俯冲带地震诱发机制:研究进展综述

俯冲带作为地球循环体系的关键部位,具有构造活跃、地震多发以及地质条件复杂等特征。基于震源位置,俯冲带地震既可划分为板间和板内地震,也可分为浅源、中源和深源地震。俯冲带内的浅源地震包括板间地震和浅源板内地震,而中源和深源地震皆属于板内地震。在地球浅部,温度与压力低,浅源地震是由岩石发生脆性破裂或沿着先存断层发生不稳定摩擦滑移造成的。随着深度增加,温度和压力的增加使得流行于浅部的脆性和摩擦行为在无水条件下被强烈抑制,岩石从而表现为可抑制地震的韧性行为,使得中-深源地震的诱发机制有别于常规的脆性行为。随着研究的逐渐深入,人们了解到中源地震的诱发机制主要是脱水或与流体相关的致脆以及塑性剪切失稳,而深源地震的成因主要是相变致裂。然而,中-深源地震很可能是两种或两种以上机制共同作用的结果。例如,在中源深度既可能是流体相关的致脆导致脱水源区的脆性围岩产生地震,亦可能是脱水的蛇纹岩本身可能在流体孔隙压的作用下作粘滑滑移,而前者比后者更为重要。孕震带宽度大于"反裂隙模型"预测的亚稳态橄榄石冷核宽度的深源地震可能是由第一阶段的相变致裂和第二阶段的塑性剪切失稳诱发,而孕震带的实际宽度与预测宽度相当的深源地震则可能仅由相变致裂引起。只要过渡带内名义无水矿物中的结构水能释放出来,脱水致脆同样可能触发一些深源地震;而塑性剪切失稳不仅能在中-深源地震触发后的扩展阶段起着主导作用,而且还能单独触发一些中-深源地震,因此能够解释大多数反复发生的中-深源地震活动。     

关于卵石地层“粘聚力”的分析、探讨及原位剪切试验成果分析、验证

通过对卵石地层的结构进行深入分析,认为其所具有的特殊结构会产生"粘聚力"的效果。同时,通过对卵石地层进行原位剪切试验,其测试成果"粘聚力"不等于0,且数值显著,由此,进一步证明需对卵石地层的"粘聚力"进行重新认识、合理取值。     

粘性土液限与塑性指数相关关系的研究及应用

研究粘性土的液限ＷＬ与塑性指数ＩＰ的相关关系，提出了两者的地区性经验公式。并用此公式和实测液限值对本地区粘性土的塑性指数进行推算，实测值与推算值无显著性差异。可用于检查测试结果的准确性，判断工程地质条件的变化。     

应用塑性图对陕西特殊土的判别

塑性图是由卡萨格兰德（Ａ·Ｃａｓａｇｒａｎｄｅ）于１９４２年首次提出的，该图将阿太量（Ａ·Ａｅｔｅｒｂｅｒｇ）界限（液限、塑限）应用于土质分类．本文根据塑性图判别理论并应用塑性图，对陕西省特殊土（黄土、三趾马红土、膨胀土等）进行了判别，结果为黄土位于ＣＬＹ区，三趾马红土和膨胀土位于ＣＨＥ区，其效果较好，达到了分类的目的．     

无限长土坡滑移变形模拟

从建立土体应力平衡微分方程入手,在平面应变的假定下求解均质无限长土坡的应力平衡方程。通过拟定坡土的滑移速度和粘塑性应变率的关系式,以剑桥模型为依托,得出滑移变形速率的显式表达式,由此推出土坡滑动位移的计算式。因为模型计算值与实测值无论变形趋势还是大小都有不少误差,所以经修正粘滞性参数来改进模型的模拟精度。最后通过一个算例,将现场实测滑移数据和模型计算值进行比较,分析表明二者较为一致。     

川东“侏罗山式”褶皱的数值模拟及成因探讨

本文通过采用有限差分法（FLAC）对“侏罗山式”褶皱进行数值模拟发现,层间粘聚力差异和上覆压力是控制隔档式褶皱、隔槽式褶皱样式的主要因素,即层间的能干性差异和埋深的控制。当地层在埋深较浅时,层间能干性差异对褶皱样式起主控作用,能干性差异小时出现隔槽式褶皱,差异大时出现隔档式褶皱。随着埋深加大,压力逐渐起主要作用,这时仅出现隔槽式褶皱。川东东带褶皱地层总体上层间能干性差异小,因而盖层的深部与浅部皆出现隔槽式褶皱,与模拟结果一致。西带褶皱地层总体层间能干性差异大,因而浅部出现隔档式褶皱。而其深部的下古生界地层主要受上覆压力控制,根据模拟推测应为隔槽式褶皱。     

关中平原全新世土壤与环境研究

根据蓝田田家村、长安四府村、西安吴家坟和岐山雍川村剖面样品的粒度分析、CaCO3含量测定和微结构的鉴定资料得知,关中平原全新世中期形成的土壤S0具有明显的淀积粘化特征和现代沉积间断条件下发育的土壤剖面特点,该层土壤的构成物质至少有一部分是由先前形成的黄土经成壤作用改造而成的。关中平原S0的粘化类型不仅可以指示当地温湿的气候环境和很少有沙尘暴活动,而且它与西北荒漠区全新世千年尺度上的环境变化存在遥相关关系。全新世晚期发育的黄土L0是在相对冷干条件下形成的狭义土壤,它具有明显的残积粘化和残积—淀积粘化特征,它发育在沙尘暴连续堆积的条件下,形成了厚度大发育弱的粘化层和厚度大而均匀分布的CaCO3淀积层。全新世黄土剖面特征显示,在风尘连续堆积条件下发育的土壤可以不具有明显的剖面分层,厚度可以大于2 m。关中平原全新世L0发育时的气候与西北荒漠区的气候也存在遥相关关系。     

离子类土壤固化剂对高温冻土工程性质改良试验研究

为了研究离子类土壤固化剂对青藏高原高温冻土工程性质的改良效果,分别选用酸性和碱性离子类土壤固化剂对冻结青藏粉质黏土进行了改良测试。塑性指数测试表明,两种固化剂的最优含量为0.2%。固化剂含量小于0.3%时,冻结温度相对原状土样没有明显的下降。对不同含量碱性和酸性固化土力学性质进行了测试,无侧限单轴抗压强度相对原状土样整体增大,碱性和酸性固化土抗压强度最大分别提高了78.7%和46.6%,最优配比（0.2%）的碱性和酸性固化土体积压缩系数随养护龄期增大而减小,两种固化土的体积压缩系数相对原状土样最大分别下降了80.0%和38.5%,固化效果明显。碱性固化土力学性质变化更显著,说明其更适合对青藏黏土进行改良。     

冻土弹塑性本构模型研究现状

土体的本构模型是分析计算土工结构变形规律的关键。自剑桥模型提出以来,对于土体本构模型的研究,各国学者在不同环境条件下发展研究了适用于相应试验条件下的各类模型。随着寒区经济的发展,关于冻土力学性质的研究日益增多,许多学者借鉴常规融土的研究方法建立了不同条件下的冻土弹塑性本构模型。为了进一步理清冻土变形行为的特征,完善适用于冻土弹塑性行为的本构模拟理论和方法,作者总结和分析了各类冻土弹塑性本构模型的理论基础、建模方法、参数确定方法等内容,对进一步发展可准确描述冻土复杂力学行为的本构模型具有指导意义。     

穿越地裂缝带地铁隧道结构分段长度优化研究

目前西安地铁建设中过地裂缝带隧道均采取分段设缝的结构措施,而隧道结构分段长度的优化问题是地铁隧道穿越地裂缝带设防的关键。本文以西安地铁斜交穿越地裂缝带为工程背景,通过分段设缝的地铁隧道斜交跨地裂缝带的有限元数值模拟,研究了斜交跨地裂缝带地铁隧道分段设缝的合理模式及分段隧道的合理长度。计算结果表明:对缝设置模式下分段设缝隧道结构塑性区范围较小,集中在隧道拱底、拱脚;而悬臂设置模式下塑性区分布范围大且较为复杂,不利于进行衬砌加强。地铁隧道穿越地裂缝带衬砌结构宜采取分段设缝的对缝设置模式,跨地裂缝带的分段隧道合理长度为15 m,位于地裂缝主变形区内的分段隧道长度可按10～15 m考虑,而穿越地裂缝主变形区之外的地铁隧道分段长度可根据轨道调坡及隧道防水等其他要求适当增加。研究成果可为地裂缝发育的城市地铁隧道结构设计及其他地下空间开发提供重要的理论依据和技术参考。