含铜镍岩浆起源及硫饱和机制:以新疆黄山南岩浆铜镍硫化物矿床Sr-Nd-Pb-S同位素和元素地球化学研究为例

新疆黄山-镜儿泉一带是天山东段重要岩浆铜镍硫化物成矿带,但对其中含铜镍岩浆起源和硫饱和机制尚存较大争议。黄山南岩体是近年来在该成矿带中发现的另一个含矿性较好的重要岩体。岩体可分为超镁铁质岩相和镁铁质岩相,超镁铁质岩相为主要含铜镍矿岩相,而镁铁质岩相并未发生明显的矿化。超镁铁质岩相岩石类型包括二辉橄榄岩、斜辉橄榄岩、橄榄二辉岩、二辉岩、角闪二辉岩及少量粗粒辉长岩,其中二辉橄榄岩和二辉岩是主要含矿岩石类型。镁铁质岩相由苏长岩、辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩及石英闪长岩组成。黄山南岩体的(~(87)Sr/~(86)Sr)i(0.7036~0.7057)、ε_(Nd)(t)(-1.2~+7.4)、(~(206)Pb/~(204)Pb)i(17.152~18.088)、(~(207)Pb/~(204)Pb)i(15.385~15.571)和(~(208)Pb/~(204)Pb)i(37.127~38.252)变化范围均较大,显示了母岩浆遭受了较明显的壳源物质混染。岩浆源区在板片俯冲过程中壳源物质加入明显,而原始岩浆上升过程中壳源物质的混染有限。Sr-Nd-Pb同位素组成指示黄山南含矿岩体的形成与塔里木大火成岩省并无直接联系。虽然黄山南岩浆铜镍硫化物矿石δ~(34)S值介于-1.54‰~2.03‰之间,落在幔源硫的范围内,但是Se(×10~6)/S比值表明壳源硫的加入对成矿母岩浆硫饱和起到重要作用。     

冲击载荷作用下饱和软粘土孔压增长和消解规律

通过大量室内试验,研究饱和软粘土在冲击荷载作用下的变形和孔压增长规律,讨论孔压增长的内在机理和不同围压、不同冲击能作用下孔压量的变化。讨论土体的再固结变形规律,提出再固结体积压缩系数的确定方法。最后分析冲击荷载作用后的强度变化。这些讨论为动静结合法处理软基提供了依据。     

正断层泥岩涂抹连续性饱和水砂箱物理模拟

脆—韧性构造域泥岩涂抹的连续性影响油气的跨断层运移,在相似岩性和应力条件下,黏土层厚度和断距是泥岩涂抹连续性的主要影响因素。在野外勘测或地震勘探中,仅可观察到形成的断层,难以直接观察到断层的形成演化过程。为恢复泥岩涂抹及其断层的形成演化过程,开展无黏土层对照实验和不同黏土层厚度泥岩涂抹实验,运用PIV(粒子图像测速)等方法,评价泥岩涂抹的连续性。结果表明:对照实验中,最先形成初期逆断层和初期正断层,随后形成先导断层,最终断层传播至顶板和基底连线方向;泥岩涂抹实验中,先形成两条较陡的先导断层,再向沿顶板断层和基底断层连线方向传播;黏土层最先经受轻微旋转,随后断距增大但未错断,可作为盖层封闭油气,最终受剪切作用影响而在断层带中形成连续的泥岩涂抹。黏土层厚度越大,断距越小,形成的泥岩涂抹连续性越好,泥岩涂抹因数与最小涂抹厚度之间呈反比例关系。该结果可为脆—韧性构造域泥岩涂抹连续性及封闭性研究提供指导。     

圆弧形凹陷饱和土场地对平面P波散射问题的解析解

以Biot 饱和多孔介质动力学理论为基础，利用Fourier Bessel级数展开法, 得到饱和多孔介质半空间中圆弧形凹陷地形对平面P波的散射问题的解析解. 数值计算给出地表位移幅值，分析了入射波波长、入射角、圆弧高宽比对地表位移幅值的影响，并与现存的在单相介质情况下得到的结论进行对比.     

油水双相饱和孔隙模型核磁特性理论研究

利用特征函数展开方法，给出了基于扩散效应的核磁共振Bloch控制方程的弛豫模式解表达式, 在此基础上分别给出了水饱和与油水双相饱和孔隙模型的核磁共振特性模拟结果. 结果表明，孔隙流体的核磁弛豫与孔隙大小、孔隙表面弛豫率、孔隙流体的扩散能力以及含油饱和度等有密切的关系. 对于水饱和孔隙，弛豫时间主要由孔隙大小控制. 当孔隙较大时，即使均匀大小孔隙，孔隙流体的弛豫也会表现为多指数弛豫. 而且最小模式弛豫时间与孔隙大小为非线性关系. 对于油水双相饱和孔隙，在孔隙较小时，含油饱和度对弛豫的影响主要表现在弛豫时间随含油饱和度的增加而线性减小；但在孔隙较大时，含油饱和度的增加对弛豫影响表现在两个方面，其一，孔隙水弛豫由多个弛豫模式控制逐渐转变为由最小弛豫模式控制；其二，孔隙水弛豫时间与含油饱和度表现为非线性关系. 对由实际岩芯抽象出的孔隙模型，采用本文获得的理论公式，在油水双相饱和时进行了正反演模拟. 计算结果与已有的实验结果较为一致.     

低渗透岩体饱和渗流研究进展

低渗透介质中的水流会影响水文地质系统和地球化学系统的演化,影响石油和矿藏的形成。低渗透介质在废弃物的处置和填埋、工程安全以及环境变化方面都是非常重要的。长期以来,人们在分析中一直以达西定律为基础,却没有在符合实际的低压力梯度下对其进行验证。由于低渗透介质中的水文地质条件的复杂性以及在测量水头和孔隙流体取样上的难度,分析比较困难。通过对低渗透介质饱和渗流研究的回顾,就非达西流、多因素作用下的耦合渗流以及渗透和超滤现象进行了讨论,对影响和阻碍低渗透渗流研究的因素进行探讨,并就开展进一步研究提出了相应的建议。     

饱和土体小孔扩张问题的弹塑性解析解

将土体在圆孔扩张过程中的应力分布分为三个区域，基于修正剑桥模型，推导了圆孔扩张过程中土体在三个区域的超孔隙水压力的解析表达式，对比分析了固结比对土体中应力分布的影响。分析推导可为沉桩、旁压试验、静力触探等岩土工程问题提供理论依据。     

循环应力下饱和黏土剪切变形特性试验研究

针对饱和重塑黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在不固结不排水(UU)条件下进行了应力控制式循环扭剪和竖向-扭转耦合试验,通过对试验结果的对比分析探讨了初始预剪应力和应力反向对应力-应变关系特性的影响,并阐述了不同加荷模式下孔隙水压力发展特性。以此为基础,综合考虑剪切变形和正向偏差变形的共同效应,同时为了能够反映平均残余变形和循环变形的影响,建议了一个综合应变破坏标准的算式。进而通过利用试验数据与目前常用的应变标准比较,表明这种破坏标准具有普遍适用性和较好的稳定性,适用于判定各种应力条件下黏土试样破坏及其强度。     

降雨条件下抗滑桩边坡三维稳定性分析

目前对抗滑桩边坡稳定性的研究多集中于无雨状态下,而降雨是触发滑坡的主要诱因,因此有必要对降雨条件下抗滑桩边坡的稳定性进行研究。本文以ABAQUS软件为平台,采用Python语言及内置接口程序对其进行二次开发,基于迭代算法确定降雨边界,并考虑桩土之间的接触效应,采用饱和-非饱和渗流结合有限元强度折减法对降雨条件下抗滑桩边坡的稳定性进行数值模拟;并与不考虑降雨时得到的抗滑桩边坡稳定性结果进行对比研究。通过研究发现考虑与不考虑降雨所得到的抗滑桩边坡的稳定性变化规律是不同的:当不考虑降雨时,桩间距越小,抗滑桩的抗滑效果越好;而在降雨条件下,桩间距越小,越不利于雨水下泄,过小的桩间距反而起不到很好的抗滑效果。当不考虑降雨时,将抗滑桩置于边坡中部时,具有较好的抗滑效果,这与前人的研究结论是一致的;而在降雨条件下,坡脚处具有较高的水力梯度,此时将抗滑桩置于坡中与坡脚之间的位置能起到较好的抗滑效果。因此,在多雨地区设桩要充分考虑当地的降雨情况而选定桩间距及桩位。研究结论可为在多雨地区进行抗滑桩设计及布设提供参考依据。     

饱和重塑黄土抗剪强度影响因素的试验研究

强降雨和灌溉导致黄土强度劣化并发生饱和破坏现象,进而诱发黄土滑坡,给当地带来严重的灾难。饱和黄土抗剪强度的影响因素较多,本文根据水头饱和与反压饱和相结合的原理,利用改装后的TFB-1型非饱和土应力-应变控制式三轴仪对党川地区马兰黄土重塑土样进行饱和试验和CU试验。分别采用50 kPa、100 kPa、200 kPa、400 kPa围压对饱和重塑黄土进行剪切速率分别为0.02 mm·min-1、0.06 mm·min-1、0.2 mm·min-1、0.4 mm·min-1的CU试验,探讨了围压和剪切速率对饱和重塑黄土抗剪强度的影响。研究发现:同一围压下,饱和重塑黄土的抗剪强度随着剪切速率的增大呈先增大后减小的趋势;同一剪切速率下,饱和重塑黄土的抗剪强度随着围压的增大逐渐增大;在干密度相同的条件下,饱和重塑黄土的总黏聚力及有效黏聚力随着剪切速率的增大先减小后增大,总内摩擦角及有效内摩擦角随着剪切速率的增大先增大后减小。该研究可为黄土滑坡预报和范围预测提供一定依据。