大理岩破坏的声发射双主频特征及其机制初探

因试样制备、试验操作等限制,获得饱和岩石的直接拉伸强度较为困难。为对饱和硬岩的直接拉伸强度进行合理估算并验证其可靠性,同时分析水对估算误差的影响,设计完成了干燥、饱和状态下两种硬岩的单轴压缩和直接拉伸声发射试验。基于Griffith理论和Hoek-Brown(H-B)强度准则,通过裂纹体积应变法确定岩石起裂应力,估算饱和硬岩的直接拉伸强度和H-B强度参数m_i。结合声发射波形信号频谱特性,分析两者估算结果的准确性。结果表明,基于Griffith准则并采用起裂应力估算饱和硬岩的直接拉伸强度是一种较可靠的方法。对于干燥硬岩,该方法确定的直接拉伸强度估算值比试验值偏小。饱和硬岩直接拉伸强度估算值与试验值基本接近,这是因为硬岩饱和后,延性和蠕变趋向增强,并发生更多的微观拉破裂。饱和硬岩的m_i值增大与增多的微观拉破裂有关,m_i值变化可用于描述饱和硬岩的软化程度。基于Griffith准则并采用起裂应力估算的岩石直接拉伸强度和H-B强度参数m_i可用于岩体工程的早期设计。     

交叉裂隙岩体裂纹扩展试验及混合有限-离散元数值模拟研究

对预制交叉裂隙岩石试样进行裂纹扩展试验,研究了裂纹萌生、扩展、聚合过程,分析了主裂隙和轴向载荷夹角及主次裂隙夹角对裂纹起裂应力和聚合应力的影响,并用混合有限元-离散元程序,即图形处理器并行化的3D Y-HFDEM代码对试验进行了仿真计算,实现了岩石破坏从连续介质向非连续介质的过渡,对裂纹类及损伤破坏模式进行了识别,捕捉到了试验中难以发现的现象。研究表明：随主裂隙与轴向载荷夹角增加,裂纹聚合区的拉伸裂纹数量增加;裂纹起裂和聚合应力与主裂隙与轴向载荷夹角成正比;主次裂隙夹角增加,岩石的破坏模式由拉伸破坏转为剪切破坏,交叉裂隙加剧岩石破碎程度;主裂隙尖端萌生扩展的拉伸-剪切混合裂缝引起的破坏在岩石破坏中占主导地位,是导致岩体失去承载能力的主控裂纹;混合有限元-离散元仿真软件GPGPU并行化的3D Y-HFDEM IDE在岩石裂纹扩展研究中具有优势,可以捕捉实验室难以发现的损伤断裂类型,可以作为岩石裂纹扩展研究的有力工具。     

含裂隙岩质深基坑桩锚支护结构变形特征研究

由于开挖量大、施工周期长、施工环境复杂等特点,深基坑工程容易发生施工安全事故。以重庆市某含裂隙岩质深基坑工程为背景,采用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,模拟了在多层预应力锚索桩板挡墙支护下基坑全开挖过程。基于数值结果分析了基坑开挖过程中土体以及支护结构变形特征。数值计算结果及实测数据表明:(1)受裂隙及邻近建筑的影响,基坑支护结构体系变形以及坑外地表沉降分布具有明显的空间效应;(2)基坑角点处冠梁弯矩随开挖深度的变化规律与基坑中部明显不同;(3)基坑北、南侧中部支护桩的桩身变形呈复合式,东、西侧中部呈悬臂式;(4)采用HS土体本构模型获得的结果与工程实测结果更加符合。地表沉降的数值结果与实测数据较为接近,证实了数值模型的可靠性。研究结果可为类似工程提供参考。     

超临界CO2岩石致裂机制分析

超临界CO2是一种介于气体和液体之间的特殊状态的CO2流体,具有低黏、高扩散性和零表面张力等独特的性质。利用超临界CO2作为压裂液,有助于裂缝的起裂和扩展,同时可避免储层伤害。通过研究超临界CO2射流破岩和压裂特性,分析得到了超临界CO2岩石致裂机制。研究结果表明,超临界CO2低黏等特性使其更容易进入岩石微孔和微缝之中,在岩石内部建立大小不一的流体压力系统,使岩石发生拉伸和剪切破坏;常规流体压裂起裂压力较高,裂缝一般为单条或多条平直裂缝,大多沿着同一方向贯穿强度较高的胶结颗粒,且裂缝断面光滑、平整;超临界CO2压裂起裂压力相比于常规流体压裂低,在岩石中形成的裂缝网络较为复杂,裂缝互相连通,一般沿着强度较低的胶结物开裂,较少贯穿胶结颗粒,裂缝断面较为粗糙。该研究结果可为超临界CO2压裂技术的实施提供理论支撑。     

克拉玛依侏罗纪玄武岩地球化学特征及其壳幔作用过程研究

新疆北部中新生代岩石圈深部过程一直备受关注但研究较少。在详细的野外地质和室内岩相学的研究基础上,对西准噶尔克拉玛依侏罗纪玄武岩开展了全岩主元素、微量元素和Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析。这些玄武岩与下伏下石炭统太勒古拉组地层呈角度不整合接触关系,具有明显柱状节理、块状构造、斑状结构,斑晶主要由富Ca斜长石、普通辉石和橄榄石组成,部分含有菱铁矿,基质为间粒间隐结构。玄武岩属于碱性玄武岩系列(σ=3.87~4.68),强烈富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K等)和轻稀土元素,没有Eu的负异常(δEu=1.02~1.06),具有相对较低的正εNd(t)值(+2.95~+3.02)和较高的(87Sr/86Sr)i值(0.7048~0.7049),暗示其具有与OIB型源区相似但较为亏损的源区特征。这些玄武岩可能来源于80 km以下深处的石榴石二辉橄榄岩的低程度部分熔融作用。玄武岩中获得锆石的U-Pb谐和年龄为(357.3±5.1)Ma,这一年龄与围岩太勒古拉组的时代相当,指示这些锆石主要来自早期岩浆作用。与晚古生代岛弧及后碰撞基性火山岩不同,侏罗纪玄武岩形成于相对稳定的板内构造环境,其地幔源区亏损程度不及晚古生代火山岩源区。这样的源区可能与俯冲下沉洋壳和拆层岩石圈发生变质重熔形成富集熔体并不断交代亏损地幔有关。     

陕西双王金矿床角砾岩动力学成因探讨

双王金矿可拼性含金角砾岩是流体致裂角砾岩,而不是构造角砾岩或隐爆角砾岩。该区的深源异常高压流体是角砾岩产生的必要条件。角砾岩的动力学成因主要是区域变质作用、地壳隆升剥蚀作用和地下岩浆活动等形成异常高压流体,在重力、浮力和地热梯度的驱动下,在能干性强的岩石中产生裂隙,并向浅部增殖,被碳酸盐矿物等充填胶结。周而复始的流体压裂—沉淀愈合作用,使金多次富集,形成矿体。     

板内造陆变形及其后期转化的油气地质意义

板内造陆变形以平行不整合为标志，它是一个容易失稳的界面，后期构造变动中常常转化成拆离面。中浅构造层次形成脆性拆离断层（拆离带）；中深构造层次则形成韧性剪切断层（韧性剪切带）。板内造陆变形及其后期演化改善了储集岩性能，影响了油气运移和聚集。后期转化还可以使油气重新运移，也可形成新的油气圈闭，同时深刻影响油气演化，有利于再次生油气。     

中国中,新生代板内变形与构造应力场

在综合区域地质、古地磁、构造变形与古构造应力分析的基础上,作者对中国中、新生代进行了构造期的划分,将其分为6个构造期:(1)印支期(250-208Ma),(2)燕山期(208-135Ma),(3)四川期(135-52Ma),(4)华北期(52-23.3Ma),(5)喜马拉雅期(23.3-0.73Ma),(6)新构造期(0.73Ma以来)。      

Effect of under connected plates on the hydrodynamic efficiency of the floating breakwater

In this paper, the hydrodynamic efficiency of a floating breakwater system is experimentally studied by use of physical models. Regular waves with wide ranges of wave heights and periods are tested. The efficiency of the breakwater is presented as a function of the wave transmission, reflection, and energy dissipation coefficients. Different parameters affecting the breakwater efficiency are investigated, e.g. the number of the under connected vertical plates, the length of the mooring wire, and the wave length. It is found that, the transmission coefficient kt decreases with the increase of the relative breakwater width B/L, the number of plates n and the relative wire length l/h, while the reflection coefficient kr takes the opposite trend. Therefore, it is possible to achieve kt values smaller than 0.25 and kr values larger than 0.80 when B/L is larger than 0.25 for the case of l/h-1.5 and n=4. In addition, empirical equations used for estimating the transmission and reflection coefficients are developed by using the dimensionless analysis, regression analysis and measured data and verified by different theoretical and experimental results.