山火山-侵入杂岩(156±2)Ma。结果显示砂子岭岩体属燕山早期而非印支期;西山火山-侵入杂岩属燕山早期而非燕山晚期。花岗岩中继承锆石复杂,其形成时代为1579Ma、2108Ma和2669Ma,提供了九嶷山地区存在古-中元古代,甚至太古代基底的年龄信息。新元古代(912Ma)锆石的大量出现为扬子陆块和华夏陆块碰撞带通过本区的认识提供了一个间接证据。     

基于Weibull分布的冻结砂岩损伤本构模型研究

冻结岩石的变形破坏特性是冻结法施工过程中的基础力学问题,在荷载作用下不同冻结温度岩石的力学特性和变形特征差异性较大,严重影响冻结壁的安全与稳定。因此,研究冻结岩石的损伤本构关系,对指导冻结法设计与施工具有重要意义。为分析荷载作用下冻结岩石变形破坏的全过程,采用Weibull分布描述岩石材料的非均质性,基于Drucker-Prager破坏准则,建立三轴应力状态下岩石损伤本构模型,结合冻结砂岩三轴压缩试验,重点分析本构关系中均质度系数m、平均强度F₀与冻结温度和围压的变化关系,对损伤本构方程进行修正,并基于此模型研究冻结砂岩的损伤演化规律。结果表明:在相同围压下,随着冻结温度的降低,砂岩峰值强度显著增大,峰值应变减小,压密阶段逐渐减弱,弹性变形阶段斜率增加,岩石脆性破坏特征明显。在相同冻结温度下,均质度系数m和平均强度F₀随围压升高无显著变化,而随着冻结温度的降低,m和F₀分别呈现指数增长和线性增长,说明随着冻结温度的降低,砂岩冻结越充分,内部自由水冻结成冰占比及冰体强度增长幅度越大,尤其在0~–10℃内提升效果显著,冻结作用提高了砂岩的均质性和平均强度。基于不同冻结温度砂岩的力学特性和变形规律,对不同冻结温度砂岩的损伤本构方程进行了修正。依据修正本构模型研究发现,损伤演化曲线能够很好地反映冻结砂岩压缩试验的压密、线弹性、屈服变形及应变软化各阶段的变形特征,验证了模型的合理性。研究结果为低温环境下岩石力学特性研究及地下冻结工程设计施工提供有益的参考。