陕西中南部现今地壳垂直形变研究

收集陕西中南部1970年以来的多期精密水准测量数据,用基于GPS垂直运动速率约束的动态平差方法获得区域垂直运动速度场。分析表明,地壳垂直运动总体表现为山地、高原相对隆升,盆地相对下沉。相对于关中盆地,西部秦岭、陇山上升速率为4~5 mm/a,北秦岭造山带为2~3 mm/a,盆地北部的鄂尔多斯南缘为3~4 mm/a;相对于北秦岭,汉中盆地下沉速率为1.0 mm/a左右,安康等北大巴山裂谷下沉速率接近20 mm/a;秦岭北缘断裂垂直滑动速率为1.3~1.8 mm/a,华山山前断裂为2.0~2.8 mm/a,渭河断裂小于1.0 mm/a,渭河盆地北缘断裂为1.0~2.5 mm/a,南部断裂为0.7~1.1 mm/a。     

王家庄北沟多金属矿区钻探施工技术

在河北省承德县王家庄北沟钼多金属矿钻探施工中,钻遇岩石以燧石条带白云岩、石英岩为主,岩石可钻性级别高,钻遇地层硬、脆、碎,钻头打滑严重,孔壁坍塌和漏失,钻进效率极低。为提高钻进效率,经取样分析岩性后,专门定制了适用于该地层的钻头。采用了多种方法迫使钻头出刃,并根据不同孔段地层岩性选择不同钻进工艺参数和钻井液体系。总结出适于本矿区地层的钻进工艺参数,使用不同性能的钻井液,起到了较好的护壁堵漏作用,提高了钻进效率。     

构造控制风化岩边坡侧旋滑移及监测结果映现——以高陂水利枢纽右岸边坡为例

本文以梅州市大埔韩江高陂水利枢纽右岸边坡为例,据现场工程地质勘察、钻探开挖揭露和坡体变形监测数据,分析该风化花岗岩边坡地质特点及不同开挖阶段监测点的位移。发现该边坡的滑移受到地质构造控制:断裂控制其后缘拉裂缝;节理密集带控制东边界侧缘沟谷;与斑状花岗岩相伴生的辉绿岩脉控制其西边界。工程上采取关闭滑体中部通过的公路、补充地质勘探、加强变形体监测、滑体中上部快速削方卸载、保护好西缘辉绿岩脉之下起抗剪支撑作用的块状斑状花岗岩体、减少西侧缘坡脚开挖范围并及早回填砼挡土墙、滑坡前缘跳槽式开挖等工程抢险和加固处理措施,取得了预期效果,保证了坡脚尾水房挡土墙下挖期间的施工安全。     

顺层岩质边坡渐进破坏及失稳机理的数值模拟研究

提出了利用Lagrangian乘子网格来模拟顺层边坡层间结构面接触行为的方法,并推导了考虑接触约束的Lagrangian控制方程的弱形式及其有限元离散方程。Lagrangian乘子网格容许界面出现较大的切向滑移,较好地解决了接触问题中的高度非线性和响应不平滑性。应用以上方法对沪－蓉－西高速公路某顺层岩质高边坡进行了数值模拟分析,得到了临滑状态下的位移场、应力应变场、结构面上的接触状态、层间滑移距离以及接触摩擦力的分布规律。数值模拟结果表明,顺层岩质边坡的破坏是一个渐进的过程,由最初的层间错动,发展为顺层蠕滑,最后在坡底剪出而破坏;其破坏型式由最初的顺层滑动逐步向溃曲破坏转化。     

剪切和摩擦滑动大模型的视电阻率变化幅度和各向异性

用石英砂、河砂和水泥模压制成1m×1m×0.3m的均匀和非均匀介质模型，对模型进行剪切和摩擦滑动实验，观测模型不同位置和不同方位的视电阻率变化幅度和各向异性特征. 均匀介质模型实验结果为：电阻率变化与测线的位置有关，距裂隙近的测线，电阻率变化幅度大，从百分之几到百分之几十；距裂隙远的测线，电阻率变化幅度小，从百分之几到不变. 对于非均匀介质模型，电阻率变化幅度要小一些，最大也只有百分之几. 电阻率变化除与测线的位置有关外，还与测线的方位有关，同一测点不同方位的测线，电阻率变化幅度不同，有的差别很大. 剪切与摩擦滑动两种加载方式的电阻率变化幅度数量级相同. 裂隙穿过部位及其附近测点的电阻率变化各向异性主轴方位解与剪切和摩擦滑动的实际裂隙方位吻合较好.     

Controls on the geometry of tails around rigid circular inclusions: insights from analogue modelling in simple shear

We used analogue modelling to investigate the factors controlling tail geometry in porphyroclast systems. Results show that: (1) σ inclusions can develop in both slipping and non-slipping modes, but δ-inclusions only form in the latter. (2) σ inclusions develop when the mantle production rate is constant and the mantle is transected by the separatrix. δ inclusions form when the mantle is initially outside the separatrix and later comes inside this line. (3) In the slipping mode, the wedge-shaped tail of σ-inclusions always has a straight external surface parallel to the shear plane, whereas in the non-slipping mode the external surface is curved inwards (external embayments). (4) Together with earlier theoretical results, σ- and δ inclusions always show stair-stepping of tails when embedded in a viscous matrix under homogeneous simple shear deformation. (5) Maximum stair-stepping occurs in the slipping mode and is at least equal to the inclusion diameter. If our models bear significant similarity to nature, then (i) the straight or curved character of σ-inclusions could mean that they had, respectively, a slipping or non-slipping interface with the surrounding recrystallized matrix, and (ii) δ-inclusions may result from shear deformation under retrogressive metamorphic conditions in thrust systems.     

断层黏滑动态变形过程的实验研究

实验研究断层黏滑过程的变形演化,尤其是失稳黏滑瞬间的断层位移演化特征,对于了解地震从孕育到发生的全过程具有重要意义.本文基于数字散斑相关方法(digital speckle correlation method, DSCM),用三套图像采集系统(两套低速和一套高速图像采集系统)搭建了断层黏滑过程的多观测区域、多时间尺度的变形场测量系统,并用此系统对一种花岗岩双剪滑动模型的黏滑过程进行了实验研究.对间黏滑期和黏滑期断层位移演化特征进行深入分析的结果表明:间黏滑期断层位移演化体现出空间上的非均匀性和时间上的"趋同化"特征,断层滑动趋同化也许是断层错动匀阻化的一种宏观表现形式;断层黏滑动态过程持续时间非常短(本文300 mm断层黏滑过程持续时间约在1 ms量级),黏滑失稳前会出现预滑,预滑出现到黏滑失稳发生所经历的时间与黏滑失稳过程所用时间相差一个量级;断层的一次黏滑由若干个滑动速度不同的、小的失稳滑动组成,黏滑失稳过程中断层的滑动速度呈现出波动性,整个滑动过程中断层经历了多个高速滑动和低速滑动的交错.     

均质土坡的圆弧滑动分析

均质土坡圆弧滑动分析通常需要对圆心坐标和半径的3个参数进行搜索。通过分析圆心水平坐标即圆弧平移对失稳指数的影响,确认危险圆弧或通过坡脚,或圆心水平坐标由半径确定。利用不等式证明垂直边坡的临界滑面通过坡脚,且滑出角度大于内摩擦角。纯黏性边坡倾角大于 后圆弧滑面通过坡脚;而小于该角度圆心在坡面中垂线上,滑出角度?66.78?的圆弧在半径趋于无限时成为最危险滑面,相应的边坡临界高度为 ,保持恒定。具体计算表明,内摩擦系数为0.05,0.1和0.2时,边坡倾角小于40?,34?和22?时最危险滑面不过坡脚,但相应的失稳指数与过坡脚滑面的数值相差不到2 %;内摩擦系数大于0.3后最危险滑动圆弧都通过坡脚。就此而言,在评价均质边坡临界高度时直接对过坡脚的圆弧进行搜索即可。本文结果是基于数学分析得到的,可以作为边坡数值计算程序的参考。     

汶川地震前后都江堰山区滑坡滑动距离影响因素变化分析

滑坡滑动距离作为滑坡防灾减灾的主要评价指标之一,不仅受滑坡体积和落差的影响,还与滑坡运动的地质环境作用相关。本文在对都江堰地区51个地震滑坡、16个降雨滑坡详细调查编目的基础上,采用数理统计方法分析了斜坡原始坡度、滑坡前后缘高差、滑坡平面形态、体积、滑体平均厚度及坡面摩擦系数等6个因素与滑坡水平滑动距离的相关性,借此厘清了汶川Ms8.0级大地震前后不同因素对不同类型滑坡运动的贡献大小,进而构建了不同成因类型滑坡的滑动距离预测关系式,可为龙门山区的滑坡防灾减灾工作提供参考。研究表明:影响都江堰地区地震滑坡运动距离的主要因素有滑坡体积(lg V)、斜坡原始坡度(α)、滑坡平面形态(R)和滑坡前后缘高差(ΔH);而控制降雨滑坡运动距离的主要因素为滑坡前后缘高差(ΔH)、滑坡体积(lg V)、斜坡坡度(α)和斜坡表面摩擦系数(μ);汶川地震后,影响该地区降雨滑坡滑动能力的因素发生了变异,各因素与滑坡滑动距离的相关性较弱,显示出其贡献率在急剧减弱,仅滑坡体积(lg V)与滑动距离的相关性较强。