基于一种脆性指标确定岩石残余强度

岩石的残余强度是岩石力学的重要指标,准确地评价岩石残余强度对于评价地下工程的稳定性以及优化岩体支护设计具有重要意义。基于岩石的三轴力学特性提出一种表征岩石峰后强度衰减行为的力学指标--岩石强度衰减系数,该指标可反映岩石的脆性程度,并提出岩石强度衰减系数与围压关系的幂函数模型。对22组不同成因的岩石常规三轴压缩试验数据进行幂函数模型参数拟合,发现不同岩石拟合所得参数离散性较大,分析其原因主要与岩石矿物组成和岩石结构特征等因素相关。在此基础上提出基于强度衰减方法确定岩石残余强度的方法,分析表明,该方法能够很好地拟合岩石残余强度试验数据,并能反映岩石结构性质对残余强度的影响。     

胶结钙质土的室内试验研究进展

天然胶结钙质土是广泛分布于热带及亚热带海洋中由生物碎屑经碳酸钙胶结或固结而形成的碳酸盐岩类。其独特的工程性质常常给岩土工程设计与施工带来麻烦,也正因此引起了研究者的兴趣并对其开展了较为全面的试验研究工作。针对天然胶结钙质土、人工胶结钙质土的室内试验以及人工胶结钙质土试样的制备等3方面取得的研究进展进行总结回顾,汇总了胶结钙质土的基本应力-应变行为以及围压、初始密度及胶结度等主要参数的影响规律,指出了研究中尚存在的问题,并对胶结钙质土的进一步的研究工作进行了展望。该工作必将对此领域的研究具有借鉴和指导意义。     

三轴冲击荷载作用下淤泥力学响应研究

利用SPAX-2000（改进型）静动真三轴系统,针对淤泥类超软土进行静动力排水固结试验,研究包括较高频率在内的各冲击荷载频率（1、8、16 Hz）与不同围压（200、250、300 kPa）作用下淤泥的力学响应;此外,结合三轴剪切试验研究不同固结条件对淤泥不排水强度的影响。试验结果表明：（1）在相同冲击频率作用下,试样抗剪强度随着围压增大而提高;围压增大,使得球应力增大,体应变随着增大,有效地促进试样排水固结。（2）相同围压作用下,存在着一个冲击荷载频率阈值,当冲击频率低于这一阈值时,随着冲击荷载频率的提高,轴向应变量逐渐变小,反之逐渐变大。（3）冲击瞬间,体应变为负值,表现为体胀,这与原位试验夯击瞬间的孔隙水压力变化曲线一致,从而验证了高含水率淤泥在冲击作用下的孔压负增长现象。     

三层堤基中细砂层厚度对管涌影响的试验研究

对由弱透水黏土层、细砂层和强透水砂砾层组成的三层堤基进行了管涌发展的砂槽模型试验,为了便于观察分析,细砂层由各种颜色的细彩砂依次排列在砂砾石层上表面,通过改变彩砂层的厚度分析研究了不同细砂层厚度对管涌发生、发展机制及过程的影响。试验结果表明,三层堤基细砂层厚度的不同使管涌发生的临界水力梯度、涌砂量和通道发展的速度不同,与双层堤基有很大区别。临界水力梯度是由多种元素决定的,包括破坏土体的性质及其整体性等;细砂层的存在使流量在渗透变形初期对涌砂不敏感;在试验中发生的相同水位下多次间歇性涌砂,其原因一方面是颗粒在运动过程中发生堵塞,另一方面是通道边界的土体失去支撑发生应力释放,抵抗力随着时间逐渐减小。     

安徽兆吉口热液型铅锌矿区元素迁移量三维地球化学勘查模式

安徽兆吉口铅锌矿床位于长江中下游成矿带安庆-贵池矿集区南侧的东至县杨老尖-龙门尖地区,这一矿床的发现使皖西南地区地质找矿实现重大突破。文中利用Grant的Isocon图解法,研究活动元素的分布特征和迁移规律,以奠定兆吉口地区的地球化学勘查指标及成矿环境指标的研制基础,发现成矿元素Pb、Zn、Cu、Au、Ag、Mo及其伴生元素As、Bi、Sb和矿化剂元素S等从围岩向矿体部位带入程度增加,常量元素SiO2、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O等在青白口系带出,于矿体部位带入。矿床系统的质量是净带入的,平均质量变化为4%;青白口系质量是净带出的,质量变化为-18%。依据元素迁移规律,试制元素迁移量三维地球化学图,认为研究区进一步找矿工作应当沿断裂带向北东和南西方向拓展,结合已有地质资料,对元素迁移进行了解释,并对矿床成因进行了讨论,认为试验矿床是由区域变质构造运动热液作用形成的,试验矿床只是区域变质构造运动热液活动共同形成的矿床(系列)的一部分,研究区具有良好的找矿前景。     

相对密实度对随机波与定次数波作用下土体变形关系的影响

通过砂土的一系列动三轴实验,研究不规则地震荷载作用下与定次数等幅荷载作用下土体变形间的关系,给出砂土相对密实度对二者间关系的影响规律。结果表明:真实地震荷载下土的变形发展与等幅正弦荷载明显不同,应变发展时程的形态主要受地震动的形态控制;应变比C与砂土相对密度间关系具有规律性,随相对密度增大而降低,若采用以20周作为标准作用次数、0.65倍地震波峰值为等幅荷载代替不规则的地震荷载,修正真实地震应力下的残余变形,其应变比C随砂土密实度的增大而减小。同时,冲击型荷载的应变比C`要远大于振动型荷载。     

稀少控制条件下无人机空三加密及在公路地形测图中的精度分析

针对无人机航空摄影测量地面控制点多的问题,介绍了一种无人机影像空中三角测量方法,基于动态精密单点定位,使用单台GNSS接收机获得高精度摄站点三维坐标,地面无需架设GNSS基站。通过平地、山地公路项目试验,分析了稀少控制条件下的控制点布设方法及空三加密精度,少量地面控制点即可满足1：2000比例尺地形图的精度要求,极大减少了内、外业工作量,简化了无人机航空摄影作业方式。     

庙西凹陷严重生物降解原油序列中三环萜烷的异常分布成因初探

对渤海湾盆地一系列生物降解原油的色谱-质谱分析结果表明,庙西凹陷PL15-8D与PL9-4井四个严重生物降解原油三环萜烷系列分布较为异常,主要表现为以C₂₃为主峰的后峰型、C₂₀与C₂₃为主峰的微弱双峰型以及以C₂₀与C₂₄为主峰的双峰型分布模式。强烈的生物降解作用导致C₁₉~C₂₃三环萜烷优先于C₂₄₊三环萜烷被不同程度地侵蚀,是形成这一异常分布的根本原因。三环萜烷系列相对丰度与绝对浓度的变化规律表明,不同碳数三环萜烷的生物降解作用同时发生,但其降解速率有明显差别,即抗生物降解能力不同。三环萜烷系列化合物（除C₂₀三环萜烷以外）的抗生物降解能力具有随碳数增加而增强的趋势,而C₂₀三环萜烷抗降解能力似乎强于C₂₁~C₂₃三环萜烷。原油中未检测到脱甲基三环萜烷,表明三环萜烷的降解并非通过微生物的脱甲基化作用,推测其降解途径是微生物氧化三环萜烷C环支链末端的甲基,形成对应的羧酸化合物。四个原油样品甾烷、藿烷与三环萜烷被微生物严重侵蚀,不能用于油源对比研究,而三芳甾烷未受生物降解影响,可作为研究区严重生物降解原油油源对比的有效指标。     

基于地面磁信标的水平定向钻进实时定位方法

为提高非开挖水平定向钻进定位的精度和适用范围,提出一种基于地面永磁体信标的定位导向方法,在地面布置Φ50 mm×300 mm永磁体信标,永磁体轴线与水平面平行,利用钻具上安装的由5个三轴磁强计、1个三轴加速度计和1个三轴陀螺仪构成的传感器阵列测量磁信标在钻头附近的磁梯度张量解算钻头的位置.对该定位模型进行仿真实验表明该定位方法在深度和水平方向的定位精度均较高,理论上通过调整磁信标位置、永磁体数量、磁强计精度和基线长度在足够大的钻进深度和距离内保持定位误差小于1%,同时证明在有限钻具空间内基线相对越长,定位精度越高.实测实验表明环境干扰磁场对该方法的影响非常小,具有良好的实际效果.该定位方法满足非开挖水平定向钻进施工时的实时定位导向要求,操作简单,对场地条件要求低,大大提高了水平定向钻进定位的效率和适用范围.      

基于分段模拟的岩石蠕变模型

为了更好地实现对岩石蠕变特性的描述,基于岩石蠕变的阶段特征,提出分段模拟岩石蠕变的建模思路。应用变分数阶微积分改进的软体元件与弹簧串联得到改进的Maxwell模型实现对岩石稳定蠕变阶段的模拟;同时基于应变触发方式改进蠕变体元件实现对岩石非稳定蠕变阶段的模拟。综合改进的Maxwell模型与改进的蠕变体元件构建一个新的三元件蠕变模型。应用岩盐典型蠕变曲线数据对三元件蠕变模型进行了验证。结果显示构建的三元件蠕变模型可以很好地模拟岩盐的三阶段蠕变,分段模拟思路是可靠的。