隐伏金属矿床上升气流微粒特征、形成及迁移

结合地球化学和纳米科学技术的理论和研究方法,研究隐伏金属矿床有关微粒的形成、迁移和特征。对十多个金属矿床的研究表明,隐伏金属矿体地表沉积物中上升气流微粒样品有单个微粒和微粒聚合体,单个微粒形态有球状、近球状、不规则状、规则多边形、长柱状,微粒有晶质、非晶质和部分晶质。聚合体形态一般是不规则状、球状和近球状。它们的矿物成分主要有自然Au、自然Cu、氯化物、氧化物、硫酸盐、氢氧化物等。成矿元素Au、Cu可以自然金属或自然合金形式存在,Cu、Pb、Zn等成矿元素可以氧化物或硫酸盐等形式存在,也可以存在于氧化物、氢氧化物、氯化物、硫酸盐等微粒中作为杂质元素,这些是隐伏金属矿体的指示微粒。成矿期后,与隐伏金属矿体有关微粒主要形成于断层作用、氧化作用和生物作用。在上升气流中,微粒呈“布朗运动”。     

Chemical weathering intensity and element migration features of the Xiashu loess profile in Zhenjiang, Jiangsu Province

The chemical weathering intensity and element migration features of the Xiashu loess profile in Zhenjiang are studied in this paper. (1) The Xiashu loess profile underwent moderate chemical weathering. It seems that the precipitation is a more important factor than the temperature in controlling the process of the chemical weathering. (2) The major elements such as Si, K, Na, Ca, Mg, Mn and P were migrated and leached, while the elements Fe and Ti were slightly enriched. The migration features of the major elements reveal that the Xiashu loess finished the primary process of chemical weathering characterized by leaching of Ca and Na, and almost reached the secondary process characterized by leaching of K. Except the elements Sr and Ga, other trace elements such as Th, Ba, Cu, Zn, Co, Ni, Cr and V were enriched. It might be caused by both the biogeochemical process and the adsorption of trace elements by clay mineral and organic materials. (3) The difference of element migration down the Xiashu loess profile reveals that the climate was warm and wet at the early-middle stage of the middle Pleistocene. At the end of the middle Pleistocene, it became dry and cool. At the early stage of the Late Pleistocene, the paleoclimate became warm and wet again. As a whole, the paleoclimate generally became drier and cooler in this region from the beginning of the middle Pleistocene.     

基于紧凑存储的任意四边形网格有限元法地震波场数值模拟

采用有限元法精确模拟复杂介质条件下的地震波场,一般采用三角单元,但在节点数相同的情况下,三角单元的计算精度不如矩形单元高,采用三角单元模拟复杂界面时,编制确定结构刚度矩阵非零元素位置的程序也较为麻烦。采用矩形单元离散含有倾斜或起伏界面的地质模型时,无法避免绕射噪声,若加密网格又会增加计算量。为此,本文基于任意四边形单元模拟声波的传播,在倾斜或起伏界面条件下,可以有效避免因离散引起的“阶梯状”界面,在不增加计算量以及内存占用的前提下,有效地消除离散绕射噪声。采用对角的集中质量矩阵代替一致质量矩阵,避免矩阵的求逆运算,从而提高显式有限元法的计算效率;对结构刚度矩阵采用紧凑存储格式,每一行需要存储的元素最多为5个,同时零元素不参与运算,既减少内存的占用,又极大地提高计算效率。      

城市地铁爆破开挖对浅埋地下大直径管道的安全影响研究

在城市浅埋地铁爆破开挖中,经常遇到地下管网、涵洞等构筑物,而爆破地震效应对其影响范围和程度的正确评价就显得尤为重要。本文以长沙地铁爆破开挖为例,以现场实测数据为基础,采用有限单元法,对爆破振动下大直径混凝土污水管道的动力响应、变形和动应力等进行了计算,评价了爆破地震对管道的安全影响。研究表明:管道在控制爆破作用下是偏于安全的;爆心距是影响管道受到爆炸作用力影响大小的最主要因素;对于以实测数据为基础,采用加速度激励的时程分析方法以爆破振动对埋地管道的影响进行评价,是一种可行且较为精确的方法。     

移动荷载作用下土岩组合基坑吊脚桩变形分析

以青岛地区特有的土岩组合地质条件为背景,采用现场监测和Plaxis有限元模拟相结合的方法,研究了土岩基坑中吊脚桩在龙门吊移动荷载作用下的变形规律及动力响应。结果表明：桩身变形模拟结果与实测值吻合较好,基坑的变形主要发生在基坑上部软弱土层,吊脚桩嵌岩处产生应力集中;在龙门吊移动荷载作用下,桩顶水平位移较大,但其动力响应最小,而嵌岩处水平位移较小,但其动力响应最大;嵌岩处、桩身最大正弯矩处及最大负弯矩处的土压力动力响应较大,且移动荷载刚经过时刻影响最大。研究成果可为类似土岩结合地区深基坑支护设计提供参考。     

热-水-应力-迁移耦合条件下双重孔隙-裂隙介质的抗剪强度及有限元分析

考虑裂隙的连通率、间距、孔隙基质和裂隙材料在表征单元（REV）中的体积分数,并假定双重孔隙-裂隙介质的等效内摩擦角保持常数,而等效黏聚力是固有黏聚力、等效塑性应变、基质吸力、溶质浓度及温度的函数,提出了一种在热-水-应力-迁移耦合条件下确定表征单元内任一平面上等效的黏聚力及内摩擦角的方法。针对一个假定的位于非饱和双重孔隙-裂隙岩体中的高放废物地质处置模型进行了数值模拟及分析。结果表明,基质吸力对于等效黏聚力的增强作用大于等效塑性应变和溶质浓度的减弱作用,使得等效黏聚力得到了提高,故减少了围岩中的塑性区;由此岩体应力、孔（裂）隙水压力及流速、孔（裂）隙溶质浓度的分布及量值也发生相应的改变。     

无限域横观各向同性岩体介质中折线裂纹边界元方法

岩体材料的各向异性导致其中的光滑裂纹在扩展后会变为折线裂纹。对于折线裂纹,其折线处裂纹面外法线方向不惟一,不能用连续单元离散。为此,在光滑裂纹问题方法的基础上,引入4种新的不连续单元来离散折线处裂纹面,建立了适用于折线裂纹问题的对偶边界元方法,该方法基于横观各向同性基本解。算例验证表明,该方法具有较好的精度。最后用该方法分析了横观各向同性岩体中的折线裂纹,得到了该类裂纹的应力强度因子。当裂纹面上作用法向均布力,横观各向同性岩体介质中的矩形光滑裂纹发生弯折时,折线两侧的裂纹面在张开时存在抑制效应,从而导致折线裂纹裂尖应力强度因子小于原光滑裂纹。同时还发现,随裂纹面的逐渐弯折,其裂纹面对各向同性面的倾角发生变化,因此,其裂尖断裂特性还受到岩体各向异性的影响。     

砂土地基的黏性特性及其有限元模拟

采用非线性弹塑黏性有限元法模拟了砂土地基变速率加载室内试验,再现了砂土地基荷载-沉降曲线对加载速率突变、砂土蠕变以及应力松弛等加载情况下的响应和瞬时黏性中砂土黏性随加载进行的衰减现象。在有限元分析中,以非线性三要素模型为理论框架构建了可以综合考虑砂土黏性特性的弹塑黏性本构模型,用动态松弛法进行有限元求解,最后通过有限元与室内试验的对比分析研究了砂土地基所具有的黏性特性,同时验证了非线性三要素弹塑黏性模型用于模拟砂土黏性特征的合理性和正确性。     

内蒙古大桦背I型花岗岩地球化学特征及其成因意义

在大桦背花岗岩体区域地质和岩石学研究的基础上,运用X射线荧光光谱分析样品主量元素,采用电感耦合等离子体质谱对其样品进行了微量、稀土元素分析.同时结合前人的锆石年龄和Pb同位素数据,认为大桦背花岗岩为I型花岗岩,主要为古亚洲洋板块向华北板块多期俯冲过程中,中下地壳、成熟岛弧和大洋岛弧大面积部分熔融的产物,伴有少量地幔与未知含量的海洋沉积物及早期造山作用产物等物质的不同程度混合作用.