高边坡岩体卸荷带划分的量化研究

边坡卸荷及其卸荷带是西南地区高边坡一种常见的现象，对岩石边坡稳定性及其它岩石工程问题有重要的影响。在分析目前卸荷带划分方法的基础上，根据卸荷带的形成机理及地质表现，提出了用裂隙率、张开裂隙率和“隙宽和”3个量化指标进行卸荷带的划分。结合实际工程，进行了大量的现场裂隙测量，分析结果表明，3个量化指标对卸荷带的强弱有较好的响应关系，作为卸荷带划分的量化指标具有较好的可操作性。进一步，结合卸荷带的地质特点，提出了所研究的具体工程其卸荷带划分的建议方案。     

单螺旋空孔直眼掏槽成腔过程数值模拟研究

采用ANSYS三维非线性动力有限元软件,对单螺旋空孔直眼掏槽的爆炸应力波传播规律与成腔过程进行了数值模拟研究,得到了单元有效塑性应变分布图、节点有效速度分布图、节点时间-加速度历程曲线和炸药爆炸体积扩展过程示意图。结果表明,模拟的爆炸应力波是以柱面波形式传递,这与理论上的爆破应力波传递形式相一致,同时还总结出爆破效果与装药孔至空孔的距离相关的结论。整个数值模拟研究实现了掏槽爆破成腔成型过程和压力传播过程的可视化,对预测掏槽爆破效果和优化爆破设计具有积极意义。     

爆炸成腔后土体物理力学性能的变化规律

在6块不同的土质场地完成了21次爆炸成腔试验,试验用炸药埋深为1.20～12.5 cm,起爆药量为0.05～51 kg。对其中的5个腔体进行了土工试验。对爆后土体的天然密度、孔隙比、饱和度、压缩系数、压缩模量、内摩擦角、黏聚力的分布规律进行了实测。试验结果表明,爆炸作用对土体的影响半径是爆炸成腔半径的4～6倍。土体的天然密度、干密度、饱和度、压缩模量和黏聚力等指标随土体距爆炸中心距离的增大而降低。土体的孔隙比、压缩系数和渗透系数等指标随土体距爆炸中心距离的增大而提高。未在腔壁附近发现密度低于原状土的低密度区。爆炸冲击作用对土体内摩擦角的影响规律不明显。     

盐腔内回填碱渣沉降固结特性室内试验研究

碱渣回填到充满卤水的废弃盐腔后,颗粒会自由沉降到盐腔底部形成沉积层,进而在自重作用下固结。为了解盐腔内回填碱渣的沉降固结特性,以江苏淮安地区碱渣为对象,进行了沉降柱试验和固结试验。试验结果表明:(1)碱渣在卤水中的沉降过程可以分为3个阶段:絮凝阶段、沉降阶段和固结阶段。初始浓度对碱渣的沉降曲线和沉降速率有很大的影响。(2)碱渣颗粒分布、密度、含水率和孔隙比均呈现出分层特性,颗粒粒径、密度随深度的增加而增大,含水率、孔隙比随深度的增大而减小。(3)碱渣具有很高的压缩性,压缩系数a1-2为3.36 MPa-1。在压力范围小于100 kPa下,固结系数随固结压力的增加而显著减小。试验结果对了解盐腔内回填碱渣的沉降固结特性提供了参考,有利于指导回填施工工艺和碱渣的后期处理。     

三维地震勘探在东兴盐矿溶腔探测中的应用

水溶性开采盐矿的溶腔发育状况对于盐矿生产具有重要的意义,三维地震勘探很好地消除了各种干扰,使顶底板成像清晰,准确地掌握了溶腔的发育情况、顶板破坏层度等,有效解决了安全生产与盐岩开采率之间的矛盾,取得了显著的勘探效果。     

一种求解应变软化岩体中球腔问题的数值方法

均匀地应力场中球形洞室开挖问题可以简化为空间轴对称问题,为分析和评价球形洞室开挖的稳定性,采用有限差分方法对平衡方程与变形协调方程进行离散,将洞室围岩潜在塑性区划分为一系列的球壳,并考虑岩体的应变软化行为,可以得到满足线性Mohr-Coulomb（H-C）准则和非线性Hoek-Brown（H-B）屈服准则的围岩体塑性区范围及相应的应力与变形分布。计算结果表明,随着离散步的增加,数值解逐渐收敛,文中解与已有文献的结果完全吻合,且计算效率更高。对一组强度参数遵循CWFS（黏聚力弱化与摩擦角强化）规律的围岩体内塑性区范围、变形与应力的分布进行了分析,并与常规的应变软化模型的计算结果进行了对比,CWFS模型的结果更合理一些。     

用Gao-Yong湍流方程组数值模拟高雷诺数顶盖驱动方腔流

基于有限元方法中的虚位移原理,写出了不可压流Gao-Yong湍流方程组弱形式的微分方程表达式,利用有限元程序自动生成系统(FEPG)得到了全部有限元计算程序。对二维顶盖驱动方腔流进行了数值模拟,得到了方腔内的涡量分布和中心线上的速度变化曲线,并且成功地模拟出了高雷诺数时方腔内的双涡结构,计算结果与文献提供基准解符合良好。进一步证实了Gao-Yong湍流方程组能够准确模拟复杂湍流粘性场,并且为Gao-Yong湍流方程组的工程应用奠定了基础。     

高温高压岩石三轴(固体传压介质)实验装置

为模拟地壳上地幔的温度压力条件,研究岩石的物理力学性质,国外已建立不同类型的三轴实验装置。其中以采用固体传压介质的三轴实验装置所能达到的温度和围压较高,而且结构简单。我们参考D. T. Griggs装置的基本原理,在组装和紧固方式、冷却系统等方面进行了改进,建立了高温高压岩石三轴实验装置(图版Ⅰ),第一次为我国地壳动力学的研究提供了中、下部地壳的温度压力实验条件     

花岗岩类矿床成矿流体形成过程的原位观测实验

花岗岩浆液态不混溶作用和饱和H₂O花岗岩浆的热液出溶作用是花岗岩类矿床成矿流体形成的重要机制。利用最新式热液金刚石压腔,开展了成矿流体形成机制的原位观测实验。在岩浆热液出溶过程的实验中,初始样品为各类硅酸盐和纯H₂O或LiCl水溶液,在H₂O饱和状态中,硅酸盐熔体珠不断分异出富H₂O的流体。花岗岩浆液态不混溶实验的初始样品为NaAlSi₃O₈-LiAlSiO₄-SiO₂-LiCl-H₂O。在硅酸盐完全重熔后的降温过程中,硅酸盐熔体珠分离出富H₂O熔体相和贫H₂O熔体相,压力的突然降低促进了相分离的发生。研究表明：岩浆热液的出溶作用发生在H₂O饱和的条件下,是岩浆的“第二次”沸腾作用,对花岗岩型稀有金属矿床的形成具有重要意义;花岗岩浆液态不混溶产生的富H₂O熔体易于结晶出粗大晶体,暗示岩浆液态不混溶作用可能是一些花岗伟晶岩形成的主要机制。两类成矿流体形成机制实验条件的差异表明,Li是花岗岩浆发生不混溶作用的重要因素。在今后的研究中,应把热液金刚石压腔的原位观测与微束分析技术结合,在高温高压状态下分析成矿元素的迁移和富集规律。     

金刚石砧式超高压装置测温系统的标定和压力测量中的杂光干扰问题

在金刚石砧式超高压装置中,测温用的光学高温计的使用和一般使用情况不同。它要通过显微镜的光学系统去进行测量。因此,必须经过标定。在用红宝石荧光法测量压力时,存在着杂光干扰的问题。本文介绍一种标定光学高温计的方法和讨论在杂光干扰区如何估计压力