红层砂岩高温后效蠕变试验研究

温度是影响岩石变形、稳定的重要因素。通过对红层砂岩开展高温后的蠕变试验,揭示了温度对红层砂岩蠕变特性的影响规律,并基于Burgers模型建立考虑温度效应的蠕变损伤模型,分析了温度对模型参数的影响规律。研究表明:510~550 ℃是红层砂岩力学性质转变的节点温度区间,低于该温度区间时,温度升高,试样的峰值强度增加,延性增强,长期强度减小;高于该温度区间时,温度升高,试样的峰值强度、峰值应变减小,长期强度增加;瞬时应变随温度的升高而线性增大。相同应力条件下,随着经历温度的升高,试样瞬时应变、稳态蠕变速率以及进入稳定蠕变阶段的时间增加,进入加速蠕变阶段的时间减小,加速蠕变曲线变陡。     

荷载条件下原状与重塑泥岩渗透性试验研究

为模拟地基土普遍受上覆荷载等实际情况,研制了可加载渗透仪。文章以兰新铁路第二双线一处典型膨胀泥岩为研究对象,进行了原状土和重塑土不同荷载等级下渗透试验,荷载大小为0,0.1,0.2,0.3,0.4 MPa。试验结果表明:随着渗透时间变长,原状土和重塑土的渗透系数略微增大。原状土渗透系数随荷载增大而变小,为现场地基土随埋深增加渗透性变小提供依据;重塑土渗透系数随荷载增大而变小,对于高填方路基底层土而言上覆荷载对其渗透性产生影响。通过进一步对比原状土与重塑土渗透性差异,可知重塑土渗透系数比原状土渗透系数大1个数量级,且原状土渗透系数呈“外凸形”减小,重塑土渗透系数呈“内凹形”减小,荷载对两种土体渗透系数影响机理不同。     

青海五龙沟矿区泥岩地层冲洗液研究

摘要：青海五龙沟矿区内存在大量泥岩地层,其特点为粘土总含量高,易吸水膨胀,地层微裂隙多,导致钻探过程中易出现钻孔缩径、坍塌以及岩心采取率不足等问题,严重影响了矿体规模及经济价值的评价,研究适用于该区的冲洗液意义重大。本文通过正交试验研发了一套适用于该区泥岩地层钻探的水基冲洗液,该冲洗液配方为：5%膨润土+2%纯碱（Na2CO3）+0.05%高粘聚阴离子纤维素（HV-PAC）+0.4%低粘钠羧甲基纤维素（LV-CMC）+2%磺甲基酚醛树脂（SMP-1）+2.5%无荧光防塌润滑剂（FT-342）+0.4%正电胶（MMH）+1%白油。该冲洗液失水量为4 mL,泥岩在清水中的膨胀率为20.26%,而在冲洗液中降到了3.02%,将泥岩制样放到冲洗液中浸泡24 h,泥岩结构保持完整。该冲洗液滤失量低、抑制性强、配制工艺简单,能很好地适用于五龙沟地区泥岩地层的钻探工作。     

红层软岩软化的界面过程及其动力学模型

红层软岩灾变和界面上的水-岩相互作用密切相关,研究界面过程对于揭示其灾变机制具有重要的意义。目前针对红层软岩软化的研究主要是宏观唯象特征的研究,红层软岩软化界面过程的研究处于探索和起步阶段,仍需要进一步地完善。针对这一问题,通过分析红层软岩软化界面过程的特征,水-岩界面上的软岩颗粒不断溶解,水在软岩中扩散,形成新的水-岩界面,基于此建立软岩系统标准熵对软岩软化进行表征,发现软岩系统标准熵值随着时间的变化规律与软岩软化崩解具有一致性;同时,利用菲克扩散定律构建软岩软化界面过程的动力学模型,很好地描述水-岩界面的生成规律;最后在红层软岩的DEM-CFD（离散元-计算流体力学耦合）模型中,软岩软化过程颗粒连接断裂代表水-岩界面的生成,对比界面过程动力学模型,取得较好的拟合结果。该研究结果对软岩软化界面过程的探索具有一定的意义。     

四川东部和重庆地区三叠纪海相红层分布及时代

在综合分析四川东部和重庆地区的三叠纪地层资料的基础上,本文着重对研究区三叠纪海相红层的分布格局和沉积特征进行了分析和对比。在四川东部和重庆地区三叠纪海相地层中初步识别出5组12段海相红层,分别是:飞仙关组(大冶组)红层(印度阶)、嘉陵江组红层(奥列尼克阶)、雷口坡组(巴东组)红层(安尼阶)、天井山组红层(拉丁阶)和马鞍塘组红层(卡尼阶),并将这些红层与相邻地区(湖北中西部和贵州)三叠纪海相红层进行了对比。分析表明研究区所有海相红层均属于滨海-浅海陆棚相红层,四川东部和重庆地区三叠纪海相红层的碎屑物质及Fe_2O_3主要来源于康滇古陆和龙门山等高地。同时,文中还探讨了四川东部和重庆地区三叠纪海相红层纵向分布与古气候、古纬度、水深、植被、矿产、岩石颜色、构造运动等之间的关系。上述研究为进一步开展全国乃至全球三叠纪海相红层分布规律研究和时代对比提供基础数据和资料。     

贵州三穗龙湾铀矿床地质地球化学特征及成因

三穗龙湾矿床位于黔中-湘西北铀成矿带内,是近年勘查发现的贵州第一个大型碳硅泥岩型铀矿床。本文对龙湾铀矿床开展了矿物学、地质地球化学及矿床成因等方面研究。结果表明,该矿床矿石中的原生铀矿物主要为沥青铀矿,表生条件下形成的次生铀矿物较发育,主要有硅钙铀矿、硒铅矿、钛铀矿及铀酰磷酸盐矿物等,它们以纳米-微米级粒状(粒径多10μm)、细脉状或隐晶质形式赋存于有机质、粘土矿物等聚铀矿物中;成矿物质主要来源于赋矿层位,可能有少量来自基底岩浆岩,成矿流体为深部流体与大气降水的混合;铀及共伴生元素的富集与炭质泥岩中富含有机质、磷矿物、铁矿物、粘土矿物密切相关;铀矿形成受层位(老堡组)、岩性(炭质泥岩)、构造(三穗向斜及斜切向斜的断层、层间断层)、围岩沉积环境(陆缘裂谷、裂陷的海相还原沉积环境)等因素控制,经历了雪峰期海底喷流作用下形成含矿岩系过程中铀的初始富集→燕山-喜马拉雅期板内伸展构造背景下淋滤、热液叠加改造再富集的成矿过程,后生成矿特征明显,矿床属沉积-热液叠加改造型。本文研究成果对推进黔东地区铀矿成矿预测和找矿勘查,丰富碳硅泥岩型铀矿成矿理论具有重要意义。     

四川巴中市红层地区滑坡发育特征与防范措施

本文以巴中市大量发育的红层地区滑坡为研究对象,分析了巴中市红层地质环境特点,归纳了红层区域滑坡类型为浅表层土质滑坡、深厚层土质滑坡和缓倾顺层岩质滑坡三类,研究了三类红层地区滑坡的分布规律与发育特征。从满足基层防灾管理的现实需要出发,对红层地区滑坡灾害防范核心要点进行了深入总结和提炼,提出的滑坡灾害防范措施具有现实性和可操作性。     

水岩耦合下的红层软岩微观结构特征与软化机制研究

水岩长期作用下红层软岩体现出成岩作用差、易风化、易软化崩解等特点,给软岩工程设计与施工带来挑战。以滇中红层软岩地区所取泥岩试样为研究对象,首先对自然和饱水状态下岩样进行单轴和三轴压缩试验,分析水岩作用下软岩的力学特性;然后采用X射线衍射技术对不同含水状态下软岩微观结构进行对比研究;最后基于试验结果对滇中地区红层软岩遇水软化机制进行了探讨。研究结果表明:水岩作用下软岩力学性质劣化明显,岩石峰值抗压强度显著降低,岩体破坏程度提高;软岩黏土矿物颗粒吸水膨胀,微观结构由致密的团粒状转变为疏松多孔的不规则片状和鳞片状结构;伊利石等黏土矿物与水反应,产生的不均匀应力和大量微孔隙导致软岩内部结构破坏;红层软岩的遇水软化机制包括软岩矿物的溶蚀和次生作用、黏土矿物的吸水膨胀与崩解、软岩与水作用导致颗粒间胶结连结破坏等。     

清江盆地洋湖凹陷岩盐矿床A1孔泥岩段硼同位素组成特征研究

近年来,硼同位素研究在指示沉积环境及物源方面取得了良好进展。通过开展清江盆地盐岩矿床泥岩段矿物组成、硼含量及XRD衍射实验、热电离质谱法测量硼同位素等实验手段,研究δ11B值变化与物源、沉积环境和气候作用的关系,分析影响清江盆地盐岩矿床硼同位素分馏因素,发现多源性可能成为δ11B发生变化的原因之一,粘土矿物优先吸附10B从而导致δ11B值降低,同时盐矿物序列变化和伊利石的减少表明该时期整体气候变化为干冷向温湿改变,可能伴随有河流改道而导致物源发生变化,从而影响δ11B值的变化。     

川东红层缓倾角岩质崩塌特征与稳定性分析

川东地区出露一套湖相、河流相等红色碎屑岩,普遍发育着缓倾角岩质斜坡结构,由于其特殊工程特征和环境条件致使地质灾害频发,其中崩塌是主要灾害形式之一,并对人居安全与交通、城镇建设等具有较大危害。通过总结分析已有研究成果并结合大量野外工程地质测绘与岩体力学原理分析,提出基于川东地区环境背景条件的贯通型倾倒式、贯通型滑移式、非贯通型错断式和非贯通型拉裂式的四种基本崩塌类型,并对其岩性组合、斜坡结构特征、演变过程和安全性定量计算等进行系统总结,可为区内同类灾害的防治与研究提供借鉴与参考。