第五章 古地磁研究

中祁连山西段以前没有进行过古地磁的研究工作。我们此次开展专题研究,在十三条实测剖面和路线剖面上采集了618块古地磁标本(采样位置参见图0—1),选择切制了其中的194块,共得561块成形标本。其中,4厘米~3的为24块,2厘米~3的为537块。     

滑体剩余下滑力计算在滑坡治理削挡方案设计中的应用

削坡和挡坡是治理滑坡常用的方法之一。但依据什么来设计削挡方案才能达到切合实际、行之有效、经济合理的目的呢？本文以广西资源县城大塘湾滑坡治理削挡方案设计为例,介绍了在滑面力学参数Ｃ、Φ值和滑体稳定安全系数ｋ值确定后,依据滑体剩余下滑力计算结果设计削挡方案的方法。该方法具有严谨的理论基础,计算简单,易于掌握,简便直观,定量,定位具体明确,具有较高的精确度,能把削挡工程与客观条件有机地结合起来,充分利用     

从古大西洋扩张看青藏高原强烈隆升的时代成因

我国学者原创的洋壳流力学理论认为：在地球的不同时期,大陆的分布是不同的,洋壳流的运动方向和运行路线在不同的时期也是不同的。应结合全球大陆的演化,分析洋壳流的运动方向、路线和大小的演变,对不同地质运动时序性的影响。并从古大西洋向西扩张出发,探讨自晚三叠世至现代,亚洲大陆附近古“印度洋洋壳流”和古“太平洋洋壳流”的连续变迁,反演局部区域地质运动历史过程,分析亚洲地洼活化、陆缘扩张带形成与青藏高原再度强烈隆升等亚洲三大地质事件之间的关联性,即：由于大西洋扩张的时序性,首先导致东亚产生地洼运动,接着产生陆缘扩张带运动,最后导致青藏高原的再次强烈隆升;并提出了亚洲地洼、印度洋喇叭状的成因。得出青藏高原的隆升是大西洋、太平洋与印度洋三大洋壳流等全球地质运动相互作用的结果。本论文与《岩石圈南北逆时针大回旋与青藏高原成因》等论文一起,把青藏高原的历史与现代隆升的成因及发展脉络进行了较系统的交待。     

水-力耦合作用下三趾马红土围岩变形特征研究

以地下水位线以下的石楼隧道典型三趾马红土围岩段为例,通过现场监测对三趾马红土围岩的体积含水量、孔隙水压力、围岩应力（土压力）、拱顶沉降与水平收敛进行了分析。在此基础上,通过原位大剪试验获得了可靠的围岩抗剪强度参数,并建立了隧道三维有限元数值模型,分别对考虑水-力耦合效应、不考虑水-力耦合效应的三趾马红土围岩变形规律进行了探讨,分析了孔隙水压力随着隧道开挖的变化和三趾马红土围岩位移场、应力场受水-力耦合效应的影响程度,并提出了围岩破坏变形机制。结果表明:（1）实测拱顶下沉大于围岩水平变形,围岩应力可分为增长期（ < 20d）、调整期（20~60d）、稳定期（>60d）3个阶段,且整体应力水平较高,下台阶含水量大于上台阶,孔隙水压力经历了由负变正的过程。（2）现场剪切试验所测围岩的黏聚力为64.0kPa,内摩擦角为27.7°。（3）数值分析表明,隧道开挖后孔隙水压力场变化十分明显,这是由地下水流速场的改变引起的,水力坡降在衬砌面附近最为明显,渗透动水压力导致土体产生一定的渗透变形;考虑水-力耦合后围岩剪应力、最大剪应变、拱顶沉降、水平收敛、底板隆起均较大。（4）受开挖及支护的影响,地下水产生渗流并依次经过拱顶、边墙,最终汇集于隧底;受开挖、地下水渗流的影响,围岩节理裂隙进一步扩张,成为地下水良好的运移通道;围岩的有效应力随着孔隙水压力的减小而增大,围岩的力学强度在土体趋于饱和状态时骤降,反过来,高有效应力、低围岩强度以及贯通性节理裂隙三者共同改变着地下水渗流场的状态。（5）为保障围岩整体稳定性,建议及时排出隧道底部积水并施做仰拱。     

杭州湾富浅层气区工程超前排气井井距优化研究

对遭遇浅层气灾害地质的工程,一般防治措施多为建设前期布设超前排气井进行控制性排气。深入了解排气过程中气藏内部的气水运移规律,对于排气井井距的设计和高效率排气有重要意义。基于非饱和土两相渗流原理和杭州湾富浅层气区的典型概化地质模型,利用数值模拟方法研究了有控排气条件下气藏内部气水界面运移过程,探讨了影响超前排气井布设的因素,提出一种井距优化方法,并在实际工程中应用。结果表明：不同井口排气速率下,气藏内部气水分布形态与气体排放效果显著不同;工程超前排气井井距的设置可以淹井时间最长和剩余气藏厚度最小进行优化;原始气藏压力是影响井距优化的最显著因素,而储气层下部渗水系数、气藏厚度等并不影响最优井距的确定;调节井距对改善竖向排气井的排气效果随原始气藏压力系数减小而减弱;原始气藏压力系数大,井距适当减小,反之,可适度增加;对于气藏压力系数小的工程,建议发展水平排气井布设技术,以改善排气效果。此外,工程超前排气井的井距设置还应考虑与建(构)筑物的合理安全距离,达到高效、安全和避免投资浪费的目的。     

抗浮锚杆应力-应变状态的线弹性理论分析

假定抗浮锚杆各部分贡献的位移与锚杆轴力均呈线弹性关系,运用力学原理分析锚杆轴力与锚侧摩阻力、锚-土变形之间的相互关系,推导出锚杆的摩阻力、轴力及各部分变形与锚杆各参数的相互关系。实例验证结果表明：基于线弹性模型基础上建立的摩阻力、轴力和位移公式能够较好地描述垂向抗浮锚杆在弹性变形阶段的内力和变形形态;获得了抗浮锚杆摩阻力和剪切位移沿锚固长度的分布规律;证实了锚土界面处变形为土层抗浮锚杆变形的主要部分。     

地壳运动的机制及动力来源

通过分析各种地壳运动假说,提出了地幔胀缩力和重力是地壳运动的主要动力来源,地球自转离心力和潮汐摩擦力是地壳运动的次要动力来源。地幔软流圈中放射性元素衰变热产生的膨胀使岩石圈产生拉裂,软流圈物质以岩浆形式喷出地表,岩浆柱散热收缩,产生负压,岩石圈在负压和重力作用下形成地壳运动。     

利用标贯击数估算静压桩的沉桩阻力

选用最易获得的标准贯入试验锤击数估算静力压入桩的沉桩阻力,提出了经验公式。对桩端阻力、桩侧阻力在土层中的变化等计算的细节问题进行了讨论,并编制了计算结果可视化的程序。2个工程实例的计算结果表明,用标贯锤击数估算静压桩沉桩阻力的方法是可行的,计算出的压桩力满足工程精度要求,可以方便的用于判断沉桩可能性、估算承载力、选择沉桩设备等。     

抗拔桩轴力分布函数和位移分布函数间的关系模型

为了从荷载传递微分方程导出具有实际意义的非线性解析解,建立一种简单的沿桩长轴力分布函数和位移分布函数之间的关系模型U(z)-?(z)是非常重要的。采用建立经验公式类数学模型的方法,从几何作图法获得的U(z)-?(z)曲线的形状入手,通过对若干个数学模型的试算,确定了指数形式的模型,并对模型中的参数意义和确定进行了讨论,认为参数?,b只与桩顶和桩底位移有关。