大陆岩石圈塑性流动网络的延性弱面效应

岩石圈下层的网状塑性流动 ,作为包含塑性流动网络的黏塑性流动 ,控制着大陆板块内部的构造变形和动力学过程。塑性流动网络由两组网带共轭相交而成 ,而塑性流动网带是黏塑性流动过程中因剪切局部化、黏性摩擦生热和网带介质的弱化而形成的延性弱面 (弱带 )。研究表明 ,类似于断裂和节理等脆性弱面 ,延性弱面对介质强度的影响也具有条件性 ,即当应力方向改变时 ,只有在滑移角θ不超出一定限值的条件 (θ1≤θ≤θ2 )下才可能沿原有弱面滑移 ,显示其弱化效应 ;延性弱面可以用弱化度R表示其屈服限的相对降低程度 ,弱化度与滑移角下限值之间的关系为R =sin2θ1;根据亚洲中东部地区“塑性流动 -地震”网络的最大共轭角推算 ,网带的弱化度R近似于 0 81。基于延性弱面效应的认识 ,文中就网带由剪切滑移向压性褶皱的转化、网带的继承与弃置以及应力方向的允许偏角等问题进行了探讨     

双翼弧平式长螺旋锚杆成孔钻具工艺技术研究

通过对以往黏性土层锚杆钻具成孔出现的问题分析,查明了常规取芯钻具与短螺旋钻具在水平方向小角度成孔过程中,土体失去了原始均衡应力造成钻孔缩径,使扰土不能及时输出孔外,是产生堵孔塌孔的直接原因.为此研制了长螺旋锚杆成孔钻具,解决了成孔时扰土输出问题,创新的旋板解决了钻孔内壁土颗粒结构松弛问题,并且彻底解决了在黏性土层中锚杆成孔塌堵现象,保证锚杆成孔设计角度,形成一套较为标准的长螺旋锚杆钻具成孔操作规则.     

基于FLO-2D数值模拟的泥石流流动与堆积影响因素研究

泥石流和普通的山体滑坡不同,它是发生在山区的一种含有砂土和石块的暂时性水流,具有宾汉体的性质和运动阻塞双重特性,国内外众多学者在流动学实验及流动学模型的基础上,对数值模拟方法进行了大量研究,通过泥石流的灾害范围、运动速度、运动时间与实际情况进行对比,开发出适用于泥石流预报的数值模拟程序,FLO-2D就是其中之一。工程实践证明,在对泥石流组成物质的流动特性研究基础上,对泥石流移动及沉积特性进一步研究是非常重要的。本文运用FLO-2D流动模型数值模拟方法对泥石流的移动特性进行模拟,以此分析泥石流流动及堆积特性与黏性系数和屈服应力的关系。通过分析得到:随着黏性系数的增大,泥石流流速呈非线性减少;屈服应力作为影响泥石流发生及停止的因素,随着屈服应力的增大,流深也随着增大,但在泥石流移动特性中,屈服应力对泥石流流速的影响并不明显;随着黏性系数的增加,泥石流冲击力减小,而随着屈服应力的增加,泥石流的冲击力则增大。     

振动频率对饱和黏性土动力特性的影响

在回顾加荷频率对土样动力特性影响的研究基础上,采用某土石坝心墙防渗黏性土饱和试样,通过动三轴试验,研究了振动频率f对土样动力特性的影响。动强度试验结果表明：当 0.1～4 Hz时,动强度随f的升高而增大,但f继续升高后,动强度却有下降趋势。当 0.1～1.0 Hz时,频率愈高动孔压比愈大;当 1.0～6.0 Hz时,总的趋势为频率愈高,动孔压比愈小。表明频率较高时,动孔隙水压力来不及上升和扩散。较高频率f持续作用下,试样有吸水现象并伴随动孔压的下降。动模量阻尼试验结果是：f愈低,试样动变形开展愈充分;f愈高,动模量和阻尼比愈大。     

变质岩透入性面理的纳米结构研究

通过江西变质岩透入性面理滑移面扫描电子显微镜（SEM）4例观测,发现其表面普遍存在纳米粒子层状结构,并为三轴压力实验所验证.在剪切滑移过程中纳米颗粒（直径φ40~95nm）经过粒化-异化-分化,个体形态有别,结构层次分明.这个纳米界限薄膜（层）,本质上是具有黏-弹性变形的摩擦-黏性（frictional-viscous）带.在此微域条带中,构造应力场-流变物理场-地球化学场非常活跃,并同变质岩面理发育3个阶段（剪切滑移强化作用-弱化作用-易剥作用）密切关联.进而可从黏-弹性变形行为揭示构造剪切的微观运动学机理.     

换填黏性土料加固膨胀岩渠坡施工技术

南水北调中线一期工程总干渠新乡潞王坟膨胀岩试验段桩号SY0+208～SY0+268为换填黏性土料处理措施试验区。以试验段开挖出来的重粉质壤土作为换填黏性土料,通过振动凸块碾碾压来加固不同坡比的膨胀岩渠坡,重点研究换填黏性土料处理措施的施工工艺和施工控制标准。换填黏性土料加固膨胀岩渠坡的成功应用,证明以该处理措施处理膨胀岩渠坡的可行性,为南水北调中线一期工程总干渠膨胀岩渠坡的处理提供了参考。     

降雨入渗时土坡中水土化学作用浅析

提出了土坡在降雨入渗过程中水土化学作用理论,简要分析其作用类型,阐述其作用主控因素,系统研究其溶解与沉淀作用、交换与吸附作用、氧化还原作用、以及水解与络合作用等水土化学作用机理,同时分析水土化学作用对土的强度与变形特性起到强化或弱化作用。     

新型半潜式海上风力机基础水动力特性研究

概念性地设计了一种新型半潜式海上风力机基础,确定了结构的型式和尺寸,对风浪联合作用下不同工况的风力机基础稳性进行了校核.考虑黏性阻尼和二阶波浪力的作用,计算分析了风力机基础的水动力系数、幅频运动以及动力响应特性.结果表明,经过改进的新型风力机基础具有良好的稳性和水动力性能,特别是在垂荡性能上有大幅的提升.波浪入射角度对垂荡的影响不大,但对其他自由度RAOs影响较大.垂荡、横摇和纵摇RAOs均存在一个主峰值和次峰值,但峰值周期均远离波能集中区.此外还发现,不同工况下风浪入射角对风机系统的动力响应和系泊力均有较大影响,相对于工作工况,极端工况下所受风荷载较小,但是系泊力更大.     

基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种绿色低碳的新型土体改性技术.该技术当前主要适用于渗透性较好的砂土,普遍使用两相处理方法,即菌液和胶结液分开施用.然而,对于渗透性相对较差的黏性土,传统的两相处理方法难以适用.为此,引入新的单相胶结方法,即菌液和胶结液混合施用,通过调节溶液的初始pH值为细菌水解作用提供窗口期,避免微生物絮凝阻塞孔隙,使混合液均匀分布于土体一定深度范围内,从而达到显著提升胶结效果的目的.利用喷洒法将混合液喷洒至土体表层进行MICP处理,处理完成后使用超微型贯入仪SMP-1测试土体表层不同深度处的结构强度,分析土体力学特性的空间差异,对土体的胶结效果进行定量评价.此外,探究了胶结液浓度(0.2M、0.5M和1.0M)及胶结方法(调节pH与否)对于土体结构强度及MICP改性效果的影响.结果表明:采用单相MICP技术对黏性土进行改性,能够显著提高其结构强度,具有较好的适用性;在不高于1.0 M的胶结液浓度范围内,黏性土的胶结效果随着胶结液浓度增加而提升;相比较而言,调节pH的单相胶结方法对于提升土体胶结的深度和均匀性有明显积极作用.新型单相MICP技术简单易行,能够节约成本,在黏性土表层加固方面具有潜在推广应用价值.     

InSAR约束下的2008年汶川地震同震和震后形变分析

2008年5月12日,青藏高原东缘的龙门山断裂带上发生了Mw7.9级汶川地震.本文通过分析覆盖汶川地震震中区域的ALOS/PALSAR像对的方位向偏移量来选择无明显电离层扰动影响的像对进行干涉处理,获取了高精度、连续的InSAR地表形变场.在此基础上,结合高精度GPS同震形变数据,采用同震、黏弹性松弛震后形变联合反演模型同时确定了汶川地震的同震滑动分布和龙门山地区的流变结构参数.研究结果表明,汶川地震是一个断层破裂非常复杂的地震事件,其中,北川段、岳家山段、虹口段和汉旺段的滑动以逆冲为主,而青川段以右旋走滑为主.滑动主要发生在10 km深度以上的区域,最大滑动量位于虹口段的东北端,达10.7 m.地震释放的总能量为9.28×1020 N·m（Mw7.91）,与地震学的结果一致.联合反演模型确定的龙门山地区中下地壳的黏性系数为2×1018 Pa·s,为青藏高原东部地区的黏性系数提供了一个可靠的下限值.如果有更长时间的震后形变观测时间序列,将为该区域提供更为可靠的流变结构.