上海砂性软土地层水平定向钻进泥浆性能调控技术

上海地区水平定向钻进铺管（HDD）钻遇不易成孔的砂性软土的概率甚高,这种地层对泥浆性能有特殊要求。但目前普遍使用的复配型增效商品土粉基调相近,难以就大量工程个案恰如其分地发挥关键功效。为此,论述了该类工程环境下泥浆性能设计要点,分析了材料添配的作用机理,重点给出了泥浆密度、粘度、切力以及失水量等参数调控的宜于实用的若干配材技术,以提供相类似工程条件下泥浆运用的可参考方法。     

重塑压实黏土Ⅰ型断裂试验研究

为探究重塑黏土Ⅰ型断裂韧度,本文在前人研究基础上,通过对应变控制式直剪仪进行改造,消除了传统三点弯曲试验对土体断裂韧度测试所带来的影响,研制了土体Ⅰ型断裂韧度测试仪,并对重塑黏土进行了一系列试验。试验结果表明:新研制出的土体Ⅰ型断裂韧度测试仪具有较好的可靠性;对具有相同物理状态的试样,U 形裂纹试样的断裂韧度最大,三角形裂纹试样的断裂韧度最小;试样的含水率和干密度其断裂韧度KIC具有显著影响,随含水率增加,断裂韧度呈现先增后减的变化规律,而随干密度增加,断裂韧度几乎线性增加;在试验采用的加载速率范围内,加载速率对断裂韧度的影响较小。     

干湿循环作用下红土抗剪强度与微结构关系研究

针对云南红土型水库因水位升降引起库岸土体干湿循环的客观实际,研究干湿循环作用下库岸红土抗剪强度与其微结构的变化规律,揭示二者之间的内在联系,为研究红土型库岸失稳提供依据。通过红土试样的干湿循环试验,模拟水库蓄水和库水位反复升降引起的库岸红土干湿循环作用。结果表明:（1）在一定初始干密度条件下,红土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均随干湿循环次数的增加而非线性减小,但在干湿循环次数约10次时趋于稳定。（2）干湿循环作用导致红土微结构发生变化。当初始干密度分别为1.2,1.3,1.4 g/cm3、干湿循环次数达10次时,试样红土颗粒数量降幅依次为45.4%,38.2%,35.7%;孔隙率增幅依次为52.6%,45.9%,40.4%;孔隙面积增幅依次为64.4%,58.2%,50.8%。（3）在干湿循环作用下,红土黏聚力与红土颗粒的定向度和平均圆形度呈正相关关系,相关系数R分别为0.985和0.923。内摩擦角与孔隙率和孔隙面积呈反相关关系,相关系数R分别为-0.936和-0.912。干湿循环作用导致红土微结构的改变,从而引起红土宏观力学性质的变化。     

粤东鸿沟山金矿区流纹斑岩锆石SHRIMP U-Pb定年、Lu-Hf同位素组成及其地质意义

鸿沟山矿区位于华南粤东莲花山钨矿床的中部,是近年来通过地质矿产调查新发现具有找寻金矿潜力的矿床之一。本文以与鸿沟山金等多金属矿化关系密切的流纹斑岩为研究对象,开展了锆石SHRIMP U-Pb定年、流纹斑岩和矿石岩石地球化学、锆石Lu-Hf同位素组成特征研究。获得流纹斑岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为169.1±1.5Ma,说明岩体形成于中侏罗世。在微量元素特征方面,流纹斑岩都表现为相对亏损大离子亲石元素Ba、Sr和高强场元素Nb、P、Zr、Hf,富集大离子亲石元素Rb,高强场元素U、Ce、Sm和轻稀土元素La、Nd,流纹斑岩与矿石稀土元素特征基本相似,Eu具中等负异常,但随着矿化强度的增强稀土元素更加富集。流纹斑岩εHf(t)(-15.0~2.2)分布范围宽,二阶段模式年龄TDM2主要变化范围为0.82~0.93 Ga,表明成岩物质主要来源于新元古代古老地壳变质泥岩和变质砂岩部分熔融,并有幔源物质的加入。因此,围绕着该时间段的流纹斑岩岩体,对于找寻W、Cu、Pb、Zn、Bi、Au、稀土、稀有和稀散元素矿产具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组深水沉积特征及其与古环境关系--以陕西富平赵老峪地区为例

深水沉积及其与古地理的关系一直是沉积学领域研究的重点,也是薄弱环节之一。鄂尔多斯盆地南部富平赵老峪地区奥陶系平凉组深水沉积发育,岩性以泥晶灰岩及砾屑灰岩为主,局部可见泥灰岩、泥岩、硅岩及凝灰岩。沉积构造以流水波痕和小型交错层理为主,生物扰动极为发育。典型岩相有泥晶石灰岩夹硅岩和泥岩相、生物扰动泥晶灰岩相及块状层理灰岩相,分别代表斜坡原地沉积、等深流沉积及碎屑流沉积。三种沉积的δ13C-δ18O、Th-U、Ga-Cu、B-Cr、B-Ga、B-Sr、Ni/Co-U/Th、B/Ga-U/Th及87Sr/86Sr-Sr/Ba等地化指标差异明显。从下至上,斜坡原地沉积及碎屑流沉积规模逐渐减小,等深流沉积规模不断增加。另外,平凉组沉积时期,相对海平面整体上升,古盐度呈多个高-低旋回变化,古气候逐渐干燥,还原作用增强。其中,相对海平面升高,古盐度变化明显,湿润气候及较强还原作用有利于等深流沉积的发育;而相对海平面降低、干燥气候及构造运动有利于碎屑流沉积发育。     

塔里木溢流玄武岩火山通道的三维结构及其热成因气体释放

塔里木上奥陶统-志留系沉积地层中广泛发育早二叠世溢流玄武岩的火山通道相岩床-岩墙网络。三维地震数据解释结果显示,这些火山通道以平行围岩地层的岩床和斜切围岩地层的"碟状岩床"为主要特征。在玄武岩喷发过程中,火山通道岩浆的热量可以导致沉积围岩发生热接触变质并将沉积围岩中的有机质转化为"热成因气体"。在塔北英买2井区火山通道烘烤沉积围岩模型基础上,利用有限元热模拟方法确定了该区早二叠世玄武岩喷发时火山通道热烘烤影响范围随时间的变化。基于沉积围岩有机质丰度估算,该区热烘烤成因甲烷释放量可达11.3Gt(即113亿吨)。如果整个塔里木溢流玄武岩省具有与英买2地区相同的释放强度,则塔里木溢流玄武岩省活动期间释放的甲烷总量可达7062.5Gt,必然导致非常显著的环境效应。同时,玄武岩火山通道岩浆引起的热接触变质作用对已存在的油藏具有明显的破坏作用,塔里木盆地古生界总量约8~10Gt的油藏破坏和大量沥青的形成可能与此有关。     

长春地区粉质黏土导热系数与其物性参数相关性研究

为研究导热系数与影响因素之间的相关关系,建立导热系数的推算公式,以长春地区粉质黏土为研究对象,对原状土样的导热系数与其物理参数之间的相关性进行回归分析。制作9个重塑土样,测其相关的参数值,以验证回归方程的适用性。结果表明,回归分析建立导热系数与2个物理参数之间的关系式不成立;考虑天然密度、含水率和孔隙度为自变量,其分别对应的相关性系数T检验显著值(Sig)都0. 05,复决定系数为0. 886,建立的回归方程成立,自变量能准确解释因变量的变化,且含水率与导热系数呈负相关,天然密度和孔隙度呈正相关。重塑土样相关参数代入回归方程得到的导热系数值与实验实测值之间相对误差低于4%,验证了该回归方程的普遍性和适用性。     

莲花山磷矿矿石品位与密度的相关性研究

莲花山磷矿矿石品位与密度呈正相关性,数学模型为y=0.01x+2.72,原因为:磷灰石是主要矿物,且密度明显高于其它主要脉石矿物。其它地区和其它类型的磷矿也应存在"矿石品位与密度的正相关性",但数学模型的参数可能有变化。磷矿石品位与密度的相关性,对于资源量估算、地质勘查及找矿实践有一定意义。     

荷载条件下兰新铁路地基泥岩吸水变形试验

以兰新铁路地基中的膨胀泥岩为试验材料,开展不同上覆荷载、不同干密度、不同初始含水率下的重塑土吸水变形试验。试验结果表明:当干密度和上覆荷载一定时,胀限膨胀率随初始含水率的增大而减小;当干密度和初始含水率一定时,胀限膨胀率随上覆荷载的增大而减小。上覆荷载的增大使得土颗粒间传递的平均法向应力增大,进而加大了土体的有效应力,土粒间应力的增大抑制了水分子与土体内黏土矿物的结合,削弱了结合水膜的厚度,从而使胀限膨胀率减小。通过对试验数据结果的分析,建立了初始含水率,干密度,上覆荷载耦合作用下的胀限膨胀率函数关系式。经过同等试验条件验证,试验得到膨胀率公式具有较好的可靠性。     

基于PFC2D的刘涧滑坡破坏运动过程模拟

以陕西省洛南县刘涧滑坡为研究对象,采用颗粒流离散元法对其破坏运动过程进行数值模拟。首先通过双轴数值试验对滑坡饱和土体进行细观参数标定,并与室内试验中饱和土体宏观力学参数进行对比,经验证该细观参数能应用到滑坡的破坏运动分析中,进而引入颗粒流（PFC2D）程序中平行黏结模型,采用ball-wall建模方法建立滑坡模型,对滑坡不同关键部位颗粒进行位移、速度监测,阐明其破坏运动特征。模拟结果表明,降雨为刘涧滑坡的直接诱发因素,斜坡变形破坏模式为由坡脚开挖引起的自前缘向后部牵引-孔隙水压力诱发的后部向前缘推移式滑塌。总体特征为上部推移,中部剪切,下部牵引;滑坡滑动最高时速13.4 m/s,最大滑移170 m,滑动阶段持续25 s。利用颗粒流法对滑坡的破坏运动过程模拟具有较好的适用性,可为工程决策提供依据。