断层面的构造和断层运动的发展过程:再论“粗滑法则”

<正> 引言由断层运动产生的镜肌面上,除了与两侧的断块相对运动方向平行的条痕和条沟构造之外,往往可以看到与这些构造构成直角或近于直角的高角度阶构造等,这就可以根据所谓的“粗滑法则”(“roughness-smoth-ness”principle;“smothness”crite-rion)作为查明相对运动方向的手段。“镜肌”一词,在日本,虽然通常包含着断层运     

基于PFC对含断续节理岩质边坡静力荷载下破坏形式的研究

在含断续节理岩质边坡的破坏中,阶梯状破坏尤其显著,是一种常见的失稳破坏形式。借助二维颗粒流软件(PFC2D5.0)进行简单地质结构模型下的边坡数值模拟,通过采用PFC软件中的人工合成岩体技术,研究了7种不同组合形式下含断续节理岩质边坡的破坏形式及其内部微观接触力场的演变规律。首先对PFC软件中采用的微观力学性质参数进行了验证模拟,通过对完整岩块进行双轴压缩试验和巴西劈裂试验的模拟,得出其应力-应变曲线和强度包络线,从而计算出完整岩块的内聚力、内摩擦角等宏观力学参数;然后通过对含裂隙的颗粒集合体进行直剪试验的模拟,得出其剪应力-剪切位移曲线以及峰值强度和残余强度与正应力的关系曲线,从而计算出裂隙的内聚力和内摩擦角;最后对含上述微观力学性质参数的边坡进行静力荷载下破坏形式的模拟,得出裂隙萌生前应力集中、裂隙萌生后应力释放,以及可将潜在滑动面上方的坡体位移分成4个区,即坡脚处最大位移区、坡肩处较大位移区、坡体内部较小位移区、坡体后缘最小位移区,并验证了萌生的裂隙一般会近垂直于岩桥向坡体表面扩展,切割潜在滑动面以上坡体。     

放射性物质污染及其防治

X5912(X)l(X) 256花岗岩体单裂隙中核素迁移数学模型皿.扩散模型及其有限单元法解/苏锐(核工业北京地质研究院)…//核化学与放射化学/中国核学会核化学与放射化学学会一20()0,22(2)一80一86 环图0一16 以北京市阳坊地区地表新鲜花岗岩为实验介质,在含有天然裂隙面切割的花岗岩柱中进行了核素扩散实验。考虑了花岗岩基质扩散,裂隙表面吸附和基质吸附等因素对核素扩散的影响,着重探讨了花岗岩基质扩散对核素在裂隙中迁移的影响。建立了相应的二维扩散数学模型,运用有限单元法求得其数值解。将数值解、解析解和实验值进行了对比,三者较吻合。…     

基于污染物临界粘附力的超滤动态过程的CFD模拟

针对膜污染的动态变化问题,通过计算流体力学(CFD)手段建立了中空纤维膜的二维轴对称模型,综合考虑了污染物间粘附力及水流剪切力的影响,提出有效剪切应力的概念,在模型中耦合了变形几何、自由多孔介质流动及稀物质传递3种物理场,将污染物法向积累、切向有效剪切与污染物界面处的网格速度相关联,建立了膜面污染物截留的动态模型.依据死端过滤与错流过滤的实验数据,确定出模型的匹配参数.在此基础上,研究了不同进给方式(连续流与脉冲流)对膜面污染物的影响.模拟结果表明,当水流剪切力足以克服污染物的临界粘附力时,可对膜面污染物起冲刷作用;与连续流相比,脉冲流具有更高的有效剪切速率,在对膜面污染物的冲刷作用方面更具优势.     

大别山东南麓韧性剪切构造带

广济县四望、松山咀和黄梅县大河、苦竹及宿松县界岭、二郎河一线存在一条规模较大的平移—推覆型韧性剪切带,其延60余公里,宽约5—15km。该带中糜棱岩岩石的斑晶及眼球体压力影不对称、重结晶石英斜列方式及微褶皱形态特征反映出以左旋剪切作用为主。有限应变沿x方向最大拉伸量为170％,沿z方向最大缩短量为57％。中心部位的糜棱岩明显经历了热加工—恢复作用阶段,是深层次韧性剪切的产物,古差异应力平均值为158.76MPa,应变速率为3.67×10~(-11)～6.17×10~(-12)sec~(-1)。晚期又遭受了脆性薄皮冲断作用。     

裂隙对雾龙洞岩溶发育及地下径流的影响分析

尝试利用裂隙测量结果探究区域岩溶发育规律。采用统计窗口法对湖北鄂西地区雾龙洞岩溶流域的碳酸盐岩地层进行了大量的裂隙测量,分析了流域内裂隙发育的情况,研究了裂隙的几何参数——倾向、倾角、隙宽、线密度、面裂隙率等在不同层位、不同裂隙分组内的变化情况;结合构造、岩溶洼地发育方向、洞穴野外探测结果,综合分析了裂隙发育对本区岩溶发育的影响;运用渗透张量理论对岩溶流域裂隙的各向异性和非均质性进行了研究,并分析了雾龙洞岩溶流域地下水的主要渗流方向形成的原因,对查明雾龙洞岩溶流域岩溶发育规律以及地下水的运移、赋存规律具有一定的指导作用。     

对冷镦螺栓切方力的分析

计算六角螺栓切边力,他统的计算方法为P=6·a·H·τ(图1),但由它得到的结论却与生产实践不一致。后经实际分析与实验验证切边力P与H无关,其理由如下 1.由切屑形状可观察到剪切面并不是发生在A面,因此用P=6·a·H·τ计算,显然是不妥的(图2)。 2.通过对D相同而H不同(图3)的螺栓做切边试验,结果切边力P基本恒定(a     

镜肌及其有关术语

<正> 境肌(擦痕面)一词是描述断层时常使用的名词,是地质学家最熟悉的术语之一。尽管如此,这一术语实际上包含着两个意思,第一是“面”,第二是“线”。据丹尼斯(1967)和查利纳(1967)报道,最早采用“擦痕面”这一述语的有科尼比尔和菲利普斯,引述如下:“相互接触的(石灰岩断层的)两个面,看来好象已经被研磨过并有脊纹或凹槽(偶见),而且每个面有时都覆盖着一个明显的薄的铅矿层;这些面分开后,就是矿物学家所谓的擦痕面”。     

基于ANSYS的裂隙岩体全充填介质膨胀效应的数值模拟

依据采矿区裂隙岩体中存在的具有鲜明水理性质的膨胀性充填物,应用有限元分析软件ANSYS对裂隙全充填的岩体进行了数值模拟计算,重点探讨了膨胀性充填介质对裂隙岩体位移、应力场的影响。结果表明:裂隙充填物的膨胀效应增大了裂隙岩体各应力的分量,因此当计算的裂隙岩体应力呈非线性分布时,应综合考虑裂隙充填物吸水膨胀效应,否则计算结果将偏于不安全;导致裂隙扩展的楔切效应显著,但裂隙岩体未受到拉张和剪切破坏。通过将模拟结果与实测结果进行对比分析,验证了该模拟方法的有效性和可靠性。     

爆炸加载下新型超高强铝合金的失效分析

采用圆筒爆炸方法对新型超高强铝合金进行了内部爆破试验,用光学显微镜对破裂样品断口附近的金相组织进行了观察,研究了新型超高强铝合金的宏观断口及剪切局部化的现象。结果表明,新型超高强铝合金的断裂以剪切断裂与拉伸断裂的混合形式发生,最大剪切应力面与圆筒半径方向近似呈45°角;靠近圆筒内侧形成了绝热剪切带,并沿最大剪切应力面向外扩展。     

基于钻孔内地下水流速和流向的岩溶裂隙介质渗透性研究

岩溶裂隙介质的非均质性和各向异性是研究岩溶裂隙介质渗透性需要考虑的主要问题之一。以三峡秭归岩溶地区一个水文地质钻孔为例,通过对该钻孔内地下水流速和流向的测量,并结合钻孔岩心编录、超声波测井和钻孔成像所得到的岩体裂隙特征,分析了该岩溶地区岩溶裂隙介质在垂向上的非均质性和水平方向上的各向异性,得到该钻孔内岩体渗透性在垂向上的分布特征以及地下水在水平方向上的主要渗透方向。结果表明:覃家庙组地层的岩溶和裂隙发育程度较石龙洞组地层高,其中66～71m、112～116m和129.7～131.0m段岩体的渗透性好,是主要的出水段,55.5～57.0m和133.1～137.5m段岩体的渗透性差,其他段岩体的渗透性一般,反映了岩溶裂隙介质的垂向非均质性;岩溶裂隙介质岩体渗透性在水平方向具有各向异性,该钻孔内地下水的主要渗流方向为52°左右。     

含断续贯通裂隙危岩体稳定性计算方法

含断续贯通裂隙危岩体是西南山区尤其是三峡库区重庆地段常见的地质灾害之一,该危岩体稳定性计算应综合考虑贯通段和未贯通段的力学参数、变形协调及应力分配问题。基于主控结构面特征建立了含断续贯通裂隙危岩体物理模型,提出了主控结构面含断续贯通裂隙的Mohr-Coulomb强度准则,并给出了参数计算表达式;建立了含断续贯通裂隙危岩体力学模型,给出了危岩体荷载计算表达式,提出了基于稳定系数的含断续贯通裂隙危岩体稳定性计算方法;将该方法运用于重庆市万州区首立山危岩体灾害稳定性计算,算例表明万州首立山8个危岩体均处于稳定状态,与根据重庆市地方标准《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029—2004(简称规范))计算得到的危岩体稳定性结果相吻合;利用提出的危岩体稳定性计算方法得到的稳定系数值与"规范"值相近,具有一定的工程适用性,但其稳定系数值普遍高于"规范"值,表明"规范"过于保守。     

岩体裂隙的生态学意义研究:以河南省宜阳县锦屏山采石场为例

在高陡岩质边坡覆绿工程中,岩体裂隙有着非常重要的生态学意义。岩体裂隙可以截留和储存土壤、水分以及营养物质并保持稳定,同时导通水分和空气,构建出完整的适宜植物生长的地境。这对边坡的生态恢复具有较强的现实意义。文章在整合锦屏山高陡岩质边坡进行岩体裂隙调查结果的基础上,依据生态地质学理论,通过对岩体裂隙空间、裂隙的优势方向、裂隙的连通性以及裂隙内的温湿度条件等当地岩体裂隙特点进行分析,得出如下结论:良好的裂隙条件可以满足植物生长所需的地境条件要求,为人工构建地境提供了有利的条件和理论依据。通过对岩体裂隙的有效利用,能够使复绿工作种植的植物长期稳定的生长,从而帮助生态环境向可自我调节的方向发展。     

八面河普通稠油黏温和流变特征研究

以胜利油田八面河普通稠油为研究对象,利用Brookfield DV-2T流变仪开展稠油流变性测试和黏温测试与分析,明晰了胜利八面河油田普通稠油在不同温度、压力及剪切速率条件下的黏度变化规律,并利用三参数流变模式进行拟合。研究结果表明,八面河普通稠油流变特征曲线为一条不过坐标原点的曲线,在一定剪切速率和剪切应力范围内是非线性的,具有非牛顿流体特征,本区原油符合宾汉流和幂律流变模式;随着剪切速率的增大,稠油黏度变小最后趋于稳定,具有剪切变稀的特性;同一剪切速度下原油黏度随着温度降低而大幅度升高,非牛顿流体特征表现越显著。     

政和—大埔断裂带基本特征及其演化模式

政和—大埔断裂带经历多期复杂的构造变形变质作用,不同地段的时空演化特征有所差异,总体上可划分为四个演化阶段。即:①前加里东期(?)—加里东期韧性剪切变形变质作用(D_1),发生于中、下地壳,是顺层剪切(固态流变)的结果,为纯韧性变形,②印支期韧性剪切变形变质作用(D_2)——政和—大埔断裂的形成,以平移型剪切为主,形成S——C糜棱岩,为半韧性变形环境;③印支末期—燕山早期逆冲—推覆作用(D_3),为多层次逆冲推覆,东部所谓的“天窗”部分为这一时期逆冲岩片的残留体,随着早燕山期花岗岩的侵入逐渐过渡到伸展拆离环境,同时西部推覆体后缘出现拉张,形成有限的火山岩盆地,为半脆性—脆性变形环境;④燕山期(—喜山期)伸展—拆离作用(D_4),在相对年轻的拆离断层之下出露变质核杂岩(如稻香组和熊山岩体),并形成裂陷盆地堆积(梨山组),东部部分“天窗”属这类成因,形成环境跨度大,为半韧性→半脆性→脆性。     

川西石棉地区含金剪切带的地球化学标志及矿物组合

在扬子地台西缘的石棉地区 ,含金剪切带发育 ,并表现出明显的垂直分带特征 :由下而上依次为基底次级含金韧性剪切带→基底与盖层之间的含金滑脱韧性剪切带→盖层次级含金韧 -脆性剪切带 ,而各剪切带的特征各异 :地球化学标志 (由下而上 ;下同 )Pb、Zn→Te、As→Sb、As、S ;主要成矿元素Au、Pb(Zn)→Au→Au、Ag、Cu ;矿石中最常见矿物黄铁矿→黄铁矿→黝铜矿和黄铁矿。     

剪切判据与构造对称

在最近十年中,人们知道了韧性岩石中意义最大的剪切判据都是不对称构造(例如压力影、剪切带、C-S构造、组构、张裂隙、褶皱、岩脉)。共轴变形或非共轴变形与对称的质点速度场或不对称的质点速度场之间的对应关系,分别说明了构造的对称性可用作应变历史的标志。在各种野外实例中应用这种对称概念时要强调:(1)已知构造模式的对称程度反映了总体应变状态,与所研究系统的大小和力学特性无关;(2)总体应变状态也可由对总体变形模式产生影响的构造出现的次序和优选性来推断,甚至在递进变形导致产生不能直接判读的复杂模式的地方也是如此。     

改进型气升式硝化反应器剪切特性的研究

研究了气升式硝化反应器的剪切特性及其影响因素.结果表明,该反应器的剪切率呈现一定的空间分布.当进气流量为430～2 700 L·h^-1时,反应器总体剪切率为(0.702～3.13)×10⁵s^-1,升流区剪切率为(1.07～31.3)×10⁵s^-1,气液分离区剪切率为(1.12～25.0)×10⁵s^-1,最大剪切率出现在升流区.操作条件和反应器结构对该反应器的剪切率均有重大影响.当进气流量控制在1 300～2 700 L·h^-1时,升流区和气液分离区的剪切率先降低后升高.剪切率与导流筒直径呈负相关,导流筒直径从4.0cm增大到5.5cm,升流区、气液分离区及总体剪切率分别降低85.5%、82.3%、80.6%.而与混合元件数成正相关,当导流筒直径为4.0cm时,较之普通反应器,改进型反应器升流区剪切率增大6.14(N=10)和7.97(N=39)倍,气液分离区剪切率增大7.18(N=10)和9.14(N=39)倍,总体剪切率增大6.35(N=10)和8.44(N=39)倍.该反应器的局部最大剪切率与总体剪切率之比(β)为3.68～7.66,采用较大的导流筒尺寸和适宜的静态混合元件数可促进剪切率的均匀分布.     

陕西省安康市洪山镇地质特征及其对向家滑坡的控制作用

向家滑坡形成于南秦岭北大巴山构造带紫阳-平利滑脱逆冲推覆带。该滑坡位于局部南东倾向韧性剪切带之中。韧性剪切带以压扭性和张扭性为特征,经历了多期(次)活动,形成了二长岩脉和多期(次)石英脉的生成,韧性剪切带后期转化为脆性断层。因此,洪山镇向家滑坡的发生、发展与韧性剪切带和寒武系多期变形密切相关,高剪切应变带主要表现为岩石发生了强烈塑性变形,形成塑性流动构造;岩脉侵位,致使局部构造应力场中主应力方位σ1近于垂直,加上绢云母石英片糜岩中片理构造非常发育,绢云母和石英两类岩石力学性质差别很大的矿物均沿片理面集中分布,在雨水侵蚀过程中极易产生滑动而生成滑坡。     

植被对黄土高原坡沟系统重力侵蚀调控机理研究

采用有限差分软件FLAC^3D对黄土高原坡沟系统及植被覆盖下重力侵蚀机理进行探索,对有无植被的坡沟系统应力场、 位移场和塑性区分布进行数值模拟,阐明了植被根系措施减缓重力侵蚀作用机制。结果表明,坡沟系统上部位移以"沉降"模式为主,下部位移以"剪切"模式为主,沟头溯源区是坡沟系统重力侵蚀最为强烈的部位;剪切塑性区域主要分布于坡面和沟坡大部分区域,张拉塑性区域主要分布于梁峁顶和梁峁坡上部;有植被覆盖时,根系加固作用改善了坡面浅层土体应力,有效降低了坡面土体的应力集中;减小了坡沟系统坡面浅层土体位移,使水平位移减少15%,铅垂位移减少2.5%;并减少了塑性屈服区体积,使剪切塑性区减少11.48%,张拉塑性区减少83.99%;减轻了重力侵蚀的破坏程度,但并未改变坡沟系统以剪切破坏为主的屈服模式。该研究为更好理解植被根系调控重力侵蚀研究提供了新的技术方法。