Distinctive erosional and depositional structures formed at a canyon mouth: A lower Pleistocene deep‐water succession in the Kazusa forearc basin on the Boso Peninsula,Japan

The canyon mouth is an important component of submarine‐fan systems and is thought to play a significant role in the transformation of turbidity currents. However, the depositional and erosional structures that characterize canyon mouths have received less attention than other components of submarine‐fan systems. This study investigates the facies organization and geometry of turbidites that are interpreted to have developed at a canyon mouth in the early Pleistocene Kazusa forearc basin on the Boso Peninsula, Japan. The canyon‐mouth deposits have the following distinctive features: (i) The turbidite succession is thinner than both the canyon‐fill and submarine‐fan successions and is represented by amalgamation of sandstones and pebbly sandstones as a result of bypassing of turbidity currents. (ii) Sandstone beds and bedsets show an overall lenticular geometry and are commonly overlain by mud drapes, which are massive and contain fewer bioturbation structures than do the hemipelagic muddy deposits. (iii) The mud drapes have a microstructure characterized by aggregates of clay particles, which show features similar to those of fluid‐mud deposits, and are interpreted to represent deposition from fluid mud developed from turbidity current clouds. (iv) Large‐scale erosional surfaces are infilled with thick‐bedded to very thick‐bedded turbidites, which show lithofacies quite similar to those of the surrounding deposits, and are considered to be equivalent to scours. (v) Concave‐up erosional surfaces, some of which face in the upslope direction, are overlain by backset bedding, which is associated with many mud clasts. (vi) Tractional structures, some of which are equivalent to coarse‐grained sediment waves, were also developed, and were overlain locally by mud drapes, in association with mud drape‐filled scours, cut and fill structures and backset bedding. The combination of these outcrop‐scale erosional and depositional structures, together with the microstructure of the mud drapes, can be used to identify canyon‐mouth deposits in ancient deep‐water successions.     

河北滦平东杨树沟剖面砂岩中的发散状层理及其成因探讨*

河北省滦平县下白垩统断陷盆地东杨树沟剖面,发育砂岩—泥岩互层序列,在砂岩急剧变厚的部位见到一种“发散状”层理。在这种层理中,纹层从砂体较薄的部位向砂体变厚的方向发散和倾斜,且纹层面与岩层面的夹角从上往下逐渐增大,最上部纹层面与岩层面的夹角接近0°,最下部纹层面与岩层面的夹角接近90°,由于岩层层面是近于水平的,也就是最下部的纹层的倾角接近90°,如此高角度的层理不可能是正常水流作用下沉积的。关于这种层理类型,文献中没有找到记录。前人对该剖面的研究成果中曾经把它当作交错层理,认为这个急剧变厚砂岩是河道沉积。根据这个成因分析,可以预测砂体的展布方向是垂直于岸线的。经仔细观察,发现这种“发散状”层理是小型同生正断层控制下的同生层理。该套砂岩不是河道砂,砂层局部变厚是由于同生正断层引起的,其沉积环境被认为是扇三角洲前缘的舌状体沉积,根据这种成因分析,可以预测砂体的展布方向垂直于断层走向,根据区域资料,断层是平行于湖岸线分布的。     

房柱式小窑采空区地震探测研究

在关停不具备安全生产条件的小煤矿中,多数采用房柱式开采方式。该方式下产生的采空区周围并未出现大的物理变形,因此常规的地震勘探方法和解释手段很难准确圈定其采空区范围。为此在鄂尔多斯高原选择已知采空区块为试验区,采用高密度三维地震观测系统,在高保真处理的基础上,利用方差顺层切片及综合层属性切片,准确地解释出采空区的范围。试验证明,地震属性的综合运用是识别房柱式采空区的有效手段。     

贵阳-新寨高速公路牵引式顺层岩质滑坡的治理与施工

在我国的山区修筑道路工程,常常形成稳定性较差的岩质顺层边坡,变形破坏案例频发。以贵阳-新寨高速公路开挖道路引起的大型岩石顺层滑坡为研究对象,通过现场勘查、不良地质环境及人类活动等外界因素的调查,模拟滑坡的运动特征,分析滑坡的成因,并根据牵引式滑坡的特点,提出相应的工程治理措施。     

永定河沉积特征研究

永定河是华北海河水系的最大支流,在其上、下游的2个河段具有明显的沉积差异.通过对永定河上、下游河段的沉积物岩样的分析,探讨了不同河段的沉积构造类型,从粒度、层理和垂向层序方面,分析了上游至下游沉积特征存在的差异,并结合永定河同一历史时期的河道展布形态,根据辫状河的形成机理,分析了不同河道段的形成原因和演化规律.     

顺层岩质高边坡地震变形破坏机制三维数值反演研究

提出了工程地质分析与三维反演模拟相结合的方法,以揭示边坡地震渐进破坏的失稳过程和失稳机制。结合西南某水电站顺层岩质高边坡工程实例。研究该高边坡地震后工程地质特性,恢复边坡震前的地形地貌,建立地震前未滑塌边坡的三维模型。利用FLAC3D对模型进行动力-时程响应分析,绘制位移、速度、加速度三量放大系数等值线图,判断地震破坏位置。数值模拟结果与边坡实际滑塌情况相符。应用工程地质分析与三维反演模拟结合的方法,揭示了边坡后发型阶段性逐级滑塌的破坏机制以及大夹角折线形的后缘破坏面形状。三维数值反演研究中采用的岩体动力参数,为正演研究提供了参考。     

含贯通性结构面岩质边坡动力演化规律

针对一种含贯通性顺倾结构面的岩质边坡,开展地震波场传播特性、动力演化规律和破坏机制研究。基于华丽高速公路金沙江大桥桥址边坡,实施了数值分析及振动台模型试验。通过地震波场数值模拟,明确了地震波场受贯通性结构面影响,在贯通性结构面和坡面之间反复叠加,加速度放大效应较均质边坡增大约1.8倍。振动台模型试验中不断增大地震输入烈度,加速度响应在烈度为Ⅷ度时发生突变,边坡由弹性响应阶段进入塑性阶段。在裂度为Ⅸ度时坡脚附近裂缝进一步扩展、贯通,直至发生整体滑动失稳,滑动面沿后缘陡倾结构面剪出、贯通性顺倾结构面滑动、下部坡脚附近剪出。强震后受扰动边坡若处在塑性阶段/不稳定阶段,在其他外力触发下有可能发生滑坡灾害。     

层状含水页岩蠕变特性试验研究

为分析层理和水对页岩的蠕变特性影响,室内制取0°、30°、60°、90°和不含层理5种页岩,每种层理页岩均处理成干燥、自然、不饱水、饱水4种含水状态,对其进行单轴压缩下的蠕变试验。试验结果表明,（1）层理角度和含水率对页岩的蠕变特性均有较大影响。同一含水率下随层理角度的增大,页岩的初始瞬时弹性呈指数式减小,瞬时弹性模量成指数式增加。相同层理角度下,随含水率升高,页岩的初始瞬时弹性应变线性增长,瞬时弹性模量线性下降;（2）采用含有弹性元件、黏性元件及开尔文体的“伯格斯”蠕变模型对页岩的蠕变过程进行描述,并对模型的参数进行了反演和验证,表明该模型能够较好地反映页岩的蠕变特征。根据试验所得层理和水对页岩蠕变变形的影响规律,通过瞬时弹性模量和黏性系数与层理角度和含水率的拟合关系,将蠕变模型中的瞬时弹性模量和黏性系数替换为层理倾角和含水率的函数,构建了能够反映页岩层理和含水率的蠕变模型。     

基于三维地应力测量的岩爆预测问题研究

岩爆预测中常用的动态指标切向应力σθ是与初始地应力场密切联系的。根据开阳磷矿实测三维地应力值和该矿多层岩体赋存的特点,分析了洞室围岩岩性、空间巷道、倾斜层理等因素对σθ的影响。开阳磷三维地应力测试成果表明,埋深浅的砂岩比埋深大的红页岩的垂直地应力值要大近3倍,提出了考虑测点岩性的地应力场区域应用观点和考虑巷道轴向空间性的三维地应力空间分解方法。按上述方法,通过数值模拟研究发现,考虑倾斜层理时发生岩爆的位置主要在右帮底部。这与马路坪矿现场观测的破坏结果较吻合。区域空间分解法的岩爆预测结果比线性拟合回归法更接近实际。     

考虑突变理论的顺层岩质边坡失稳研究

应用突变理论,以顺层岩质边坡为例,考虑地下水对滑面带介质的应变和水致弱化性质,以及地下水对边坡后缘张裂缝的水力效应,构建了边坡的尖点突变模型,分析了顺层岩质边坡失稳的力学机制：边坡失稳过程主要是内部因素和外部因素共同作用的结果,内部因素主要是地下水通过物理化学作用软化了滑面带岩体,使滑面带岩体刚度比降低,在边坡失稳的过程中起主导的定性作用;外部因素主要是指边坡后缘张裂隙的静水压力,不仅使得边坡的滑动势能增加,还对边坡造成一种扰动的作用,加速滑坡的启动。在突变分析的基础上,推导了边坡后缘张裂缝临界充水高度和临界降水强度的关系式,建立了边坡滑移破坏的水力判据;给出了边坡岩体在渐进软化过程中的位移变化规律,剪切位移并非均匀增长,而是呈现出阶梯状跳跃式上升。同时,进行了室内物理模型试验（当刚度比 ）,在一定程度上验证了考虑突变理论来分析顺层岩质边坡失稳的力学机制和边坡岩体在渐进软化过程中位移变化规律的合理性。并提出了此种类型边坡的处治技术与优化方法建议。