三峡库区巫山县望霞乡廖家坪高陡斜坡失稳机制研究

廖家坪高陡斜坡详细勘查结果表明廖家坪坡体上分布有7层软弱层,发育有两组高倾角节理,相互垂直,形成众多危岩体岩柱.上部软弱层为蠕滑层,悬崖壁存在的众多危岩体及岩柱以软弱层为基底.根据平推式滑坡的变形失稳机理分析,计算其起动临界水头高度,认为该斜坡上部坡体平推式滑动的可能性较小.根据工程地质类比法认为由于基础风化压缩,也可造成硬岩拉张,形成次生倾倒破坏;采用离散元分析验证了廖家坪高陡斜坡倾倒破坏演化过程,模拟结果与野外调查的变形破坏现象完全一致,表明该高陡斜坡的变形破坏机制为倾倒失稳模式.这一破坏模式的判定为廖家坪高陡斜坡的稳定性分析和防治提供了重要依据.     

边坡岩体软弱夹层力学特性试验研究

采用自制试验装置,进行边坡岩体中的软弱夹层的力学特性试验。分析实测的剪应力-变形曲线发现,该曲线有明显的比例极限、屈服点和峰值点,表明在试件受力变形初期,剪切力-变形近似呈线性关系,剪切刚度为常量;随法向应力的增大,峰值剪应力呈线性增长,达到峰值强度之后,随剪切变形增大,抗剪强度变化不大,残余强度近似等于峰值强度,表明试样发生剪切破坏,其破坏类型呈“塑性”破坏型。软弱夹层的剪切变形可分为3个阶段,各个阶段的强度参数不同,对边坡工程来说,为保证其有足够的安全系数,建议软弱夹层强度参数取低值。根据试验结果得到的法向应力-压缩位移关系曲线近似呈双曲线型,当法向相对位移小于3.4 mm时与理论结果更为接近。     

The multi-component Hekla Ö Tephra,Iceland: a complex widespread mid-Holocene tephra layer

Large Plinian eruptions from Hekla volcano, Iceland, produce compositionally zoned tephra used as key markers in tephrochronology. However, spatial variations in chemical composition of a tephra layer may complicate its identification. An example is the 5950–6180 cal a bp Hekla Ö tephra layer, which shows compositional spread from rhyolite, dacite and andesite to basalt. In soil sections north of Hekla, the SiO₂ content of the tephra glass reaches 76 wt% in the lowest unit of the Hekla Ö deposit and decreases to 62–63 wt% in the uppermost unit. Intermingled within the whole deposit are basalt tephra grains having 46–47 wt% SiO₂. The composition of the basalt glass includes primitive basalt and a more evolved basalt (MgO >6 and <6 wt%, respectively). Together with literature data, the Hekla Ö tephra and the so-called T-Tephra/Hekla-T are most likely from contemporaneous eruptions of different vents on the Hekla volcanic system, forming a single important marker tephra (Hekla ÖT) deposited over 80% of Iceland. Identification is complicated by its spatial compositional heterogeneity, such as systematic decrease in SiO₂ content from the east to the west of Hekla volcano. Consequently, an individual tephra layer from a large explosive eruption can have different composition at different locations. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.     

大兴安岭地区浅覆盖层对地面伽马能谱测量的影响

讨论在大兴安岭地区进行地质填图中浅覆盖层对伽马能谱测量的影响问题。通过放射性元素的取样分析、岩石—土壤的矿物分析以及实测剖面分析,得知了伽马能谱测量的影响因素,从而为应用伽马能谱测量解决地质填图中的问题提供了依据。     

城市陆面过程与边界层结构研究

通过城市边界层观测、卫星遥感以及城市边界层数值模拟等途径,获取对城市陆面过程特性的认识,研究建立精细城市边界层模式,引入合理城市区陆面过程参数化方案,并进行城市边界层结构影响研究。研究结果表明：①城市下垫面能量平衡过程迥异于自然地表,引入合理的参数化方案是改善数值模拟性能的关键。②高分辨卫星观测信息是认识城市地表参数状况及其变化的有效途径。 ③人为热排放参数化方案的合理引入是准确描述地表能量平衡过程的又一重要课题。需根据实际情况确定人为热排放的引入方案及量值变化。④应从合理描述城市建筑物下垫面对热力输送及大气动力场的影响出发,研究建立了多层城市冠层模式。⑤应建立更完善的多尺度城市边界层模式系统并引入更新的城市效应参数化方案和数据同化处理,以增强并完善城市边界层数值模拟能力。     

A shrinking particle—shrinking core model for leaching of a zinc ore containing silica

A new mathematical model was developed for leaching of zinc ores containing silicates such as hemimorphite which produce a gel during leaching with sulfuric acid. This model is based on the shrinking core model in which the particle size and the reacting core shrink simultaneously. It was shown that the actual dissolution time of the ore particles is longer than the time corresponding to the dissolution of chemical zinc oxide itself. It was suggested that because of the existence of silicates in the ore, a gelatinous layer was formed around the reacting core. Since the gel product is soft, it breaks apart when the particles collide and as a result, the particles shrink. However, a thin gelatinous layer always covers the reacting core which increases the mass transfer resistance and increases the leaching time. This model was applied to leaching of a zinc-rich tailing containing hemimorphite and the thickness of the gelatinous layer as well as the diffusion coefficient in this layer was determined.     

基于复杂网络的岩土颗粒材料分散性失稳先兆研究

岩土颗粒材料在达到Mohr-Coulomb塑性极限之前可能已经发生了没有明显局部损伤的全域准均匀破坏,即分散性失稳。近年来,网络科学工具在颗粒材料环境中的应用为研究其失稳破坏现象提供了有趣新颖的洞见。采用离散单元法对不同初始密实度的颗粒体系进行等体积应变加载路径的数值试验,发现初始状态越松散的颗粒体系越有可能发生分散性失稳;采用网络科学的理论和方法分析颗粒接触网络的拓扑结构特性和演化规律,发现颗粒材料分散性失稳的结构根源是颗粒接触网络完全崩塌。将颗粒体系划分为强、弱接触系统以构建强接触子网络、弱接触子网络和强−弱接触子网络,研究颗粒接触网络及其3个子网络的特征量演化,结果表明：当颗粒材料开始处于不稳定状态时,易受扰动的弱接触系统的部分接触先失效,导致强接触系统失去其稳定支撑作用而降低承载能力。随着加载的继续,系统通过非局部的自组织过程导致接触结构的全面崩塌,最终触发整体分散性失稳。因此,先于整体失稳的部分弱接触的失效,可视为颗粒材料分散性失稳的关键性临界征兆。     

复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟

盐岩在深部高温高压环境下具有很强的蠕变特性,在岩盐层钻井经常出现井眼缩径、卡钻等复杂事故。目前关于岩盐层井段安全钻进泥浆密度的计算方法主要适用于均匀地应力的情况,难以在非均匀地应力条件下应用。为此研究建立了三向地应力作用下盐岩和砂泥岩相互交错的复合岩盐层井眼蠕变缩径的三维有限元模型,并以塔里木油田羊塔克地区深井为例,研究了非均匀地应力条件下,复合岩盐层井眼随时间变化的蠕变缩径规律,得出了一定泥浆密度下岩盐层井眼在不同时刻的井径值。计算结果表明,安全泥浆密度有限元模拟值与羊塔克地区岩盐层井段实际采用的安全泥浆密度非常接近,验证了所建数值模型的合理性和计算结果的可靠性,研究成果为岩盐层井段的安全钻进提供了技术支撑。      

阵列相位激电法在弱极化异常区的试验效果

激电相位与极化率反映的都是岩（矿）石的极化特性。在某铜矿已知区上进行了试验工作。对比时间域激电测量和阵列相位激电测量的结果,发现与视极化率相比,相位参数对弱极化异常具有更为明显的反应,适合在弱极化区开展工作。     

地震条件下挡土墙主动土压力及其分布的统一解

在非地震主动土压力公式的基础上,用微分薄层法给出了地震条件下主动土压力公式,其中填土面倾斜、墙背倾斜、填土为黏性土、墙背与填土间同时存在凝聚力c和内摩擦角? 作用、墙后破裂体存在水平向和竖向的地震加速度,目前所见的地震情况下和非地震情况下的主动土压力均是此公式的特例。对上述同一条件下的挡墙用过墙踵的整块破裂体作静力平衡分析（如库仑分析）,得到的总土压力与文中微分薄层法得到的总土压力大小相等,但微分薄层法作用点位置明显增加,研究表明：设计抗震和非抗震各类挡墙时要引起足够的重视。