底板导水裂隙带中含承压水裂隙的力学特性

华北煤田煤系地层的底部为含水丰富的奥陶系灰岩,该层灰岩与地表水系和煤系地层含水层存在着密切的水力联系。许多大型突水是采掘空间与含水层之间形成突水通道引起的。因此,分析开采工过程中底板岩体中含承压水裂隙的断裂力学特性具有重要意义。本文采用作者提出的数值方法分析了含高压水裂隙在开采过程中的断裂力学特性。假设裂隙面上作用着均匀水压力,考虑地应力的影响,采用断裂力学的叠加原理,分析了采煤工作面推进过程中含承压水裂隙的断裂力学特性,讨论了开采过程中底板承压水导升。结果表明:在工作面推进过程中,位于底板岩层且与含承压水岩层连通的裂隙,会在承压水水压力和扰动应力的共同作用下,产生破坏,导水裂隙带的高度会增加;这就增加了底板突水的危险性。     

温度变化对半刚性沥青路面裂缝的影响

半刚性基层沥青路面反射裂缝产生的原因之一是由半刚性基层温度变化引起的。根据路表代表性温度特征,运用有限元平面模型计算了裂缝尖端的应力强度因子,并对影响其大小的各因素进行了敏感性分析。结果表明,面层和基层的模量以及基层的温缩系数的增大会不同程度地导致裂缝尖端应力强度因子的增大,而面层的温缩系数对裂缝尖端应力 强度因子的影响并不明显。另外,增加面层厚度能有效地降低裂缝尖端应力强度因子,并提出碎石基层可有效地减缓路面反射裂缝的扩展的结论。     

东天山石英滩金矿田控矿构造与原生晕深部预测

新疆石英滩(西滩)金矿,前人多认为是浅成低温热液型矿床,近期在该区构造与成矿关系、矿田内东北夼、黄泥坡矿点原生晕指示元素分带序列和叠加晕研究中,发现了石英滩矿区、东北夼、黄泥坡等矿点地下不同深度均存在隐伏矿体,而三个矿区(点)的空间位置恰又与矿田内一近似椭圆的古火山机构同位,且三矿区(点)具有极其相似的地质构造、成岩(脉)成矿和原生晕特征,石英滩金矿区发现有古火山热液通道.这些控矿构造和原生晕特征反映了该金矿田成矿的特殊性,对进一步寻找和预测该区相类似的隐伏矿床(体)具有重要启示.     

高水压条件下大理岩破坏机理试验研究

锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中, 该段在施工过程中多次发生严重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明, 高水压条件下, 岩石应力-应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段, 应力降大, 岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度随水压力升高而升高, 岩石试件以压致拉裂破坏为主。基于高水压条件下裂纹周边应力解析分析, 认为裂隙中高水压力存在降低了裂隙尖端附近高应力集中效应, 与加载方向一定小夹角范围内的微裂隙尖端附近最大拉应力集中程度接近, 这使得岩石中应变能可进一步积累、压致拉裂型微裂隙数量进一步增加, 岩石呈脆性破坏, 并且破碎程度明显增加。研究工作对深埋隧洞突水灾害防治及强降雨诱发高速滑坡灾害预防具有重要的理论和现实意义。     

阿尔金断裂东端破裂生长点的最新构造变形*

阿尔金断裂与祁连山北缘断裂的交汇部位是阿尔金断裂向东扩展的新破裂生长点,两断裂构造与新生的红柳峡断裂构成似三联点构造。破裂生长点附近的最新构造变形表现为:阿尔金断裂的旋转隆升和向北扩展;祁连山北缘断裂的逆冲推覆兼右旋走滑;红柳峡断裂的挤压拖曳弯曲,它们共同受制于青藏高原的强烈隆升和向外扩张作用。推测阿尔金断裂自西而东的破裂扩展就是似三联点构造逐一形成而又被切割贯通的过程。阿尔金断裂以蠕滑活动为主,2002年玉门地震与祁连山北缘逆冲断裂及其伴生的调节断层的活动相关。     

水下收缩裂隙形成过程及裂缝充填模式研究

通过野外实地考察测试,对水下收缩裂隙整体形成过程、裂隙内充填物沉积模式、影响因素等进行了详细讨论,并且建立了相应的地质理论模型。水下收缩裂隙的形成共分4个阶段,依次为:泥水混合物进入低洼地带的初始混浊状态;沉积压实稳定阶段;水位线下降,盐度增大,裂隙形成阶段;沉积裂隙充填阶段。其中“异常高压作用”,对于初始裂隙的形成、沉积物孔隙水的有效排出以及主要渗流通道的发育起到了重要作用。单一泥质地层裂隙内充填物沉积模式与沙泥互层的多旋回地层略有差异,主要表现为沙层的润滑作用以及对早期裂隙内充填物类型的影响。上述两种地层裂隙内充填物沉积特征均与后期充注期次相对应,表现出很好的韵律性。裂隙纵剖面中生物发育层的出现,对裂隙内充填物的物理、化学性质将产生重要影响。     

Cohesive Crack Analysis of Toughness Increase Due to Confining Pressure

Apparent fracture toughness in Mode I of microcracking materials such as rocks under confining pressure is analyzed based on a cohesive crack model. In rocks, the apparent fracture toughness for crack propagation varies with the confining pressure. This study provides analytical solutions for the apparent fracture toughness using a cohesive crack model, which is a model for the fracture process zone. The problem analyzed in this study is a fluid-driven fracture of a two-dimensional crack with a cohesive zone under confining pressure. The size of the cohesive zone is assumed to be negligibly small in comparison to the crack length. The analyses are performed for two types of cohesive stress distribution, namely the constant cohesive stress (Dugdale model) and the linearly decreasing cohesive stress. Furthermore, the problem for a more general cohesive stress distribution is analyzed based on the fracture energy concept. The analytical solutions are confirmed by comparing them with the results of numerical computations performed using the body force method. The analytical solution suggests a substantial increase in the apparent fracture toughness due to increased confining pressures, even if the size of the fracture process zone is small.     

Differences Between Mode I and Mode II Crack Propagation

Although mode I and mode II crack propagation show many similarities, in particular when analysed by linear elastic fracture mechanics, they differ significantly in the micro-structural behaviour. These differences, which are clearly noticeable in the fracture surface morphology, lead to fundamental differences in the macroscopic behaviour. Thus, mode II crack expansion under remote loading, appears to obey micro-structural scaling laws, implying that the dimensions of the process region stay essentially constant during crack expansion, rather than increasing with crack length. Therefore, expanding mode II cracks can almost reach the Rayleigh velocity, and actually also intersonic velocities. An expanding mode I crack, on the other hand, seems to obey continuum scaling laws, implying that the dimensions of the process region increase in proportion to crack length, leading to self-similar crack expansion at a velocity significantly below the Rayleigh speed and dependent on the remote load.     

根据含超压气体裂隙震源模式讨论P波初动符号的分布

利用含超压气体裂隙震源模式［１］分析研究了Ｐ波初动符号的分布．根据理论推导,不同倾角含超压气体裂隙可分别形成Ｐ波初动符号的四象限分布图象和圆、椭圆、抛物线、双曲线等圆锥曲线形Ｐ波节线．按节线形状和失稳方式进行了地震分类．所推论的初动Ｐ波、Ｓ波振幅分布规律和地形变特征都与实际相符     

岩浆驱动破裂的形态研究

轴地壳岩浆房是活动扩张中心海洋地壳结构的一个重要组成部分，轴地壳岩浆房通过深部岩浆源的补充，内部岩浆的同化熔融、结晶分异等岩浆房过程，其中的岩浆会破裂上覆的岩石层形成岩浆破裂，并沿岩浆破裂继续向上迁移。本文建立了岩浆迁移的层流模型，从理论上对岩浆迁移问题进行了探讨，并将遗传算法引入到该问题中来，用遗传算法求解了描述岩浆驱动破裂传播的积分方程。如果假设岩浆破裂在远离破裂末梢处的权限宽度为1M，则靠近末梢，破裂的宽度逐渐加大，在末梢处宽度为2m左右。并根据文献对岩浆流体的一些观测参数计算得出，岩浆破裂权限宽度不会很大，一般在1m左右的量级。