砂土地基和粉质黏土地基基坑悬臂开挖离心模型试验

分别开展砂土和粉质黏土两种典型土质条件下基坑悬臂式开挖离心模型试验,详细叙述试验过程中所要解决的关键问题,并提出合理的解决方案。通过对比分析两组试验结果,得到以下结论：非饱和土地基制备中参数控制困难,分层夯实法有待进一步改进,而砂雨法制备的砂土地基参数可控性更好;两组试验的结果有差异,砂土地基试验所呈现的土压力、地基变形、支护弯矩的变化规律更好,因此,岩土离心试验可适当考虑以砂土代替非饱和土;对于采用悬臂式支护结构的基坑,开挖引起的地表沉降曲线在砂土中呈指数型,而在粉质黏土中呈直线型;开挖引起的粉质黏土地基土体位移范围较砂土地基更大;开挖引起的砂土中挡墙弯矩较粉质黏土更大,砂土和粉质黏土中最大弯矩位置都随开挖逐渐下移;在砂土试验中开挖引起主动区土压力各处均减小,而在粉质黏土试验中开挖引起土压力在挡墙底有增大趋势。该基坑工程离心模型试验过程及数据处理方法可为进一步试验提供参考。     

砂土中筒型基础沉放过程渗流特性和沉贯阻力研究

筒型基础的沉放是一项关键施工过程,沉放时土体在施工负压下产生渗流场,而渗流对基础筒壁的侧摩阻力和端阻力产生影响,导致沉贯阻力难以预测。针对这一问题,首先应用试验和数值模拟的方法,对筒型基础沉贯过程中的渗流特性进行分析,揭示筒壁两侧及筒端土体超孔隙水压力的分布;然后将分析结果应用于沉贯阻力的推导中,并对推导的公式进行验证。研究表明：筒型基础沉贯过程中,筒壁两侧土体的超孔隙水压力沿筒壁深度几乎呈线性变化,在接近筒端时出现非线性变化;不同的沉贯深度下,渗流对沉贯阻力的影响不同,随着沉贯深度的增加,减小的阻力占总沉贯阻力的比值越来越大;通过推导的理论公式计算的试验模型和实际工程的沉贯负压理论计算值与实测值吻合较好。     

秦岭-祁连结合部位早古生代埃达克岩的发现及其造山作用意义

阎家店闪长岩体位于北祁连造山带东段,是秦-祁构造结合部位最大的早古生代复合闪长岩体,主要岩性为石英闪长岩-闪长岩。早期研究显示阎家店闪长岩体北部样品的测年结果为~440Ma,是以红土堡基性火山岩为代表的弧间裂谷(或初始弧后盆地)在中晚奥陶世向北俯冲形成的岛弧侵入岩体。区域资料显示阎家店闪长岩自北向南岩体逐渐发育平行定向构造,具有糜棱结构,片麻状构造。南部糜棱岩化闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示其形成于418±3.2Ma。主微量元素地球化学特征显示其与埃达克岩地球化学特征一致,具有高Si O2,Al2O3,Na2O和Sr,低Yb和Y以及高Sr/Y和(La/Yb)N比值,无或微弱的Eu异常。低Na/K,Nb/U和Ce/Pb比值以及负的εHf(t)值表明阎家店闪长岩体主要起源于壳源物质的部分熔融。较高的Y/Yb和Ho/Yb以及Nb/Ta暗示其源岩已经转变为榴辉岩相物质。高密度的榴辉岩相基性下地壳由于重力不稳定性拆沉进入地幔,受地幔橄榄岩交代导致了阎家店闪长岩体南部样品的高Mg O含量以及Mg#。因此,自~440Ma至~418Ma秦岭-祁连结合部位的地壳在不断地加厚,~418Ma的阎家店闪长岩形成于俯冲后碰撞造山阶段,其动力学背景和时限与北祁连构造带一致。     

塔里木盆地麦盖提斜坡皮山北新1井白云质角砾岩地层时代厘定

本文结合岩石薄片、古生物孢粉、同位素、铂族元素、野外露头剖面等资料,对塔里木盆地麦盖提斜坡皮山北新1井钻遇的一套白云质角砾岩地层时代进行了厘定。结果认为：6 884~7 068 m段归属古近系吐依洛克组,化石含量较少;7 068~7 150 m段归属白垩系依格孜牙组,孢粉化石丰富。该井古近纪与白垩纪地层界线深度7 068 m,该位置碳同位素的突变指示海洋环境的剧烈变化,这可以与全球K/E界线处对比。同时,铂族元素在该深度见到明显的异常,其含量明显增大,尤其以Rh、Ru、Ir、Os等最为明显。通过此次厘定,丰富了对麦盖提斜坡晚白垩世—古近纪早期沉积格局的认识。     

辽东鞍山齐大山韧性剪切带运动学解析及形成机制

关于太古宙早期地壳演化构造机制的争论已经持续了数十年,其焦点主要集中于水平构造还是垂向构造两大经典构造模式的探讨.对于早期地壳构造演化方面的研究,将会有助于我们更好地理解早前寒武纪的地球动力学机制.本文对华北克拉通东北部鞍山地区花岗-绿岩带内齐大山韧性剪切带的构造变形特征进行了详细的解析,揭示了该区新太古代垂向构造作用样式.研究结果表明,齐大山韧性剪切带内花岗质岩石长英质矿物塑性拉长特征明显,条带状构造发育,面理向NWW方向陡倾,不对称组构特征和矿物拉伸线理产状指示向NWW的陡倾正滑移剪切作用.变形岩石中的长英质矿物均发育中低温显微变形特征,石英C轴电子背散射衍射（EBSD）组构分析揭示石英以菱面＜a＞和底面＜a＞滑移系为主,岩石经历了中低温非共轴变形.根据矿物的变形行为以及石英的结晶优选方位推测变形温度约为400~500℃,岩石变形特征以位错蠕变为主.有限应变分析结果表明,靠近铁矿带方向,构造岩类型由L=S构造岩过渡为LS构造岩,岩石应变强度呈明显增强趋势.运动学涡度测量结果显示齐大山韧性剪切带内大多数岩石样品的W_k值大于0.75,岩石形成于以简单剪切作用为主的一般剪切作用.对比花岗-绿岩带西侧的白家坟韧性剪切带,显示二者均具有相向的陡倾正滑移运动学特征,表明新太古代时期鞍山地区地壳构造演化模式以垂向构造作用为主.      

锌类质同像置换对Fe(Ⅱ)与磁铁矿共存体系去除Cr(Ⅵ)活性的制约

游离态Fe(Ⅱ)与磁铁矿的相互作用对环境污染物具有较强的还原活性。在自然界中,磁铁矿结构中的Fe2+和Fe3+常被过渡金属类质同像置换,显著改变磁铁矿的结构特征,物理化学性质和表面反应性。本研究考察了锌类质同像置换对磁铁矿与Fe(Ⅱ)共存体系去除Cr(Ⅵ)活性的制约及其机制。系列锌置换磁铁矿(Fe3-xZnxO4,x=0,0.25,0.49,0.74和0.99)用共沉淀法制备,并用XRD、TG、比表面积、酸碱滴定等方法进行系统的结构和物理化学性质表征。研究结果表明:系列锌置换磁铁矿样品具有尖晶石结构,Zn置换没有明显改变磁铁矿的晶体结构。比表面积和表面位密度随Zn置换量的提高而逐渐增大。在中性条件下,Cr(Ⅵ)快速吸附到磁铁矿表面,然后逐渐被磁铁矿及其表面吸附态Fe(Ⅱ)还原,最终固定在磁铁矿表面。随着Zn置换量的增加,磁铁矿与Fe(Ⅱ)共存体系对Cr(Ⅵ)的去除效率呈现先降低,后提高的变化趋势,这主要归因于共存体系对Cr(Ⅵ)还原能力的降低和吸附能力的提高。     

胶东区域成矿断裂带蚀变年龄研究及其矿床学意义

胶东金矿是中生代构造岩浆活化区岩浆期后中温热液蚀变脉状矿床。前人曾认为该类金矿属于壳源深融花岗岩-热液石英脉-蚀变岩型金矿。近期研究表明,胶东金矿围岩蚀变年龄的测定,对于矿床成因的研究有重要意义。为解决胶东区域断裂热液蚀变年龄问题,对胶东半岛主要断裂矿化蚀变带开展如下相关研究:(1)选择胶东地区各蚀变岩带普遍发育的黄铁绢英岩化蚀变岩带和强钾长石化蚀变岩带作为取样目标,进行区域对比;(2)该两类岩石中的蚀变矿物受到脆性断裂影响较小,能够得到蚀变阶段的稳定化学成分;(3)该两类岩石中的蚀变矿物发育有与蚀变同期的韧性变形,能够揭示蚀变阶段的构造应力应变状态。对样品中的钾长石和斜长石颗粒进行K-Ar法同位素年龄测试,获得蚀变岩同位素年龄数据。测试结果显示,胶东区域构造热液蚀变作用时期为(148.3±4.3)~(52.03±0.70)Ma,即早白垩世燕山晚期;同位素年龄自西向东逐渐变小,证明胶东西部地区的热液蚀变作用早于东部地区。通过分析已有的构造、热液成分和成矿物理化学参数等资料,结合本研究的最新成果,总结出区域成矿时代与成矿规律:胶东区域断裂蚀变系统中的构造附加静水压力、流体温度压力条件和成矿元素的分布与变化控制了热液蚀变成矿规律。上述地质特征显示,胶东金矿床是复成构造热液作用下的一种新型矿床类型。     

皖北地区原生金刚石及其载体特征

安徽省皖北地区发现的原生金刚石,不同于之前在砾岩和松散沉积物中发现的金刚石,其载体也既不同于国内已发现并开采的原生金刚石矿床之金刚石载体,也不同于世界上其他国家发现并开采的原生金刚石载体。之前在砾岩中或在第四系松散沉积物发现的金刚石大小混杂,颜色多样;国内及世界上已开采的原生金刚石矿床,其载体基本上均为金伯利岩或钾镁煌斑岩,尤以前者为主。而安徽皖北地区发现的原生金刚石,其载体为橄栏玄武岩、玄武质角砾熔岩、火山角砾岩和辉绿岩。     

碳质页岩水力压裂模拟实验研究

为了分析碳质页岩的水力压裂过程,采用天然页岩岩块,制作了边长30cm立方体试样,采用实验室大型实验设备,设置了两种不同的割缝注射方向,对试样进行了水力压裂模拟实验。对比分析了试样的破坏形态;可以看出割缝注射方向对裂缝的发育有着重要影响;水力压裂的极限强度与裂纹和层面之间的夹角有一定的关系,当裂纹方向接近层面时,对应的水力压裂的强度较小。结合水力压裂的水压曲线,阐述了裂纹发育和压裂液压力之间的关系。声发射监测碳质页岩的水力压裂存在一定的不足,需要进一步提高探测精度。页岩水力压裂过程受多种因素影响,需要开展相应的模拟实验进行研究。     

海洋桩基平台钢管桩自由站立深度分析与问题探讨

钢管桩基础是海洋导管架平台比较常用的一种基础形式,对钢管桩自由站立深度的准确预测是导管架平台安装项目中的一项重要工作。如果自由入泥深度评估不准确,现场施工时可能会导致钢管桩发生变形损坏,进而可能影响到整个油气田的生产运营。基于实际生产项目,讨论了钢管桩自由站立深度实际结果与预测值之间的关系,分析了造成实际结果的原因,论证了除自身结构性质外,钢管桩自由站立深度的影响因素主要包括海底地层性质和沉桩速度。海底浅部地层性质直接决定土对桩的承载力;沉桩速度决定土对桩的应力类型。实践表明,应用多种方法对钢管桩自由站立深度进行综合分析评价,能够考虑到多种影响因素,从而使评估工作更加全面,大大提高预测的准确度。