危岩体断裂特性的网格重构数值仿真研究

危岩体稳定是三峡库区的主要关注点之一。为探究不同裂纹赋存形态以及不同降雨工况下危岩体断裂的变形特性,基于围道积分原理,在Abaqus平台上利用Python语言开发了基于断裂力学理论的危岩体任意裂纹扩展的网格重构数值模拟方法,该方法与以往危岩体裂纹扩展数值模拟方法相比,能够体现危岩体裂纹尖端的断裂力学特征,实现连续介质中的非连续表达。利用此方法对重庆市万州太白编号为W15的危岩体稳定性进行了数值仿真研究,结果表明:提出的基于断裂力学理论的网格重构新型数值模拟方法在危岩体裂纹扩展研究中的适应性良好,为危岩体断裂变形特性模拟提供了一种新的数值模拟方法;危岩体的最大主应力值和剪应力值随着裂隙角度的增大呈现先增后减的趋势,危岩体的水平位移值随着裂隙倾角的增大持续减小;随着裂隙角度的增大,裂隙对危岩体变形的影响逐渐减小,危岩体的水平位移主要集中于危岩体的突出部位;危岩体裂隙长度的增大对危岩体应力及变形的影响最大,使得危岩体的变形由危岩体的突出部位向裂隙处集中;暴雨工况下危岩体的变形及位移较之天然工况要大,是影响危岩体稳定的重要因素之一;危岩体裂纹朝着危岩体的突出部位进行扩展,主要受到Ⅰ型扩展主导,随着裂纹的不断扩展,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子呈现指数型上升,Ⅱ型应力强度因子变化不大,危岩体初始裂纹长度越长,危岩体裂纹尖端的Ⅰ型应力强度因子和Ⅱ型应力强度因子的绝对值越大。     

深部隧道单节理岩体开挖卸荷破裂及锚杆加固研究

深部隧道开挖卸荷引起的岩体破裂是地下工程典型灾害之一。针对深部隧道单节理岩体在开挖卸荷条件下的破裂问题,基于开挖卸荷引起的最小主应力线性降低规律,采用Griffith强度理论准则对开挖卸荷条件下的含单节理岩体破裂进行了分析,并对破裂岩体进行了锚杆加固设计研究。结果表明:当结构面倾角大于支护应力状态下的破裂角时,深部岩体初始应力状态下未产生破裂,随着最小主应力的降低,深部岩体先产生材料破坏后沿结构面破坏;当支护应力状态下的破裂角大于结构面倾角时,深部岩体受支护应力作用仅产生材料破裂;当结构面倾角小于最小主应力为0时对应的破裂角,深部岩体无论是否支护岩体仅产生材料破裂;对于深部岩体,产生破裂的必要条件是最大主应力大于8倍的岩体抗拉强度,且破裂角变化于30°~45°之间;岩体支护应力的选择应在岩体初始破裂应力与结构面破裂应力之间,并且要保证岩体应力的释放率以及围岩的稳定性。石塘隧道岩体破裂分析及锚杆加固研究表明:岩体首先产生材料破坏,其破坏的临界应力值为10.25 MPa,对应的破裂角为39.9°,结构面破裂的临界应力值为4.15 MPa;石塘隧道岩体在无支护条件下,沿结构面产生突发性破坏,岩体支护应在开挖完成40.59h内完成,岩体支护应力为7.175 MPa,支护破裂角为37.5°,单根锚杆锚拉设计值为88.7kN,锚固长度为5m,倾角为15°,间距为0.8m,此锚杆设计参数下可保证岩体应力充分释放以及确保围岩的稳定性。     

地下水中核素在岩体破碎区迁移扩散特性分析

为探讨地下水中核素在岩体破碎区的迁移扩散特性,采用Visual Modflow数值模拟软件分析了破碎区岩体渗透系数对核素迁移运动规律的影响。结果表明:局部存在的非贯通岩体破碎区会对核素的迁移速率产生不利影响;核素浓度在迁移衰变过程中呈现先快后慢的降低特征;随着时间的推移,核素浓度变化受破碎区渗透系数的影响程度逐渐减小;当破碎区渗透系数取值为围岩的30倍时,地下水中核素最大浓度从第1年的4.65×10~6Bq/L降至第90年的1.22 Bq/L;核素浓度极值、扩散时间与相对渗透系数之间遵循函数关系式c=0.269 16×e~(-n/6.544 59)+0.575 19×e~(-n/0.985 8)+0.118 95。     

俄罗斯滨海区两种类型的锂-氟稀有金属花岗岩

业已确定，兴凯岩体沃兹涅先斯克构造的锂－氟花岗岩属于S型，而东锡霍特区季格林构造的花岗岩则属于A型。证实了第一种类型花岗岩的流变成因和第一种类型花岗岩形成于熔体的结晶作用。采用温压地球化学方法，测定了矿石－岩浆体系在不同构造中形成时深部流体成分的差别和该成分在时间上的变化特征。探讨了伴随沃兹涅先斯克和季格林构造花岗岩的形成过程金属矿化产生差异的原因。     

根据矿物中包体的研究资料论印杜斯特里阿尔矿床花岗岩和锡矿脉的成因关系

<正> 印杜斯特里阿尔矿床分布在奥姆苏克昌凹陷的南部,产于左奥姆苏克昌岩体的淡色花岗岩中。该岩体的花岗岩是白垩纪时代同源岩浆的火山深成杂岩体的组成部分。根据矿床坑道和表面的观察,证实了岩体是通过     

热-水-力耦合条件下花岗岩裂隙开度的变化

地质选址考察和地基分析对地下空间工程建设十分重要。以浙江舟山地区花岗岩为样本,在地质勘测的基础上对热-水-力耦合条件下岩体裂隙的开度进行了数值模拟分析与计算。结果表明：在热-水耦合条件下,花岗岩裂隙的开度随着时间的增加先迅速增大,然后趋于稳定,距裂隙入口20 mm处热应变增大明显,但热应变范围在10^-5量级;在热-水-力耦合条件下,5 MPa围压下岩体裂隙变形程度较3 MPa围压下更大,裂隙的开度受耦合作用影响显著,裂隙的开度随着围压的增大而不断减小,导致花岗岩裂隙内部渗流能力降低。该研究结果可为花岗岩岩体裂隙稳定性研究提供参考。     

麻棚杂岩的成岩物理化学条件及演化规律(摘要)

<正> 麻棚杂岩体位于河北省阜平县和灵寿县境内,大地构造上位于华北地台,山西中台隆,五台台拱之阜平穹褶区西南部阜平-来源复背斜的轴都,属太行山脉北段。岩体受紫荆关深大断裂控制,产出于紫荆关岩浆构造带的南端。岩体长轴呈NNE向展布,总出露面积为65km~2。该杂岩体主体是花岗闪长岩和二长花岗岩,仅在杂岩体的边部出露辉石闪长岩和石英闪长岩。该杂岩体侵入于太古代阜平群团泊口组,岩体与围岩的侵入接触关系清楚,岩体     

金窝子金矿花岗岩及其含矿性的初步研究

<正> 金窝子金矿位于星星峡以东约30km处,大地构造位置属于北山褶皱带马莲井复背斜。岩体产于二叠纪(?)的沉积火山碎屑岩及碎屑岩互层的南面,两者呈构造断裂接触。岩体长约4.5km,宽600m,出露面积约2.7km~2,呈似透镜状向西倾没,岩体K-Ar年龄为375Ma金窝子岩体的岩石化学分析结果及有关参数列于表1、表2。与同类岩体相比,本岩体     

新疆哈密香山基性-超基性杂岩体的岩石学和地球化学

<正> 香山基性-超基性杂岩体位于新疆哈密境内,地理坐标为东经94°30′—94°37′,北纬42°15′—42°20′。本文研究了该杂岩体的岩石学、地球化学、矿物学特征,提出了香山杂岩体成因假说。     

应用岩石中石英量为标志区分斑岩型铜、钼矿床成矿岩体的探讨

<正> 如何正确地区分斑岩型铜、钼矿床的成矿岩体,对野外找矿,岩体含矿性评价是很有意义的。本文试图从斑岩型钼矿床、铜矿床成矿岩体中的石英含量来加以区分。     

北美蛇绿岩杂岩体与硫化物矿化的关系

<正> 引言 大量火山成因的硫化物矿床仅产出在少数北美蛇绿岩杂岩体中。但是有些经济地质学家推断大多数蛇绿岩杂岩体应当含有大量硫化物。本文介绍的大多数北美蛇绿岩杂岩体,和大多数现代扩张中心脊一样,几乎都是不含有大量硫化物的蛇绿岩杂岩体,同时,本文还将论述为什么有的蛇绿岩杂岩体含有硫化物,有的则不含有硫化物。 典型的蛇绿岩杂岩体具有假地层的特征,其层序自下而上为:(1)超基性岩层的底层;(2)深成岩层,主要由辉长岩、闪长岩和辉绿岩所组成;(3)     

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。     

层状岩体的铂矿层

<正> 本文中的层状岩体是指由拉斑玄武岩岩浆分异而形成的具韵律层的岩体。岩体内铂矿主要呈层状产出,并可分为两类:一类是铂铬矿层;另一类是含少量硫化物的铂矿层。前一类矿层因存在选冶技术问题,尚未开采利用;后一类称麦伦斯基型,其中麦伦斯基-里夫层是     

黑龙江碾子山晶洞碱性花岗岩的元素与氢、氧同位素地球化学研究(摘要)

<正> 碾子山晶洞碱性花岗岩体位于黑龙江省齐齐哈尔市碾子山区,是我国东部碱性花岗岩带最北端的岩体之一。岩体的氢、氧同位素和微量元素研究对于示踪其演化历史、物质来源,恢复岩体的古热水体系等具有特别重要的意义。本文重点论述了四个问题。     

造山二辉橄榄岩中的微量元素揭示了上地幔的复杂历史

<正> 造山二辉橄榄岩型岩体(也叫做高温橄榄岩)被认为代表了由于大的构造运动而机械侵位于大陆壳的上地幔碎块。这些岩体通常沿山脉内大洋物质和地壳物质发生过相互作用的大断层系出露。因此这些岩体非常有意义,因为它们与嵌在高度     

同心多环相变桃园山花岗岩体的特征及其铀的“四步成矿”模式

<正> 岩体产于一隆起带核部的震旦一寒武系(Z-∈)变质岩层之中,出露面积1100平方公里,呈椭圆形,其长轴与隆起带延伸方向基本一致,沿北北东向展布。在岩体内外接触带产有与其有明显成因联系的钨、铀矿床(图1),同时又具有与一般岩体不同的特点。为此,对该岩体特征及其铀的成矿作用作一简要介绍,提供同志们研究参考。     

地下水封洞库围岩质量的空间变异性分析与三维表征

空间变异性是地质体的固有性质,岩体质量不可避免地具有空间变异性。依托宁波百地年地下水封洞库项目,以围岩质量的空间变异性为研究对象,基于区域化变量理论对场区岩体质量Q值的空间变异性特征进行了分析,在此基础上采用序贯高斯模拟(SGS)对场区岩体质量Q值的空间变异性进行了表征,并构建岩体质量Q值的三维随机场,通过对多次SGS随机实现结果的统计分析,以概率统计的手段预测了研究区岩体质量的空间分布状况。结果表明:不同滞后距变差函数图大体相同,大滞后距下会使变差函数图丧失局部特征;Q值在竖直方向上的结构性比水平面上的好;相关性最好的方向为NE35°水平方向;通过SGS随机实现的平、纵、横剖面以及三维视图较为全面地揭示了场区岩体质量Q值的空间分布特征;SGS随机模拟较好地表征了场区岩体质量的空间自相关性、变异性、各向异性等特征。     

赋存于石墨-辉钼矿化钠长石脉中的金——希宾矿体

<正> 在科拉半岛境内,金含量偏高主要与后生硫化物组合有关。这些组合不论在成分上还是在形成时间上都是各不相同的。在穿切希宾岩体的钠长石脉中所见的石墨-辉钼矿化则是形成最晚的组合之一。希宾岩体是一个中央型的多相侵入体,其同位素年龄估计为290±10百万年。该岩体的围岩,北边是太古界科拉群的花岗片麻岩,南边和西边则为元古界伊曼德拉-瓦尔祖格群的火山沉积岩。大量的围岩捕虏体不仅见于岩体边缘也见于岩体内部,但多半产于碱性岩侵入相的接触带。已知捕虏体中最大的一个长在3公里     

基于颗粒流模型的深裂隙危岩体在不同工况下破坏模式研究

以深裂隙危岩体为研究对象,通过PFC颗粒流数值模拟方法,分别对其在自重应力作用、不同上覆荷载作用以及冻融作用影响下的破坏模式展开对比分析。研究结果表明,自重应力下的深裂隙危岩体颗粒流模型发生了轻微偏转,说明在自重应力作用下便处于潜在倾倒式破坏的欠稳定状态;而在上覆荷载作用后,岩体的倾倒式破坏特征进一步加剧直至发生剪切破坏;在冻融作用下岩体则会因裂隙水深度的不同而发生不同程度的劈裂破坏及崩解式破坏,且该工况对危岩体的破坏程度远大于其他工况。针对以上研究,对不同情况下的深裂隙危岩体治理方案提出了建议,并分析了治理方案对应各类工况的治理效果。     

层状、同心式和阿尔卑斯型橄榄岩-辉长岩杂岩体的一些区别标志

至少有三种主要的世界性的橄榄岩-辉长岩杂岩体类型——层状,同心式和阿尔卑斯型——可以根据其地质产状、岩石种类和比例,矿物学、结构、构造、形态。热效应和经济矿床加以区别。然而,要把许许多多的杂岩体归入某一类别往往是很困难的。一则,它们的岩石类型、矿物组合和矿物成分都大致相似。再者,有些层状杂岩体的显著特征有一部分已被后来的变质作用和形变所模糊,以致类似于阿尔卑斯型或同心式杂岩体。另外,许多阿尔卑斯型杂岩体中的高压矿物已部分地或完全地达到再平衡。但是,我们在野外工作中对这三种主要类型的橄榄岩-辉长岩杂岩