伸展背景下塑性地层对断裂发育特征影响的实验分析

为了探讨塑性层在伸展型构造反转过程中对构造格局及断裂特征的影响规律,设计了两组具有不同岩石性质的伸展砂箱模型进行物理模拟.实验结果表明:在相同的伸展应力作用下,相对纯石英砂岩区,塑性地层的存在导致断层发育的时间更早,并且断层的断距及延伸长度更大;塑性地层的存在也可以影响断裂的发育格局,更容易形成滑脱型断层.在伸展型构造...     

组构数值模拟的原理及其在地学中的应用

组构是指由岩石塑性变形导致多晶体的结晶学优势取向现象。组构的存在会增加岩石的各向异性,进而可能影响到岩石的后续变形。岩石组构包含了变形类型、运动学、变形环境、流变学特征等信息,因而成为显微构造学的重要内容。组构数值模拟是近年来得到重视的一种组构研究方法,它以晶体塑性理论为基础,利用计算机技术定量地模拟多晶岩石中组构的形成和演化。在晶体塑性理论中,晶体的塑性变形是由滑移系的剪切滑动导致的,由单晶塑性本构关系表征。多晶均匀化模型包括Sachs模型、Taylor模型、自洽模型和有限元模型,它们从不同角度描述了由单晶变形组成的多晶体变形。极图、反极图和取向分布函数被用来显示多晶体中各晶粒的空间取向。目前组构数值模拟在地学中的应用主要体现在各种单相和多相岩石的组构形成、重结晶作用下的组构形成、组构对地幔和地核地震波波速各向异性的影响等方面。     

新型涡轮扭力冲击器的试验研究

PDC钻头广泛应用于深部硬岩钻井中,在其钻进过程中经常出现粘滑振动现象,导致钻进效率低、钻头寿命较短,针对这一难题,研制了一种新型涡轮扭力冲击器,不仅能够通过扭转冲击技术来减轻PDC钻头的粘滑振动现象,还能够适应深孔的高温钻井环境。为了充分利用泥浆的能量,考虑使用涡轮组作为动力源,然后通过万向节和减速器进行扭矩传递,最终通过冲击组件旋转实现扭转冲击。根据这一设计思路,进行了扭力冲击器的结构设计、样机试制、测试平台搭建及性能测试等工作。测试表明,新型涡轮扭力冲击器的设计方案是可行的,其冲击频率为4～5 Hz,经过计算可得单次冲击扭力为651.45～814.28 N·m,实现了初期的设计目标。     

旋挖钻孔低粘降失水泥浆配制应用技术

在厚粘土、粉土、砂层进行旋挖钻孔灌注桩施工,通常由于泥浆孔口补给、泥浆不循环的工艺缺陷,导致塌孔、埋钻、卡钻、缩径、断桩事故频繁发生。在分析低粘、降失水、加速钻渣沉淀的解决机理的前提下,提出了配制低粘度、高降失水、防絮凝的铁铬盐-LV-CMC泥浆并同步孔底补浆工艺,可不需循环泥浆清孔,保证成孔质量,提高工作效率。     

不同含水率软弱结构面剪切蠕变试验及模型研究

软弱结构面的蠕变特性是岩体重要力学特性之一,其蠕变特性常控制着岩体的蠕变变形和长期强度。软弱结构面中充填物的含水率是影响其蠕变特性的重要因素之一,通过开展不同含水率砂岩软弱结构面剪切蠕变试验,得到了具不同含水率的砂岩软弱结构面剪切蠕变试验曲线。基于得到的剪切蠕变试验曲线,分析了含水率对软弱结构面剪切蠕变特性及长期抗剪强度的影响规律。最后通过模型辨识,采用改进的粘弹塑性模型来描述考虑含水率变化的砂岩软弱结构面蠕变特性。     

从孢粉、藻类化石组合看长江三角洲第一硬质粘土层的成因及其古环境意义

文章通过对长江三角洲南翼7个钻孔样品的孢粉、藻类分析,从晚第四纪第一硬质粘土层中提取出了种类和数量均较可观的孢粉、藻类化石,从而可以判别第一硬质粘土层形成时的沉积环境和植被类型,为长江三角洲地区硬质粘土层的成因研究提供了生物化石依据。研究结果表明,第一硬质粘土层中有多种孢粉、藻类化石组合。高含量淡水藻类的存在说明硬质粘土形成受到流水的作用,亦即硬粘土的形成环境可能为水域环境。化石组合中含量较低的海生沟鞭藻表明,长江三角洲地区在硬质粘土形成时曾受到海水影响。硬质粘土层中的禾本科-莎草科-落叶栎-松、禾本科-落叶栎-松-蒿和莎草科-落叶栎-香蒲孢粉组合指示研究区低地为平原区草甸,而周边的山地有针阔叶混交林分布,当时该地区属于温凉略湿的温带气候。     

基于突变理论的地下工程洞室围岩失稳判据研究

地下工程围岩体系是高度非线性的复杂大系统,其稳定判据至今没有一个统一的认识。突变理论注重研究系统状态发生突变时外界的控制条件,主要阐述非线性系统如何从连续渐变状态走向系统性质的突变。应用突变理论对围岩体失稳的突变过程进行探索,旨在从理论上弄清其突变条件。能量突变判据和熵突变判据从物理学的观点考虑了围岩系统失稳的可能性,位移模突变判据、洞周屈服区面积突变判据和广义黏塑性剪应变突变判据则主要是根据数值计算中直观判别条件（关键点位移、洞周屈服区面积和广义黏塑性剪应变）考虑围岩失稳的可能性。将以上5种判据应用于某地下洞室断面,对围岩系统的稳定性进行分析,根据系统突变条件从不同的方面判别其发生失稳的可能性,可为工程的设计施工提供一定参考。     

液压抓斗造塑性砼防渗墙在梅铺水库除险加固中的应用

以郧县梅铺水库大坝除险加固工程为例,结合工程实际地质及塑性砼防渗墙设计情况,从施工程序、施工工艺、成墙施工难点及对策、塑性砼防渗墙施工过程及质量控制等方面,介绍了液压抓斗造塑性砼防渗墙在土坝加固中的应用。     

坝体心墙与垫层混凝土结合处黏土碾压和防渗现场试验

对糯扎渡水电站心墙与垫层混凝土结合部位的高塑性黏土进行现场碾压与防渗试验,采用沉降量、灌水法、环刀法等多种方法对黏土质量进行检测对比,探讨高塑性黏土的压实机制以及颗粒级配、铺土厚度、碾压遍数等不同施工工艺参数及不同参数的组合对压实与防渗效果的影响,提出结合施工工艺参数,黏土现场压实质量控制应以沉降差或沉降率为主、渗透性可以采用压实度来进行控制,该方法可有效地保证填筑质量,加快施工进度,并可对有压实机防渗要求的类似工程的质量控制、检测和评价提供参考,具有重要的实用价值。     

冻融循环对不同塑性指数路基土弹性模量的影响研究

在季节性冻土区,不同状态（塑性指数,围压等）路基土在通车运营期间经历冻融循环后,其物理力学性质会发生变化,但目前针对冻融循环对其的影响研究还不够广泛和深入,不能给季冻区路基设计提供准确的数据支持,故路基设计时并未将这种变化考虑其中,只取设计前期所采土样的试验值。取季节性冻土区3种不同塑性指数路基土,在室内采用最佳含水率制备成最大压实度试样,在封闭条件下经历0～7次完整冻融循环过程后,进行不同围压下的三轴压缩试验,在偏应力-应变曲线中通过直线段应力-应变关系得到弹性模量数据,结果表明,同种土相同冻融循环次数下,弹性模量随围压增加而增加;相同围压下弹性模量随冻融循环次数基本呈下降趋势。采用指数函数对所有弹性模量数据进行多元非线性拟合,建立不同塑性路基土弹性模量与围压及冻融循环次数的关系,拟合效果理想,可为缺乏相关资料的季冻区路基设计提供参考。