基于三维数字图像相关技术钙质砂颗粒运动行为试验研究

桩基附近土颗粒的运动行为与宏观力学表现密切相关,对揭示界面剪切机制具有重要意义。利用自主研制的大型直剪仪,结合三维数字图像相关技术（3D-DIC）全场位移测量分析系统,开展了钢−钙质砂界面循环剪切试验,研究了界面附近砂颗粒的运动行为演化规律。结果表明：界面峰值剪切应力和发挥的界面摩擦角随循环次数的增大而增加,体变特性以剪缩为主;钙质砂颗粒左右移动的幅度与距界面的垂直距离成反比,钙质砂颗粒的位置随循环次数的增大逐渐向正剪切方向移动,试验结束时上剪切盒左侧区域的钙质砂颗粒向正剪切方向移动的距离最大;钙质砂颗粒在单个循环内出现有规律的上下移动,向下移动的幅值更大,位于上层的钙质砂颗粒向下移动的位移值大于下层;钙质砂颗粒的运动速度在沿单方向剪切时,呈现出慢−快−慢的变化规律,位于上剪切盒右侧区域的钙质砂的体变特性较左侧区域更显著;网格位移值和缺失数量随循环次数的增大而增加,在试验后期趋于稳定,试验结束时的破碎带厚度为 6.21 mm。     

波浪荷载作用下饱和钙质砂孔压特性及累积损失能量试验研究

钙质砂是一种海洋生物成因土,为我国南海岛礁吹填的主要材料。研究其动力特性对开发南海资源意义重大。实际工程中,钙质砂主要受到幅值和主应力方向均变化的波浪荷载作用,其作用效果与一般定轴剪切试验有较大不同。因此,利用空心圆柱扭剪仪模拟波浪荷载,开展一系列饱和钙质砂的不排水试验,重点研究循环应力比CSR和相对密实度Dr对钙质砂孔压特性的影响,并与石英砂对比分析,发现颗粒形态差异导致了两类砂土不同的孔压发展模式。同时,引入能量法,初步探究钙质砂累积损失能量变化规律。在此基础上,建立了考虑不同相对密实度的钙质砂孔压-累积损失能量模式。     

地震荷载作用下南海非饱和钙质砂动力特性研究

以往对钙质砂动力特性的研究多关注饱和状态的钙质砂,且试验过程中多施加正弦波以代替地震荷载。为克服这一缺陷,提出一种地震荷载加速度时程转化为应力时程的动三轴地震荷载输入方法,选取南海地区钙质砂进行动三轴试验,研究非饱和状态下钙质砂在单个地震荷载持续时间内和多个地震荷载持续时间内的动力特性。试验表明：在地震荷载作用下,钙质砂应变和孔压发展呈现阶梯状,破坏应变既有正值也有负值,即破坏类型既有拉伸破坏也有压缩破坏,这有别于正弦荷载下的动孔压和动应变发展规律;随着基质吸力增大,试样破坏时最大动孔压呈现递减趋势,钙质砂试样破坏时的最大孔压均未达到有效围压。     

X射线荧光光谱分析技术在大理岩鉴定与分类中的应用

大理岩的鉴定与分类主要依靠岩石薄片鉴定及X射线衍射(XRD)矿物半定量检测技术。工作中发现,岩石薄片鉴定技术及XRD矿物半定量检测技术所测得矿物组分含量很少一致,这就需要引入其他技术对岩石薄片鉴定及XRD矿物半定量检测结果加以验证。本文利用X射线荧光光谱仪(XRF)对野外采集的32件大理岩样品进行全岩化学成分分析,以岩石化学成分为基础,分析岩石杂质系数、镁质系数和钙质系数特征,对大理岩进行分类。结果表明:方解石大理岩、白云石大理岩、菱镁矿大理岩的镁质系数值分别为0.01~0.13、0.40~0.46、0.97~0.98,钙质系数值分别为0.78~0.84、0.30~0.49和0.01~0.02,不同类型大理岩的钙质系数和镁质系数明显不同,可以作为划分大理岩类型的主要依据。当岩石中SiO_2+Al_2O_3含量大于35%(杂质系数大于为1.20),不能定为大理岩,只有岩石中SiO_2+Al_2O_3含量小于30%(杂质系数小于1.00)时,可定为大理岩。杂质系数、镁质系数和钙质系数的应用,能够校正岩石薄片鉴定法及XRD矿物半定量法矿物含量检测不一致的问题,使大理岩分类定名更加准确。     

Stable Isotopic Information on Calcareous Pelitic Rocks in the Tizapa Volcanogenic Massive Sulfide Deposit Area, the United Mexican States

Abstract: Tizapa volcanogenic massive sulfide (VMS) deposit is hosted in greenschist facies metamorphic rocks; footwall is green schist of felsic to mafic metavolcanic rocks and hanging wall is graphite schist of metasedmentary pelitic rock. Pb-Pb dating of ore samples indicates 103. 4Ma to 156. 3Ma for the age of mineralization (JICA/MMAJ, 1991).     

钙质砂动强度试验研究

钙质砂是一种ＣａＣＯ３含量超过５０％以上的特殊岩土介质,具有独特的力学和工程性状。利用动三轴试验,研究钙质砂在循环荷载作用下动应变,动孔压,动强度及液化特性。     

Nannoplankton successions in the northern Red Sea during the last glaciation (60 to 14.5 ka BP): Reactions to climate change

Due to its restricted connection with the Indian Ocean, the desert-enclosed Red Sea is extremely sensitive to global sea level changes and thus ideally suited for paleoceanographic studies of what occurred during the last glaciation. The understanding of its glacial history is, however, still limited. A serious obstacle to obtain satisfactory paleoecological information has been the rarity of microfossil proxy species caused by high salinities. Here, we present a continuous and well-dated calcareous nannoplankton record from the northern Red Sea, covering the interval from 60–14.5 ka BP. Our investigation shows that the composition of the calcareous nannoplankton community varied between  32 ka BP and 14.5 ka BP in response to rapid environmental changes which are closely correlated to climatic fluctuations described from the North Atlantic region. Heinrich events H3, H2 and H1 are dominated by Emiliania huxleyi. Gephyrocapsa oceanica and especially Gephyrocapsa ericsonii are abundant between H3–H2 and H2–H1. A less pronounced response of the calcareous nannoplankton to the high latitudinal climatic oscillations is documented prior to  32 ka BP, suggesting that a strong atmospheric coupling between the northern Red Sea and the North Atlantic realm was established in the late Marine Isotope Stage 3. In contrast to the previously held view of a sea level related salinity increase as the major cause for changes of the plankton communities within the glacial Red Sea, we interpret the documented variations as being caused by local hydrographic changes under the atmospheric control from the extratropics. Temperature changes and especially variations of the water stratification appear to be critical selective factors for the calcareous nannoplankton composition.     

阿拉善高原沙漠地区植物钙质根管的矿物组成特征

在阿拉善高原地区,植物钙质根管的成因及其是否具有一定的环境指示意义,目前尚存在较大争论。分析该区域植物钙质根管的矿物组成,可以为植物钙质根管的成因提供新的证据解释。本文通过近5年的野外考察,先后采集了巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠及乌兰布和沙漠腹地33组植物钙质根管和33个地表风积砂样品,通过X衍射的方法,分析了上述样品的矿物组成。结果显示:上述沙漠地区植物钙质根管和地表风积砂中矿物组成以硅酸盐矿物、氧化物和氢氧化物矿物、碳酸盐类矿物为主,没有明显的区域差异。其中碳酸盐类矿物均以方解石为主,较少含有其他盐类矿物,并且植物钙质根管中碳酸盐类矿物百分含量明显高于地表风积砂中碳酸盐类矿物的百分含量。因此,单纯的地下水重结晶作用无法解释本研究区内植物钙质根管中盐类矿物的组成以及碳酸盐类矿物的来源,并且在研究区内现代气候条件不利于植物根系的钙化和钙质根管的形成。植物钙质根管应是地质历史时期的产物,指示了相对湿润的气候条件。     

钙质土的剪切特性试验研究

钙质土因其颗粒形状不规则、易破碎、高孔隙比等特征,其力学性质较为特殊。采用室内大型直接剪切试验设备,对取自南海珊瑚礁和三亚岸礁的粗颗粒钙质土进行了直剪试验,研究了粗颗粒钙质土在不同含水率、不同密度和不同矿物组成条件下的钙质土剪切特性。结果表明,粗颗粒钙质土表现出与常规无黏性土截然不同的力学性质,即（1）与石英砂相比,表观黏聚力较大,内摩擦角较高,软化性较弱;（2）表观黏聚力随着平均粒径的增大而增大,内摩擦角随着干密度的增大而增大;（3）与峰值强度相比,土体剪切破坏后其残余强度的表观黏聚力锐减而内摩擦角仅略有减小。研究成果可为岛礁工程建设提供借鉴,也可为其他粗颗粒土的研究提供参考。     

辽宁北部至内蒙古东南部地区晚更新世风成砂与乌尔吉组的研究

根据最新的光释光测试结果及产出化石的年代,乌尔吉组的年代应为中更新世.乌尔吉组岩性以灰黄色砂、亚砂土为主,孔隙及柱状节理发育,夹不规则姜块状钙质结核,主要分布于内蒙古通辽白音花和辽宁阜新旧庙地区.上更新统风积物以土黄色细粉砂、深灰色粉砂为主,弱固结,柱状节理发育,不夹姜块状钙质结核,主要分布在内蒙古库伦旗以北、科尔沁左翼后旗等地区.