Effects of fabric anisotropy on elastic shear modulus of granular soils

The fabric anisotropy of a granular soil deposit can strongly infl uence its engineering properties and behavior. This paper presents the results of a novel experimental study designed to examine the effects of fabric anisotropy on smallstrain stiffness and its evolution with loading on the elastic shear modulus of granular materials under a K0 condition. Two primary categories of fabric anisotropy, i.e., deposition-induced and particle shape-induced, are investigated. Toyoura sand deposits with relative densities of 40% and 80% were prepared using deposition angles oriented at 0o and 90o. Piezoelectric transducers were used to obtain the elastic shear modulus in the vertical and horizontal directions(Gvh and Ghh). The measurements indicate distinct differences in the values of G with respect to the different deposition angles. Particle shapeinduced fabric anisotropy was examined using four selected sands. It was concluded that sphericity is a controlling factor dominating the small-strain stiffness of granular materials. The degree of fabric anisotropy proves to be a good indicatorin the characterization of stress-induced fabric evolution during loading and unloading stress cycles. The experimental data were used to calibrate an existing micromechanical model, which was able to represent the behavior of the granular material and the degree of fabric anisotropy reasonably well.     

袋装石土工袋剪切力学特性试验研究

袋装石土工袋堆叠过程中在土工袋接触面形成的咬合和嵌固作用,对土工袋剪切力学强度和破坏形式有较大的影响。通过一系列直剪试验研究了咬合和嵌固作用的影响,试验结果表明:袋装石土工袋层间咬合和嵌固作用能够增大土工袋抗剪强度;咬合作用随着土工袋上部竖向应力的增大有所减小,而嵌固作用则有所增大;袋装石土工袋在剪切过程中会产生两种破坏形式,分别为土工袋袋体自身变形和层间滑动破坏;土工袋组合体在受到水平剪切力时会发生整体变形,随后在组合体内部产生阶梯型滑动面,滑裂面的形状随着竖向荷载的增大而有所不同,相应的抗剪强度也会随着滑动面的改变而变化。     

岩浆核杂岩和变质核杂岩特征对比及控矿实例——南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩构造群落及控矿模式

以南秦岭牛山-凤凰山变质核杂岩和牛山北岩浆核杂岩为例, 通过核杂岩的构造群落、变质程度、岩浆侵位与变形时代、构造层次与演化、控矿特征与控矿构造-蚀变岩相填图及测年研究, 对比2类核杂岩的特征及其控矿作用。结果表明, 2类核杂岩有相似的结构样式, 但构造群落和演化差别较大。牛山-凤凰山变质核杂岩核部为新元古代武当岩群和耀岭河岩组中深变质岩, 其中可见新元古代石英闪长岩和加里东期辉石岩-辉绿岩株, 说明是在新元古代或加里东期形成的。核杂岩与外围震旦系—泥盆系浅变质岩间由剥离断层及韧性剪切带分割。志留系梅子垭岩组为浅变质强变形的岩片组合, 发育多层次韧性剪切、固态流变、滑脱-逆冲-走滑变形3期新生面理及其置换。而牛山北岩浆核杂岩核部和外围是浅变质岩, 在核部和外围填图、测试时发现新元古代、早古生代、三叠纪、侏罗纪4期侵入岩, 与岩浆核杂岩相关的有三叠纪—早侏罗世二长花岗岩株和晚侏罗世花岗岩脉2期侵入岩。研究发现, 与岩浆核杂岩伴随的岩浆侵位、韧性剪切变形与热变质增温-变斑晶加大-自然金沿S2面理分布-金矿化热液蚀变等的时代均集中在晚三叠世—侏罗纪, 指示了时代较新的陆内造山期岩浆核杂岩的脆-韧性剪切变形-立交桥式岩浆-热力垂向增生-热液蚀变成矿时空关联特点及深部找矿方向。     

广西凌云县地下水资源量评价

为研究广西凌云县地下水资源状况,在分析区内地质构造、岩溶发育特征、含水介质及水动力条件的基础上,采用降水入渗系数法和枯季径流模数法分别对凌云县地下水天然补给量和可开采资源量进行评价,并对地下水资源空间分布特征进行分析。结果表明: 全区地下水多年平均天然补给量112 619.73万m³/a,其中岩溶地下水多年平均天然补给量69 797.68万m³/a,基岩裂隙水多年平均天然补给量为42 822.05万m³/a,可开采资源量为9 840.37万m³/a。区内岩溶发育较强烈,岩溶形态丰富,岩溶发育在垂向上具有一定分带性,高程跨度大,地下水资源空间分布总体相对较为均匀。研究成果为凌云县地下水资源可持续开发利用提供了科学依据。     

运动学涡度及其在湘东雁林寺韧性剪切带中的应用

自然界中的剪切带通常是由简单剪切(simple shear)和纯剪切(pure shear)叠加的一般剪切带(general shear)。运动学涡度(kinematic vorticity)的引入提供了一个定量表示两种剪切成分的工具。通过测量剪切带的运动学涡度,可以清楚的了解一般剪切带中究竟是简单剪切还是纯剪切占优势。本文将运动学涡度的基本理论和极摩尔圆法对雁林寺金矿所在的湘东雁林寺韧性剪切带中所表现的运动学涡度进行测量,得出该韧性剪切带的Wk值为0.6,指示其变形以纯剪切为主,且简单剪切作用应变速率比纯剪切作用的应变速率慢。本文从微观运动学层面揭示了湘东雁林寺韧性剪切带对于雁林寺金矿的形成具有重要的意义。     

不同风化程度花岗岩动力特性实验研究

采用6种不同风化程度的花岗岩试样,在相同围压下进行了不同加载速率（1～105 MPa/s）的动三轴压缩实验。研究发现,不同风化程度花岗岩试件的抗压强度、弹性模量均随加载速率的增加而增加,泊松比随加载速率的增加而减小。抗压强度的增加幅度随风化程度的增加而增加,弹性模量的增加幅度基本保持不变     

冀东高级变质区的构造特征──冀东太古宙地质问题讨论之三

按照韧性剪切带的发育程度，将区内划分为迁西群分布区的弱变形域和遵化群分布区的强变形带。根据各种形变特征，认为迁西群及遵化群分别存在三次及两次叠加褶皱，其中迁西期形成的为轴面南倾的东西向线状同斜褶皱；遵化期第一幕为北东向摆动的紧密线形倒转褶皱。由于边界条件的限制，叠加在迁西群上的褶皱，轴向转为近南北向。迁西期褶皱因属同斜而具简单层状体特征，故每个单体的叠加背向形并非三斜对称，主要部分也并非穹盆构造，而为ｗ形蛇形弯曲，不存在原生的穹隆或卵形群构造；遵化期第二幕表现为舒缓的东西向叠加褶皱。区内的主要构造样式为包括迁西群在内的由叠加褶皱及两组共轭韧性剪切带共同作用所形成的迂西－曹在卵形隆起区；遵化群的弧形褶皱群被密云－喜峰口－王厂左行平移韧性断裂带带动形成的宽城－遵化帚状构造亚区以及由遵化群形成的青龙王厂－迁安重熔片麻岩穹隆亚区。     

煤岩动静力学参数关系试验研究

煤岩的动、静力学参数关系的试验研究,对研究煤岩的位移和变形特征及工程支护设计具有重要意义。将取自新河煤矿3煤的煤样加工成Φ50 mm×100 mm的圆柱体标准试件;采用500 kHz频率的纵横波换能器分别进行纵横波速度测试;在MTS815.03电液伺服试验机上进行单轴压缩试验,得到静态弹性模量和泊松比。试验结果表明:煤岩动弹性模量与横波速度相关性强于与纵波速度的相关性,煤岩介质的纵波对孔隙和裂隙发育程度的敏感程度要比横波高;煤岩试件Ed/Es比值主要集中在1.4~1.7,室内煤岩试件动、静弹性模量和动静泊松比之间存在较好的线性相关关系。     

哀牢山-红河剪切带左行走滑作用起始时间约束

位于哀牢山-红河剪切带NW延伸方向上的点苍山变质杂岩体遭受强烈的左行走滑剪切变形、变质作用改造,岩石中保存了典型的高温矿物组合以及由它们构成的宏观和微观高温变形构造特征,其中糜棱岩中具有极其发育的长石矿物拉伸线理而形成典型的L与LS型构造岩是其一个明显的特征。本文对点苍山地区高温糜棱岩主要矿物开展了显微构造与矿物变形、变形机制及组构分析,并对于遭受高温糜棱岩化改造的一个花岗质岩体开展了SHRIMP锆石U-Pb定年分析。结果表明岩石中长石、角闪石、石英等主要矿物具有典型的达角闪岩相条件下的高温晶质塑性变形和动态生长特征,它们也为走滑剪切变形活动提供了充分的微观构造证据。对于点苍山高温糜棱岩化改造的眼球状或似斑状二长花岗岩的显微构造分析结果表明,这套花岗质岩石从走滑剪切前期岩浆的侵位之后经历了早期强烈的岩浆期后交代作用—亚岩浆流动—高温固态塑性剪切变形的递进演化过程。由此可见,岩浆的上升与就位受左行走滑剪切作用的制约,岩体又遭受了强烈剪切变形改造。同时对这套构造前期就位花岗质岩石中的锆石进行定年分析,获得33.88±0.32Ma的岩浆结晶年龄,为此,我们有充分的理由认为,在点苍山地区哀牢山-红河剪切带左行走滑剪切作用的起始时间至少应该为早渐新世30.88±0.32Ma。     

东亚大陆边缘的构造格架及其中-新生代演化

燕山运动在亚洲大陆雏形东缘形成2条北东向的剪切带:郯庐断裂带和长乐-南澳-中央构造线断裂带,晚侏罗世—古近纪早期沿之发生地体/地块的拼贴。系统叙述了各移置地体/地块的主要岩石记录和拼贴时代,据起源分为3类:异地的(包括源自冈瓦纳的和源自盘古大洋的)、半异地的和准原地的;据拼贴位置分为2组:拼贴后基本位于原地的(日本海张开以前) 和发生过向北东错移的。新生代内东亚大陆边缘发生解体,可以台湾岛以北的菲律宾海盆断裂为界将东亚大陆边缘弧分为2段,北段仍处于剪切-拉张中,南段已进入剪切挤压-造山阶段。强调该地区中—新生代演化经历了2个里丁旋回, 形成早白垩世的北东向和新近纪的北东东向2期新生构造。