Analysis of pressuremeter geometry effects in clay using critical state models

The conventional interpretation methods of pressuremeter testing effectively approximate pressuremeter membranes as infinitely long. As a result, the effects of the two‐dimensional geometry of pressuremeters are ignored, leading to an overestimation of soil shear strength by pressuremeter testing, as demonstrated in several previous studies. This paper presents results of a numerical study of two‐dimensional geometry effects on self‐boring pressuremeter tests in undrained clay. The results are obtained using critical state soil models with an effective stress formulation. This is in contrast to most (if not all) existing studies on pressuremeter geometry effects, which were based on perfectly plastic soil models (e.g. Yu (Cavity expansion theory and its application to the analysis of pressuremeters. DPhil Thesis, The University of Oxford, 1990), Yeung and Carter (Proc. 3rd Int. Symp. on Pressuremeters, 1990), and Houlsby and Carter (Géotechnique, 1993; 43 (4):567–576)). The present study suggests that the overestimation of soil strength due to the neglect of finite pressuremeter length is significantly affected by the soil model used in the calculations. It is found that for clays with a high overconsolidation ratio (OCR) the strength overestimation predicted using critical state soil models could be considerably smaller than that predicted using perfectly plastic soil models. The main conclusion of this numerical study is that care must be exercised before directly applying any numerically determined pressuremeter geometry correction factors in practice. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

越南西北部大象山超高温变质岩的发现及其区域构造意义

越南西北部大象山群孔兹岩系中发育一套含刚玉+尖晶石+石榴石+夕线石组合的富铝岩石块体,它们呈透镜状包体形式赋存于孔兹岩系内。岩石中刚玉+尖晶石+石榴石+夕线石组合的发育指示岩石经历了超高温变质作用的改造。其中尖晶石和石英的共生组合表明了变质温度高于900℃,而利用岩石退变质矿物组合中的黑云母-石榴石温度计,黑云母-斜长石-石榴石-石英组合温度-压力计估算的变质温度压力条件分别为879~917℃、0.90~0.94GPa。岩石中的早期刚玉+夕线石的组合的存在说明岩石变质作用已经从高角闪岩相进入到了麻粒岩相;而峰期变质矿物组合尖晶石+石英的出现,指示了变质温度高于900℃的超高温变质作用。另一方面,退变质过程中钛铁矿的发育表明岩石经历了快速抬升降压的过程。变质作用的P-T轨迹分析揭示出岩石经历了早期同步升温增压后的快速增温达到峰期条件,后经历快速等温减压过程。这种温压条件的变化与板块会聚过程中由于俯冲板片的断离而使软流圈上涌造成热异常的温压条件变化基本一致。通过对超高温变质岩石进行锆石SIMS U-Pb测年获得的结果大于58Ma,推测这次超高温变质与喜马拉雅运动中印度与欧亚大陆的初期会聚-碰撞作用相关。     

祁连山老虎沟12号冰川冰内结构特征分析

利用探地雷达(Ground Penetration Radar,GPR)调查冰川冰内结构和冰层厚度是一种监测冰川变化常用手段.应用麦克斯维(Maxwell)方程的二维时域有限差分(FDTD)方法,通过将模拟图像与老虎沟12号冰川的实测图像的对比,分析了雷达剖面中的几种反射特征,如冰裂隙、融洞、暖冰等.对比结果表明,GP...     

郯庐断裂带肥东北部文集地区构造岩类型与构造变形分析

位于郯庐断裂带中南部的肥东地区是郯庐断裂带内韧性剪切带出露的主体区域之一。本文从肥东北部文集地区的构造岩组成及其变形入手,通过详细的野外观测、室内显微构造变形分析来确定该地区构造变形的几何学形态及其涡度、有限应变、分维度、差异应力、应变速率等参数。研究区主要出露角闪岩相肥东变质杂岩,构造岩以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。根据极摩尔圆法得到的运动学涡度值为0.729~0.870,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。几何学形态上,肥东北部文集地区构造整体呈一背形展出,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,物质及变形强度等方面均表现出一定的规律和对称性。研究区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,其分维值D在1.143~1.208之间,且自背形核部向两翼,颗粒粒径增大,分维值减小。差异应力Δσ介于17.86~55.18MPa之间,应变速率ε值在1.960×10^-13~7.330×10^-12s^-1之间,且背形核部差异应力和应变速率较两翼大,呈近似对称性分布。通过对比以上构造参数可以发现,区内差异应力和应变速率表现出一定的正相关性,自核部向两翼二者均呈减小趋势;动态重结晶石英颗粒则与应变速率呈负相关性,即核部颗粒细小、两翼增大。本文从几何学、运动学以及显微构造变形分析等方面对该区构造变形展开精细化研究,借此来分析肥东北部地区郯庐断裂带的构造形态和运动学特征,这对进一步认识郯庐断裂带的演化过程及构造模型的建立有着重要的意义。     

陆域冻土区地震探测信号提取技术——以青海哈拉湖地区为例

青海哈拉湖地区的陆域冻土区天然气水合物,其埋藏深度较浅,地震有效信号往往被干扰波淹没,如何从复杂的地震波场里有效提取出与地层、水合物有关的地震反射信号是开展地震资料精细解释和天然气水合物预测工作的前提.为此,详细分析青海哈拉湖地区地震探测原始数据,总结该地区干扰噪声的类型及特点,制定地震信号提取流程,并在叠前道集上逐步采用有针对性的噪声衰减、振幅补偿、反褶积以及叠加等处理技术,压制各类干扰信息,最大程度地保留有效反射信号,提高地震资料的分辨率、信噪比和保真度,更好地为地震资料解释和有利储层预测服务.     

东北漠河盆地北部冻土分布特征

漠河盆地具有良好的天然气水合物成藏前景,了解盆地内冻土发育状况对评价水合物资源潜力和有利区优选十分重要.在东北漠河地区开展音频大地电磁测深(AMT)的剖面测量工作,目的之一是查明工区内冻土层埋深厚度以及空间分布.本文通过对东北漠河盆地北部冻土层电性特征的分析,依据冻土层的高阻特性进行了厚度识别和划分,勘探结果显示,漠河盆地北部冻土呈岛状分布,冻土分布特点为北厚南薄,西部薄,中东部厚,最大厚度为120m,平均厚度40~ 80m,反映了该区具有形成天然气水合物良好的冻土条件.     

黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩区永新金矿热液蚀变与矿化关系定量及定位研究

黑龙江省嫩江县永新金矿是近几年在嫩江—黑河构造混杂岩地区新发现的大型断裂带蚀变岩型金矿床,矿石矿物主要为碲金矿、碲金银矿、自然金,有少量的硫化物及氧化物。通过钾长石化带、绢云母化带及硅化带厚度与矿体厚度的线性关系分析得出,本区钾长石化带厚度、硅化带厚度与矿体厚度呈正相关关系,绢云母化带厚度与矿体厚度呈负相关关系。蚀变带厚度及矿体厚度水平面投影结果表明,矿区内热液蚀变在水平方向上具有明显的分带现象,自矿区东南到西北呈“阶梯状”分布,且绢云母化带厚度高值区、钾长石化带厚度高值区及硅化带厚度高值区在各阶梯中具有一定的对应关系。据以上分析,永新金矿成矿流体来自北西方向,矿体总体向北西延伸,暗示矿区西北深部具有较好的找矿前景。     

空间坐标系下地下岩体结构面数学描述方法初探

钻孔摄像技术能够采集到大量地下岩体内的结构面数据,分析其数据有助于进一步揭示结构面的空间分布规律和组合关系。针对钻孔内获得的结构面几何参数的特殊性,提出了综合倾角、倾向和位置深度等参数的特征点描述方法,在局部坐标系下对结构面特征点的描述方法及计算过程进行了阐述,推导出了结构面几何参数与特征点坐标之间的转换公式,在全局坐标系下对特征点坐标进行了归一化处理,最后对空间坐标系下特征点的分布规律进行了探索。研究结果表明,（1）空间坐标系下的结构面特征点是结构面几何参数和空间位置的综合反映;（2）特征点在空间的分布反映了结构面的空间组合关系。为结构面的统计分析提供新的思路和方法,有助于开展结构面的空间分布规律和交切关系研究,对钻孔摄像技术的发展和以结构面几何特征为基础的岩体稳定性评价起到积极的推动作用。