非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验及多物理量联合监测

对非饱和土降雨入渗过程及其致灾机制的深入认识有赖于室内外试验及多物理量联合监测。基于离心机超重力环境下土体响应监测技术,开展了非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验,测试研究了超重力环境对新研制的微型TDR探针及张力计测量的影响规律,并利用TDR、张力计及弯曲元对降雨入渗过程中土体响应进行多物理量联合监测。研究结果表明:在不同离心加速度下微型TDR探针与给定含水率土体实测原始波形重合,说明超重力环境对TDR测试没有影响,含水率的测试误差在2%以内。在离心机加速过程中,张力计所测吸力下降约2.0~2.9 kPa,当离心加速度稳定在40g时,所测吸力在10min内上升并接近常重力下土体初始吸力。在降雨入渗过程中,埋设在同一深度的TDR探针、张力计和弯曲元对湿润锋响应的时间点基本一致,降雨入渗导致土体含水率增加,基质吸力降低,剪切波速降低。这些多物理量监测数据有助于建立非饱和土含水率-吸力-剪切模量之间的关系。     

南京粉细砂空间孔隙结构表征单元体确定

确定统一的表征单元体(REV)尺寸是研究土体细观孔隙结构时首先需要解决的问题。使用6.5μm分辨率同步辐射显微CT扫描南京粉细砂试样,从土样三维重构模型的5个代表性部位提取5组立方体孔隙REV,对每个REV采用最大球算法分析,建立孔隙网络模型,从中提取孔隙率、单位体积孔隙数、孔隙平均体积、孔隙最小体积、孔隙最大半径、孔隙最小半径、孔隙平均半径、孔隙截面积平均形状因子等8个孔隙结构参数,建立其与REV尺寸间的相关性。利用假设检验T检验和F检验,最终确定样品孔隙结构参数的统一REV边长尺寸为400像素,即2.60mm。该方法可用于砂土、粉土等颗粒土体细观孔隙结构分析。     

Geochemical Characteristics and Genetic Significance of Datangpo‐Type Manganese Ore Deposits during the Cryogenian Period

The Datangpo‐type manganese ore deposits, which formed during the Nanhuan (Cryogenian) period and are located in northeastern Guizhou and adjacent areas, are one of the most important manganese resources in China, showing good prospecting potential. Many middle‐to‐large deposits, and even super‐large mineral deposits, have been discovered. However, the genesis of manganese ore deposits is still controversial and remains a long‐standing source of debate; there are several viewpoints including biogenesis, hydrothermal sedimentation, gravity flows, cold‐spring carbonates, etc. Geochemical data from several manganese ore deposits show that there are positive correlations between Al₂O₃ and TiO₂, SiO₂, K₂O, and Na₂O, and strong negative correlations between Al₂O₃ and CaO, MgO, and MnO in black shales and manganese ores. U, Mo, and V show distinct enrichment in black shales and inconspicuous enrichment in Mn ores. Ba and Rb show strong positive correlations with K₂O in manganese ores. Cu, Ni, and Zn show clear correlations with total iron in both manganese ores and black shales. ∑REE of manganese ores has a large range with evident positive Ce anomalies and positive Eu anomalies. The Post Archean Australian Shale (PAAS) normalized rare earth element (REE) distribution patterns of manganese ores present pronounced middle rare earth element (MREE) enrichment, producing “hat‐shaped” REE plots. ∑REE of black shales is more variable compared with PAAS, and the PAAS‐normalized REE distribution patterns appear as “flat‐shaped” REE plots, lacking evident anomaly characteristics. δ¹³C values of carbonate in both manganese ores and the black shales show observable negative excursions. The comprehensive analysis suggests that the black shales formed in a reducing and quiet water column, while the manganese ores formed in oxic muddy seawater, which resulted from periodic transgressions. There was an oxidation–reduction cycle of manganese between the top water body and the bottom water body caused by the transgressions during the early Datangpo, which resulted in the dissolution of manganese. Through the exchange of the euphotic zone water and the bottom water, and episodic inflow of oxygenated water, the manganese in the bottom water was oxidized to Mn‐oxyhydroxides and rapidly buried along with algae. In the early diagenetic stage, Mn‐oxyhydroxides were reduced and dissolved in the anoxic pore water and then transformed into Mn‐carbonates by reacting with HCO₃^? from the degradation of organic matter or from seawater. In the intervals between transgressions, continuous supplies of terrigenous clastics and the high productive rates of organic matter in the euphotic zone resulted in the deposition of the black shales enriched in organic matter.     

软土地区双线区间盾构隧道施工对周边地表以及建筑物沉降的影响

研究盾构隧道施工对周围地面以及建筑物沉降造成的影响,是软土地区盾构隧道安全施工和正常运营的基础课题。为了分析宁波轨道交通5号线同德路站—石碶站区间双线盾构隧道施工对周边地表和建筑物的影响,本文在建立盾构隧道动态施工过程三维有限元模型的基础上,基于地表以及建筑物沉降数值模拟结果与现场监测值的对比,分析了隧道开挖对隧道周围地表沉降与建筑物沉降的影响。结果表明,掘进完成时,开挖方向沉降槽往上行线隧道方向偏移、呈现倒梯形形态,横断面影响区域为距离双线隧道轴线中心小于3倍隧道直径;上行线在下行线开挖后并不会增加地表沉降,但增大了沉降槽宽度;下行线到达前产生的沉降占最终累计沉降的67%;当盾构掘进面刚到达建筑物时、建筑物的倾斜方向与盾构掘进方向一致,当盾构掘进面离开建筑物时、建筑物将沿着盾构掘进的反方向倾斜;建筑物两侧沉降值较中部沉降值降低了83%;双线贯通后建筑物沉降呈“U”形分布,最大沉降量发生在远离隧道一侧距建筑物中心0.5 m处。     

锆石对地球早期地壳演化和构造体制转换的启示

锆石是研究早期地球演化的重要矿物之一,它的U-Pb年龄结合其微量元素以及同位素成分是反演寄主岩石成因乃至地球动力学背景的重要手段.本文从锆石矿物包裹体、微量元素、U-Pb同位素体系、Lu-Hf同位素、O同位素以及Si、Zr和Ti同位素这6个方面综述了近10年来前人取得的主要研究成果,总结了次生矿物包裹体可能产生的方式以...     

易门式大型铜矿床构造成矿动力学模型

针对金属矿床隐伏矿定位预测的关键问题,在提出构造成矿动力学的分支学术方向的基础上,以易门式大型铜矿床为例,从成矿地质背景、矿田构造、构造地球化学和成矿构造应力场等方面进行构造成矿动力学研究,阐述在构造应力场控制下成矿流体运移和聚集的规律。构造地球化学研究认为,构造地球化学异常反映矿体的原生晕;构造地球化学异常受构造控制,其分带特征可指示成矿流体的流向,并提供矿床成因和隐伏矿(化)体相对埋深的信息。构造应力场的控矿特征主要表现在:构造应力场导致控矿构造的形成,并驱动成矿流体的运移;构造应力场控制了成矿能量场;应力和能量的高值集中区分布特点可反映某些构造型式。在此基础上建立构造成矿动力学模型,概括隐伏矿成矿预测准则,据此提出若干重点找矿靶区和靶位,其中部分靶区得到工程验证,表明构造成矿动力学方法对隐伏矿定位预测和评价具有重要的指导意义。     

含水砂层对堆积体稳定性的影响研究

受复杂地质环境的影响,我国西南岷江上游沿岸普遍发育一种前缘多分布有一层或多层具一定厚度含水砂层的特殊堆积体。大量工程实践表明,工程开挖的扰动可导致砂层出现明显侧向变形,进而导致整个堆积体的失稳破坏。本文采用数值计算的方法,结合某典型堆积体对开挖条件下砂层影响其整体稳定性的作用机理进行了较为深入的分析和探讨。     

基于细观力学的混凝土劈拉破坏率相关特性研究

提出了一种高效的混凝土细观力学预处理方法,其中包括基于背景网格的骨料投放与细观三组分的识别;建立了颗粒离散元的混凝土细观力学模型。利用该模型对不同应变率下混凝土的劈拉试验进行了数值仿真,仿真结果显示出的混凝土动力强度提高的规律以及不同应变率下混凝土的破坏模式与试验结果吻合较好。研究表明,随着应变率的提高,混凝土破坏时产生更多弥散状分布的裂纹,同时有些裂纹穿过强度较高的骨料,导致混凝土在高应变率破坏过程中消耗更多的能量,是混凝土的动力强度提高的重要原因。此外,在高应变率下,力链产生更多的分叉,空间分布的不均匀性和随机性增加,因此,在高应变率下混凝土动力强度表现出更大的离散性。     

桂北泗里口老堡组硅质岩的常量、稀土元素特征及成因指示

桂北泗里口老堡组为一套埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期（大约550～540 Ma）深水盆地沉积的硅质岩。它们的SiO2含量普遍高（平均93.8%）;Al2O3含量为0.17%～4.92%,沿剖面自下而上明显增加,上部超过2%;Al/(Al+Fe+Mn)比值多高于0.42;Fe/Ti比值大都小于16.3;Al2O3/( Al2O3+Fe2O3)比值多高于0.4,剖面上部样品的比值为0.8～0.9;Y/Ho比值为26.4～36.9,中、下部样品较高（多高于32）,上部样品的比值接近地壳值（27）;Eu/Eu*平均值为1.0,正异常不明显。剖面下部样品的∑REE含量低（15.9×10-6～27.1×10-6）,具有与现代海水相近的REE配分,没有正的Eu异常,不同于海底的热液流体和与其有关的碧玉的REE配分;中部样品的∑REE含量为26.2×10-6～49.4×10-6,由于所含陆源碎屑的增加,REE配分变得平坦,但仍有海水REE的某些特征;上部样品的∑REE含量为40.5×10-6～59×10-6,显示与平均页岩相似的平坦的REE配分,但∑REE含量仅为平均页岩的大约1/4～1/3。这些常量和稀土元素特征表明,海底热液和陆源碎屑都不可能成为泗里口老堡组硅质岩的重要物源。埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期华南深水盆地厚层硅质岩沉积反映了这一时期大气高CO2浓度,大量陆源化学风化的硅质流入海洋和大量生物的降解可能是造成这些硅质岩形成的基本原因。