基于断距-层厚特征统计的反倾边坡S型破坏演化数值模拟

三峡库区巫峡龚家坊至独龙一带存在大量反倾不稳定边坡,多具有薄厚互层和软硬相间的岩体结构,边坡高度普遍在500 m以上。现场调查表明独龙7#边坡(D7)具有明显的“S”型柔性变形现象。为探明反倾边坡“S”型变形破坏机制,以独龙段反倾边坡为依托,从边坡的岩体结构调查、破坏模式概化、监测资料分析、变形破坏模拟等角度对软硬互层反倾高边坡的破坏机制进行研究。通过现场调查与无人机倾斜摄影,建立了边坡的三维模型,进而提取航拍数据,获得了岩层厚度、断距等的统计规律;基于断距-层厚统计规律,通过离散元软件UDEC对库水软化作用下D7边坡“S”型变形机理进行了模拟分析。研究表明:(1)独龙段边坡普遍具有陡倾内逆向层状结构,发育3组结构面,岩体被切割成块;(2)根据软岩占比,可将独龙段边坡分为2类:A类边坡软岩层占约20%,断距/层厚值分布于0.7~2.8区间,并集中于1.2~1.8;B类边坡软岩层占比约10%,断距/层厚值分布于0.5~3.3区间,并集中于0.6~1.5;A类边坡岩体长细比更大;(3)长期监测表明,边坡在库水位低值时位移量大,D7边坡位移持续增大,潜在整体失稳;(4)离散元模拟表明,边坡破裂面自坡脚延伸,中部硬岩区起到支撑并抑制上部变形的作用,边坡硬岩区与软岩区的差异变形以及变形体不同部位惯性的差异是导致岩层“S”型变形的主因,最终分别过“S”形岩层两个反弯点形成两条剪切带,形成自下而上的柔性弯曲-滑移型破坏。(5)断距-层厚比(S/T)可影响边坡破坏模式,比值越大,反折变形区与坡脚垮塌区越小,当S/T≥2时,S型变形不再发育。     

间歇型降雨对堆积层斜坡变形破坏的物理模拟研究

为研究间歇型降雨作用下缓倾堆积层斜坡的变形破坏特征,以樱桃沟滑坡为例,进行了降雨作用下斜坡变形破坏的物理模拟研究。试验结果表明：前期降雨作用下坡体变形特征表现为前缘滑移沉陷、中部滑移、后缘沉陷、坡体裂缝生成,且前缘裂缝扩张明显,后期降雨作用下坡脚区域首先发生滑塌,然后依次向后缘传递发生逐阶滑塌破坏;降雨入渗易在基岩面上储存,形成暂态地下水位、高孔隙水压力区域和坡向渗流场,基岩面附近土体饱水时间长,软化程度高,抗剪强度弱化显著,边坡易沿基覆界面土层发生滑坡;坡体滑动易发生在降雨间歇期,触发特征表现为雨后坡体暂态饱和区水分和坡表积水持续下渗,导致地下水位上升滞后于降雨,造成坡体内浮托力、渗透力和孔隙水压力增大,有效应力降低,诱发滑坡。     

基于电场矢量有限元三维高频大地电磁倾子响应与感应矢量研究

一个或多个异常体的识别与区分及边界的确定是电磁法探测中提高分析精度的难点。本文利用基于电场的矢量有限元开展了复杂模型三维倾子响应及感应矢量研究。实感应矢量对电流聚集方向的指向性与分析频率的趋肤深度及介质的相对电性大小有关,通过这种指向性能有效地判定异常体的上界面和多个不同性质异常体的存在,但难以对下界面进行判定;虚感应矢量反映了感应电流(涡流)的流动方向,不同电阻率的地质体其感应电流的大小和方向不同,利用虚感应矢量的旋转方向、中心轴及分析频率的探测深度可有效地确定异常体的中心和上下界面。虚感应矢量相对于趋肤深度具有反映更大探测深度的能力,能有效地显示深部异常体对感应电流大小和方向的影响。数值模拟结果表明:虚感应矢量对异常体的识别与区分优于传统的电阻率和倾子参数。     

地倾在克孜尔水库第一形变站水准观测中的影响分析

通过第一形变站人工水准前视读数变化和克孜尔水库垂直形变监测网推算第一形变站附近断层下盘和上盘沿测线方向地倾年变速率及地倾方向,发现断层附近地面以断层为分界朝着相反的方向倾斜。这可能是多种原因综合所致,首先水库施工、蓄水、灌浆等活动引起地面负荷变化,其次断层破碎带内渗水后发生膨胀,上盘对下盘的摩擦推挤作用使下盘在断层附近的地面产生翘曲或掀斜,而上盘产生旋转,这种现象离断层越近越明显。扣除地倾因素后获得断层实际高差活动量Δh时,发现断层活动方式自1989年开始由逆断层转变为正断层,但是第一形变站基线和大坝变形GPS监测网数据反映出F2断层长期以来总体保持逆断层的活动特征,出现这种矛盾的原因很可能是上盘地倾量被严重低估造成的,从而可以看出地倾变化对第一形变站水准观测数据的影响是相当大的。     

内蒙古大青山-乌拉山地区高级变质杂岩中的陡倾叶理带——造山作用的产物

内蒙古大青山-乌拉山地区的高级变质杂岩是华北克拉通北缘西段怀安-贺兰山麻粒岩相地体的一部分,以孔兹岩系的发育为特征.这些高级变质杂岩经历了十分复杂的变形变质作用改造,构造特征十分复杂.近年来的研究发现,近东西向陡倾叶理带是该区高级变质杂岩中保存完好的一种主要构造形式,规模巨大,以密集的近东西向陡倾叶理和直立褶皱的发育为特征,反映了地壳挤压收缩环境下的纯剪切变形,其上叠加了深构相右行走滑剪切带.陡倾叶理带形成于角闪岩相-角闪麻粒岩相构造环境中,叠加在早期近水平顺层滑脱变形和穹形构造之上,是古元古代末期叠加造山作用的产物.     

上海奉城—浙江湖州长周期MT剖面揭示的深部电性结构

利用GMS-06电磁观测系统对上海奉城—浙江湖州剖面进行了大地电磁数据采集,获得了超过4000 s的高质量长周期观测数据,为沪浙地区深部电性结构研究提供了有利条件.通过反演处理,综合倾子解释结果和重磁资料以及最新的地震解释结果,在电性和断裂结构上获得了新的认识,对湖州—苏州、乌镇—马金、枫泾—川沙以及太仓—奉贤这几条深大断裂带的展布以及对区域构造格架的控制作用进行了新的评价,其中枫泾—川沙断裂是上海断隆和湖州—南通台拱之间推覆构造过渡带的控制断裂,太仓—奉贤断裂带的主体位置推断在亭林附近.同时,对高阻基底以上电性层进行了解释,揭示了岩石圈底界面的结构和构造形态,推断湖州—苏州断裂西侧存在壳内高导层.     

煤系烃源岩中正构烷烃、芳烃绝对含量及倾油倾气性判识

吐哈盆地热降解期烃源岩氯仿沥青"A"中正构烷烃和芳烃的绝对含量研究表明,煤和碳质泥岩相对富集芳烃化合物,而泥岩则相对富集正构烷烃.烃源岩样品的全岩分析表明,富氢显微组分含量低的样品的色谱质谱分析(GC-MS)总离子流图(TIC)上以芳烃化合物占绝对优势,而富氢显微组分含量高的样品的TIC上则出现明显正构烷烃化合物.综合煤系烃源岩氯仿沥青"A"的色谱质谱分析和全岩显微组成所做的烃源岩倾油倾气性评价表明,吐哈盆地台北凹陷西部的胜北洼陷倾油性较强,而东部的丘东洼陷和小草湖洼陷则相对倾气,与该区油气分布格局相吻合.适用于吐哈盆地的烃源岩倾油倾气性定量判识指标为:倾油烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度>110μg/mg,芳烃绝对浓度<15μg/mg,两者比值>8;倾气烃源岩氯仿沥青"A"的正构烷烃绝对浓度则<82μg/mg,芳烃绝对浓度>40μg/mg,两者比值<1.5.     

南沙微板块边界的动力学演化

南沙微板块的四周为性质不同的超壳边界断裂所围限,北为长龙-黄岩扩张断裂带,南为八仙-巴兰-约克-库约推复断裂带,西为万安-纳土纳走滑拉张断裂带,东为马尼拉-班乃走滑挤压断裂带,它们共同以南沙软流圈顶面为拆离面.该微板块在新生代的动力学过程可分为四个阶段:K₂-E₂1,南沙微板块沿北部的康泰-双子-雄南断裂带伸展,裂离华南-印支陆缘,古南海向南俯冲,西布增生楔形成;E₂2-E₃1,西南次海盆沿长龙扩张脊断裂带扩张,西布增生楔碰撞造山;E₃2-N₁1,中央次海盆沿黄岩扩张脊断裂带扩张,米里增生楔形成,北巴拉望南缘“A”型俯冲;N₁2至现在,南部边界断裂大规模向北逆冲推复造山,南海扩张停止.     

大型缓倾斜滑坡孕育特征与成灾机理研究——以晴隆县某不稳定斜坡为例

缓倾滑坡在我国西南地区广泛分布,该类滑坡具有规模大、成灾机理多样的特点,其滑坡从孕育发展到最终失稳破坏是一个缓慢而渐进的过程。本文以晴隆县某大型不稳定斜坡为例,开展地面调查、高密度电法、钻探及井探等多元地质勘探,研究缓倾滑坡孕灾特征及成灾机理。该斜坡因其不利的地质结构体、地形地貌特征及大量开垦、建房的人为活动影响,坡体发生了局部变形;针对此类具有不利地质、坡体结构且变形为初期蠕变斜坡,建议采取“综合监测工程+斜坡截排水沟的综合治理措施”完善地表排水系统,同时以监测为主实现防灾减灾目的,对类似地质灾害隐患点的减灾防灾工作具有一定借鉴意义。     

基于离心试验的反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性分析

坡体内不同部位结构面间岩桥断裂扩展导致了反倾层状岩坡的破坏。为研究坡体内非贯通性裂缝断裂扩展对坡体演化的控制作用,以苗尾水电站右坝肩倾倒变形体为地质原型,开展含多组非贯通性裂缝的反倾层状岩质边坡离心模型试验,分析反倾层状岩质边坡内非贯通性裂缝变形特性。结果表明：（1）坡体内含非贯通性裂缝的岩层断裂最终呈现为裂缝间岩桥贯通、缓倾裂缝与上岩层贯通、陡倾裂缝与下岩层贯通、陡倾裂缝与缓倾裂缝端口处贯通及非裂缝处岩层发生断裂等5类裂缝断裂模式,并以裂缝间岩桥贯通为主要断裂模式;（2）基于断裂力学并结合裂缝断裂叠加原理,主折断面处岩层的不稳定系数在坡高1/3处最小,并向坡脚和坡顶两侧逐渐变大,而应力强度因子由坡高1/3处向坡脚和坡顶处逐渐变小;（3）裂缝的断裂扩展控制着坡体演化,并受裂纹率及裂缝周围的尖端应力场影响较大。在坡体演化初期,以坡体后缘压缩沉降和局部岩层裂缝压剪破坏为主,岩层倾角发生较大变化,呈现由坡体上部往下逐级变大的趋势;演化中期,坡体后缘裂缝扩展形成主折断面,坡体中上部岩层角度变化较大,裂缝断裂数目的继续增加;演化末期,裂缝断裂数目保持平稳,主要以断裂岩层的位置重分布为主要变形特征...