疲劳模型评价海底粉土不稳定性的应用

该文探讨疲劳模型在评价海底粉土不稳定性中的应用。研究表明以超孔压为疲劳参数 ,以 Ψ 作为孔压产生率的疲劳模型可用于预测海底粉土中超孔压的产生和累积。基于已有的疲劳模型 ,借鉴以孔压作为疲劳参数 ,运用包含有周期循环数的公式来预测超孔压的累积的思路 ,将粉土的动三轴孔压累积曲线用一条渐进线来代表 ,从而用一种新的且较简单的疲劳模型可预测超孔压的均值。     

天然气水合物稳定域温压条件的影响因素之探讨

影响天然气水合物稳定域温压条件的因素主要为气体混合效应、水中添加剂效应(盐浓度效应)和沉积物孔隙效应。本文详细地论述了这三种效应对天然气水合物稳定域温度-压力条件的影响，并结合实例对这三种效应进行了深入地探讨。     

基底流压上升对构造的控制作用

我们使用临界楔形体力学理论揭示了深水尼日尔三角洲中位于脆弱的基底滑脱面之上的趾状逆冲断裂系统由高孔隙压力所引起的变形。尼日尔三角洲中的沉积岩具有相似的岩石性质，但其锥度（海底斜坡和基底滑脱面的倾角之和）却比大多数造山褶皱带的要小得多。这种低锥度表明，尼日尔三角洲具有一个非常脆弱的基底滑脱面——一套含有基底滑脱面的前三角洲海相页岩，我们解释认为，这种脆弱的基底滑脱面反映了Akata组内上升的孔隙流体压力（λ≈0．90）。该脆弱基底滑脱带对深水尼日尔三角洲中的褶皱带具有很大的影响作用。超压的脆弱Akata组页岩在背斜核部和趾状褶皱与逆冲断裂构造的上盘中发生塑性变形，并导致切变断弯褶皱和滑脱背斜的形成，这些切变断弯褶皱和滑脱背斜正是深水尼日尔三角洲褶皱带中的主要圈闭类型。此外，低锥度还导致了背冲断裂带的广泛发育，以及位于深水褶皱和断裂带之间的大型的、变形相对轻微的地区的形成。在证明上升的基底流体压力对深水尼日尔三角洲的结构和构造的影响的同时，本项研究还将临界锥形楔力学概念的应用领域扩展到被动边缘背景中。     

不同来源水沙对黄河入海泥沙通量的影响

文中研究了黄河入海泥沙通量与流域上、中游不同来源区的水沙量之间的关系 ,并以年系列和洪水系列水文泥沙资料 ,建立了表达这一关系的经验统计模型。所建立的模型表明 ,来自不同来源区的泥沙 ,对于入海泥沙通量的影响是不同的。来自多沙细沙区的每 1t泥沙 ,输送入海的为 0 .85t(年系列 )和 0 .72t(洪水系列 ) ;而来自多沙粗沙区的每 1t泥沙 ,输送入海的仅为 0 .34t(年系列 )和 0 .2 1t(洪水系列 )。 70年代以来入海泥沙通量的减少 ,与多沙细沙区水土保持工作的开展有密切关系。将文中的模型与已建立的黄河流域水土保持减水、减沙模型相耦合 ,可以用来预测未来因人类活动和气候变化而使不同来源区的水沙进一步减少时 ,黄河入海泥沙通量的变化     

桶形基础及其作用下的粉质土海床失稳机制研究的试验设计

在阅读、分析以往的有关资料的基础上 ,结合实际的试验条件 ,对桶形基础及其作用下的粉质土海床失稳机制研究的试验作出了专门设计。该设计通过配土、设计模型桶基和负压沉贯的操作过程、设置孔压传感器等实验手段 ,努力从土体破坏的角度 ,寻求负压沉贯过程中沉贯负压、沉贯阻力及孔隙水压力之间的变化关系和确定桶基的上拔力。并且指出了数据处理的基本思路 ,以利于课题的深入研究。     

应用于压密注浆土钉的土工织物反滤性能试验研究

针对现有乳胶膜压密注浆土钉的潜在缺陷,提出了采用土工织物替代乳胶膜改进该土钉的新思路。基于自研的土工织物反滤性能测定装置,开展了一系列水泥浆液反滤试验,研究了水灰比、浆液体积和注浆压力对土工织物反滤性能的影响。并且,对反滤前后浆液成型的试块进行了强度试验。试验结果表明：随水灰比的增加,浆液最终滤出质量、反滤结束时间和质量流量都相应增加,但反滤结束时间的增量会逐渐减小;浆液体积的变化不会影响质量流量的变化,而反滤结束时间与浆液体积呈线性增加的关系;随注浆压力的增加,浆液质量流量逐渐增加。同时,土工织物撑开面积的增加率与注浆压力呈线性增加的关系;采用土工织物替代乳胶膜后,节泡内浆液水灰比明显减小,强度得到显著提高。研究能为土工织物改进新型压密注浆土钉的应用奠定基础。     

密度孔压静力触探的测试理论和工程应用综述

孔压静力触探试验(CPTU)是目前使用最为广泛的原位测试方法之一,但CPTU不能原位测量土体最基本的指标——密度。密度孔压静力触探试验(DCPTU)是把核子密度仪结合到孔压静力触探系统中,贯入过程中可以同时测量锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力和密度的一种新型原位测试方法。本文首先介绍了DCPTU的试验装置和密度测试理论;然后通过与室内试验结果对比评价了利用DCPTU测量砂土、黏土、填土地层以及海底淤泥的密度的可靠性,分析了非均质地层中DCPTU测量密度与真实密度的区别、并提出了真实密度剖面的推求方法;然后综述了DCPTU在判别软弱夹层、评价砂土的液化势、检验地基处理效果、检测块状填土中的空隙、调查浮泥层的厚度和密度分布等方面的工程应用;最后展望了DCPTU在工程勘察中的发展趋势和应用前景。     

坚硬顶板强矿压动力灾害演化机理与超前区域防治技术

工作面上覆坚硬顶板往往不易垮落,破断后易形成动压灾害。以神东矿区布尔台煤矿为背景,针对典型坚硬顶板造成的强矿压动力灾害问题,采用数值模拟、理论分析的方法分析并揭示坚硬顶板弱化前后的应力演化特征及顶板破断机理,提出超前区域防治技术并应用于现场实践。结果表明:坚硬顶板破断演化特征分为3个阶段,即“长悬臂梁”阶段—“砌体梁滑落失稳”阶段—重新压实阶段,其中“长悬臂梁”阶段支架上方顶板应力显著增大至6.8 MPa,破断前支架上方顶板应力为破断后的2倍,其临界破断产生的应力释放是引起强矿压的根本原因,这也是弱化改造控制的主要阶段。基于坚硬顶板灾害发生机理,提出“广域大空间”超前区域防治技术,阐述了绿色、精准、广域的防治优势,以及钻孔轨迹控制、封孔质量控制、多孔联动效应的关键技术及治理评价体系。结合数值模拟进一步验证防治技术的可靠性,当“长悬臂梁”结构弱化后,其破断前支架上方顶板应力为4.6 MPa,降幅32.4%,顶板破断演化特征3个阶段演变为来压前阶段—“砌体梁滑落失稳”阶段—重新压实阶段,弱化后顶板各阶段支架上方顶板应力降幅达到32.4%~79.4%,表明预成裂隙弱面和降低坚硬层完整性能够有效改变顶板破断结构,显著降低来压强度。实践表明:压裂过程产生多次压降,降幅均达到3 MPa以上,探测裂缝发育长度达到30 m以上,压裂前后工作面周期来压步距降幅44.9%,支架来压载荷降幅18.1%,治理效果良好。研究结果可为类似矿区动力灾害治理提供借鉴。      

克拉通内走滑断裂空间结构及派生构造新样式：以塔里木盆地顺北12号断裂为例

随着高精度连片三维地震资料的采集,塔里木盆地克拉通内部发育的中小滑移距走滑断裂呈现出复杂的空间结构与构造样式.为此,以顺北12号断裂为研究对象,开展了顺北12号断裂及派生构造的三维空间结构、活动特征和活动期次的精细解析与成因机制分析.结果表明：（1）顺北地区主干走滑断裂自西向东挤压变形逐渐增强,其中顺北12号断裂处于NE向走滑断裂体系的过渡位置,构造样式上既发育西侧弱挤压断裂体系的“拉分-平移-压隆”三段式分段结构,也发育东侧强挤压断裂体系的“压脊构造”.（2）顺北12号断裂碳酸盐岩顶面北部发育NE20°走向派生分支断裂,浅层发育沿下伏主干断裂走向展布的雁列正断层,上部雁列正断层活动强烈,连接形成扇形雁列带,下部主干断裂线性发育,从而形成了一种上部连片发育雁列正断层、下部发育高陡直立断裂的新的分层变形样式.（3）在盆缘动力背景影响下,顺北12号断裂及其派生分支经历了3期左行走滑活动：在加里东中期Ⅲ幕顺北12号断裂及其派生分支断裂初始活动;加里东晚期,深部断裂活化并相互影响,拖曳上覆地层形成第一期雁列正断层;海西中期,形成第二期雁列正断层.     

偏压固结下碱渣土循环累积孔压及强度弱化规律研究

碱渣是氨碱法制纯碱时排出的固体废弃物,经适当的加固处理后作为工程填垫土可以有效解决占地和污染问题。碱渣土的力学性质不稳定,在循环荷载作用下强度会发生明显弱化,导致承载力大幅降低。以天津港地区回填碱渣土为研究对象,开展了系列动三轴试验,以固结围压、动应力比和偏压固结比为试验变量,研究了不同应力组合下碱渣土中循环累积孔压发展规律以及循环后碱渣土不排水强度演化规律。基于等效超固结模型,引入强度弱化系数β,建立了考虑偏压固结比和动应力比影响的碱渣土循环强度弱化模型;引入强度提升系数α,建立了考虑偏压固结过程和循环加载过程耦合影响的碱渣土强度演化模型,并通过试验数据验证了模型的正确性。