柴达木盆地北缘反S形褶皱冲断带变形机制的物理模拟研究

阿尔金断裂走滑变形的侧向传递十分有限,难以解释柴达木盆地北缘反S形褶皱冲断带的形成。本文设计的一组具有不同性质基底条件的弧形边界砂箱实验表明:刚性块体边界形态控制了褶皱冲断带走向和构造格局,同时基底力学性质也有部分影响作用,因而可用“刚性块体弧形边界联合作用”来解释其形成,即:1)冷湖反S形褶皱冲断带的形成是赛什腾山前弧形边界与昆特依凹陷弧形边界联合作用的结果;2)鄂博梁反S形褶皱冲断带的形成是昆特依凹陷与一里坪凹陷弧形边界联合作用的结果;3)位于一里坪凹陷南侧、与阿尔金断裂左行走滑变形呈反牵引关系的褶皱冲断带则与该凹陷西南侧向南西突出的弧形边界有关。     

里下河古潟湖相软土基本工程特性与形成机理的关系

淮盐高速公路穿越的里下河地区,广泛分布有高含水量、高压缩性古潟湖相软土,工程性质很差,该层软土的工程性质与里下河古潟湖的形成机理密切相关。本文在对潟湖形成一般模式总结的基础上,结合苏北地区第四纪以来沉积环境及区域地质地貌变化情况,得出里下河古潟湖相软土的形成机理,并对淮沿高速公路盐线典型地段土样工程性质进行分析,根据土的工程性质的垂直变化,判断古潟湖相软土的分布情况,进而寻找古潟湖相软土工程性质与其形成机理之间的关系。     

卢氏膨胀岩湿胀软化特性研究

为研究卢氏膨胀岩湿胀软化特性,开展了膨胀性试验和常规三轴试验。并将泡水前后的膨胀岩进行扫描电子显微镜（SEM）试验和氮气吸附（NA）试验。为充分考虑膨胀岩内部颗粒之间的胶结作用和原始结构,试验样品采用原状膨胀岩。试验研究结果表明：膨胀岩吸水膨胀具有明显的各向异性,轴向膨胀率大于径向膨胀率且在1.5倍左右;随着相对含水率的增加,峰值强度呈先快速降低再缓慢降低的变化趋势,弹性模量和黏聚力呈增加趋势;在围压保持不变的情况下,随着含水率的增加,膨胀岩破坏形式由张拉破坏、张剪破坏向剪切破坏转变,并且膨胀岩破坏时表面裂缝增多。微观试验结果显示,泡水后膨胀岩微观结构裂隙比泡水前增多,孔隙发育明显,这是膨胀岩软化的根本原因。     

大坝运行对水库消落带土壤环境影响研究进展

水库消落带土壤环境对水库水位变化的响应非常明显。通过分析大坝运行下水库消落带土壤理化性质、重金属、微生物特性和土壤侵蚀变化特征,总结水位波动对消落带土壤性质的影响过程与趋势。研究表明水库消落带土壤历经长时期干湿交替过程后,其物理性质发生较大改变,但具体变化过程和趋势仍存争议。土壤化学性质中,碳、氮和磷元素迁移转化趋势明显,但各不相同。土壤重金属元素时空分异特征改变。土壤微生物总体上呈减少趋势,并且在海拔梯度上差异显著。土壤侵蚀是消落带面临的主要环境问题。未来应采用物理模型方法,定量分析水位与土壤性质相关关系,并加强对西南高山峡谷区高坝大库消落带的研究。     

膨润土颗粒混合物的堆积性质与水-力特性研究进展

膨润土颗粒混合物是高放废物深地质处置库中的一种缓冲/回填材料,掌握其堆积性质与水-力特性是开展处置库安全性能评估的关键基础。本文全面回顾和总结了近年来国内外学者对膨润土颗粒混合物的堆积性质、持水特性、结构特征、渗透特性、胀缩特性及本构模型等方面的研究进展与取得的成果,展望了几个值得进一步研究的问题。结果表明,颗粒混合物的堆积性质与粒径级配密切相关;湿化过程中,颗粒混合物由初始松散结构逐渐转变为胶结融合结构,孔隙结构逐渐趋于均一化,并伴随着颗粒破碎和错动,进而影响其水-力特性。考虑到处置库实际运营环境的复杂性,颗粒混合物的原位填充技术以及多场(热-水-力-化)耦合条件下颗粒混合物的水-力特性是今后值得深入研究的方向。     

下地壳流变学性质对南大西洋两岸盆地结构不对称性的控制

南大西洋两岸被动陆缘盆地蕴藏大量的油气资源,是近年来油气勘探的热点区域。南大西洋两侧共轭盆地的结构存在明显的不对称性,南美侧的桑托斯盆地垂直走向方向的宽度(约850 km)是位于非洲侧的南宽扎盆地(约200 km)的4倍。盆地结构的不对称性导致南大西洋两岸被动陆缘盆地油气分布与成藏规律具有明显的差异,但是盆地结构不对称性的动力学成因目前还存在较大争议。为此开展2D热力学耦合的地球动力学数值模拟实验,数值模拟中采用有限元方法求解黏-弹-塑性连续介质的本构方程。实验结果证明了下地壳流变学性质差异是控制盆地结构的关键因素。当下地壳流变学性质不对称时,在克拉通上发育的盆地往往为狭窄盆地,而在造山带上发育的盆地为宽广盆地。克拉通深厚地壳通过改变软流圈的流动影响地壳破裂和盆地结构。与前人数值模拟结果相比,本文的模型不仅能正演不对称盆地的形成过程,也能预测共轭盆地不对称极性,与南大西洋地质情况能够更好吻合。     

河南省洛宁上宫金矿复杂地层钻探施工技术

河南省洛宁上宫金矿区地质条件复杂,地层破碎,特别是中下部蚀变绿泥石化严重,遇水分散剥落坍塌,易造成下钻困难、埋钻等事故,施工难度大。针对矿区地层特点,从设备材料选型、钻孔结构、钻头选用等方面采取措施,重点应用成膜冲洗液解决蚀变破碎绿泥石化地层孔壁失稳取心钻进困难问题,取得了显著效果,为今后复杂地层施工积累了一定的经验。     

水泥半固化处理土工程性质研究

半固化处理是疏浚土等软土资源化利用的重要途径。目前国内外学者从物理性质、击实性质和强度性质方面对此类处理土进行了研究,但关于半固化处理土的掺入比的范围没有一个明确的界限或者确定方法。本文通过室内试验,基于处理土的含水量变化规律提出了确定半固化土水泥掺量界限范围的方法,并讨论了位于固化区和半固区处理土的物理力学性质。结果表明:处理土的含水量随水泥掺入比的增加而降低,掺入比较大时,含水量降低幅度趋于稳定。位于固化区与半固化区处理土物理力学性质具有明显的差异。     

不同制样方式下含水合物粉细砂静力学特性研究

利用高压低温三轴仪对含水合物粉细砂进行剪切试验。分别用气饱和法与水饱和法制样,实现不同水合物饱和度和围压条件的三轴剪切,并分析含水合物砂的胶结作用对剪切特性的影响。试验结果表明：低饱和度时,气饱和与水饱和试样的偏应力差别不大;高饱和度时,制样方式对偏应力的影响较显著;水饱和试样的剪胀性大于气饱和试样,剪胀性随饱和度的升高和围压的降低而增大。峰值偏应力和稳态偏应力由黏聚力和摩擦力两部分组成,水合物的存在对稳态内摩擦角影响不大。     

土壤理化性质空间分布及其相关关系分析

使用地理加权相关（GW correlation）与多因素方差分析对张家口地区土壤理化参数空间分异及其相关关系进行分析。结果显示：土壤理化参数具有不同的空间自相关性,各参数之间地理加权相关系数存在正负或大小差异。林地土壤养分含量与饱和导水率显著大于其他土地利用类型（P<0.05）;土壤理化参数之间相关性主要表现为坝上高原>坝下区域、栗钙土>其他土壤类型（P<0.05）。这表明,土地利用是影响张家口地区土壤理化参数空间分异的主要因素,地貌和土壤类型是影响土壤理化参数相关关系空间分异的主要因素,结果可以为认识区域土壤地域分异规律及制定生态脆弱区水土涵养措施提供数据参考。