西藏林周地区始新世托龙I型花岗岩对印度-欧亚板块碰撞时限的制约

目前已有研究对印度-欧亚板块碰撞时限的认识存在诸多分歧。本文对西藏林周县中部出露的托龙岩体开展了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和锆石Hf同位素分析,以期进一步约束印度-欧亚板块的碰撞时间。托龙岩体内出露的石英二长斑岩呈岩株状侵入到帕那组中,锆石U-Pb定年结果显示该石英二长斑岩形成于始新世(50.5±0.6 Ma),锆石εHf (t)值为-0.6~-0.5。石英二长斑岩具有较低的A/CNK值、较高的K₂O含量和K₂O/Na₂O值,属于准铝质和钾玄岩系列。岩石普遍亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P,富集大离子亲石元素Th、U和Pb,轻、重稀土元素分异明显,(La /Yb)_N =15.3~16.3,Eu负异常较弱,δEu=0.56~0.69。托龙岩体较低的A/CNK值、P₂O₅与SiO₂的负相关性以及Y含量与Rb含量之间的正相关性,表明托龙石英二长斑岩为I型花岗岩。综合岩体的地球化学特征、同位素特征和前人研究成果,认为托龙石英二长斑岩可能是相对古老的变质中基性岩部分熔融的产物,形成于印度-欧亚板块碰撞引起的俯冲板片断离环境,指示了印度-亚洲大陆的碰撞应发生于50 Ma之前。     

基于非牛顿指数渗流和分数阶Merchant模型的一维流变固结分析

为进一步深入分析饱和黏性土的一维流变固结机制,引入Koeller定义的弹壶元件修正Merchant模型,并以此描述土骨架的黏弹性变形行为;同时引入非牛顿指数渗流模型描述流变固结中的非达西渗流,推导出一个新的饱和黏性土一维流变固结方程,并用隐式有限差分法进行数值求解。通过与有关文献中退化模型结果的对比,验证了有限差分算法的有效性。在此基础上,分析非达西渗流模型参数以及分数阶Merchant流变模型参数对流变固结过程的影响。计算结果表明:分数导数阶数和黏滞系数对地基沉降的影响比对孔压消散的影响更为明显,且分数导数阶数越小或黏滞系数越大,地基沉降需要的时间越长。同时,比起达西渗流,非牛顿指数渗流会延缓地基中的孔压消散,使得沉降发展变慢。另外,考虑流变效应时地基沉降要慢于孔压的消散。     

考虑变渗透系数的饱和黏土一维流变固结分析

为进一步探讨饱和黏性土的弹黏塑性和变渗透性对一维固结进程的影响,引入考虑时间效应的统一硬化（UH）本构模型描述饱和黏土的弹黏塑性,并用Taylor的经验关系式表示其渗透系数与孔隙比的关系,修正了太沙基一维固结理论,并利用有限差分法对方程进行求解。通过与一维流变固结试验结果对比,验证本文计算方法的有效性以及UH模型的适用性。在此基础上,讨论了UH模型参数、压缩指数与渗透指数的比值以及荷载强度等对固结过程的影响。计算结果表明:饱和黏土的黏滞性使得在固结初期地基内部出现了孔压升高现象,并减缓了固结中后期地基孔压的整体消散,增大了地基的沉降量,并且这种现象随着初始超固结参数的增大而更明显;另外,随着压缩指数与渗透指数比值的减小,地基固结进程会加快,但地基最终沉降量不受影响;同时,在固结后期,当压缩指数不大于渗透指数时,较小荷载强度对应的地基内孔压消散较慢,然而,当压缩指数大于渗透指数时,荷载强度对孔压消散的影响则相对很小。