桂北地区龙胜韧性剪切带的应变特征及构造意义

为探讨桂北龙胜地区韧性剪切带的应变特征和深化对华南早古生代构造事件的认识,本文对龙胜韧性剪切带开展宏-微观构造、磁组构和岩石流变学等进行了研究。龙胜韧性剪切带具有典型的宏-微观韧性变形构造,包括透入性片理、S-C组构、拉伸线理、旋转碎斑、A型褶皱和不对称压力影等。磁组构和宏-微观构造研究表明,龙胜韧性剪切带呈NNE向延伸超20 km,宽6~8 km。糜棱C面理的极密点产状294°∠56°,磁面理的极密点产状280°∠50°。磁面理相对于糜棱C面理产生了逆时针方向的旋转,表明龙胜韧性剪切带具有右旋剪切的性质。宏-微观构造和磁组构综合研究表明,龙胜韧性剪切带显示多期韧性变形的特征,总体呈现早期左旋逆冲剪切和压扁型应变,晚期右旋正滑剪切和拉伸型应变的特征。龙胜韧性剪切带具有相对较低的古差异应力和应变速率,分别为18.03~30.64 MPa和(0.10~0.83)×10^(-13) s^(-1)。龙胜韧性剪切带形成于早古生代华夏陆块自南东向扬子陆块挤压受阻而产生反冲作用的构造背景;早期造山挤压背景下,龙胜韧性剪切带发生左旋逆冲剪切和压扁型应变;晚期造山后伸展背景下,龙胜韧性剪切带发生右旋正滑剪切和拉伸型应变。

恒轴压卸围压条件下粉砂岩应力应变特征与能量演化

为了获得高陡山区地下工程顶部粉砂岩在开挖后的应力应变和能量演化特征,开展了不同围压下粉砂岩恒轴压卸围压三轴试验,分析其应力应变、应变能转化以及能量耗散特征。结果表明,恒轴压卸围压条件下,围压越高,试样围压卸载率越低,且试样破坏越快、变形越大。不同围压下能量转化特征曲线趋势基本一致,与应力应变曲线有较好的相关性。围压恒定轴压升高阶段,除围压产生的应变能密度基本恒定外,其他能量演化曲线具有呈指数升高的特征;主要表现为原生孔隙压密,能量转化率较低。轴压恒定围压卸载至试样破坏阶段,轴向应力与能量曲线两者突变点基本对应;产生较大程度宏观破裂,能量转化率较高。试样破坏后围压恒定和继续施加轴向应变阶段,低围压能量释放更强,试样破坏更为碎裂。能量耗散具有总体上先升高后降低再陡增的特征,围压越低,试样破坏时应变越小、能量耗散比越大,试样破坏更加碎裂;围压越高,对试样能量耗散抑制作用越强,有利于弹性应变聚集,更容易产生岩爆现象。

南岭中生代姑婆山-花山花岗岩基及其热接触变质围岩的应变特征和应变分析

采用Rf/φ法对姑婆山-花山花岗岩基及其热接触变质围岩进行了系统的应变测量,共测量了153个三维有限应变测量点、1.5万余个应变标志体。结果表明:①姑婆山-花山花岗岩基热接触变质围岩和早期侵位的牛庙、杨梅山独立侵入体及里松和望高单元以压扁型应变为主,晚期侵位的新路单元则为拉长型应变。②姑婆山-花山花岗岩基的平均应变强度和平均压缩率均小于热接触变质围岩的平均应变强度和平均压缩率,且岩基内从早期单元到晚期单元(除新路单元外)平均应变强度和平均压缩率均逐渐减小;热接触变质围岩内应变强度和压缩率向岩基接触面方向递增,存在较明显的应变强度梯度和压缩率梯度。另外岩基南侧以碳酸盐岩为主的热接触变质围岩的压缩率远高于北侧以碎屑岩为主的围岩压缩率。③姑婆山-花山花岗岩基应变型式表现为近接触变质围岩及各花岗岩单元边部的应变椭圆长轴多与接触界线相协调,最小主应变轴与接触界线多呈大角度相交;各单元中部的应变椭圆展布则比较凌乱、定向性不明显。上述特征表明,姑婆山-花山花岗岩浆的多期脉动侵位在岩体及其围岩内产生较强的应变叠加,而岩浆内部的主动侵位动力应是造成岩体及其热接触变质围岩变形的主要动力,且在岩浆多次脉动侵位过程中,岩体内早期单元及其围岩主要遭受的是径向挤压作用。

P91钢蠕变-疲劳交互作用应变特征与寿命预测

对电厂用关键材料P91钢在546℃下进行应力控制的蠕变疲劳交互作用研究,分别对滞回线,全应变范围,平均应变和非弹性应变进行分析和讨论。基于应力控制蠕变-疲劳交互实验特点,考虑了上下保载时间对寿命的影响,采用改进型的频率修正法对P91钢进行寿命预测。研究结果表明:应力控制下的蠕变-疲劳交互作用,使P91钢呈现兼有循环蠕变与静蠕变的失效形式,随着循环数的增加,滞回线向右移动:非弹性应变影响了蠕变-疲劳交互寿命,其增长速率随着材料寿命的减小而增大。寿命预测结果与试验结果吻合较好,95%的数据点落于2倍误差带范围之内。研究结果为P91钢蠕变疲劳寿命预测提供了理论和实验基础。

渭河盆地现今地壳水平运动及应变特征

利用2001—2004年GPS观测资料,研究渭河盆地的地壳水平运动特征和应变特征,探讨地壳水平应变特征分布与地震活动的关系。结果表明:1)相对于稳定的鄂尔多斯块体,研究区东、西两侧地壳水平运动存在差异性运动,其中渭河盆地中部的彬县-西安-蓝田一线两侧GPS站点的水平速率明显较大;2)关中地区泾阳-西安-咸阳-临潼一线地区表现出最大剪应变高值区,并且附近等值线密集,应变梯度大,与铜川-泾阳-临潼-渭南一带的小震频发区相互对应。

基于GPS速度场采用RELSM模型分析青藏块体东北缘的形变—应变特征

利用青藏块体东北缘地区1999~2001年GPS观测获得的地壳水平运动速率场,通过对该地区进行块体划分,将该地区划分为9个块体,应用块体的整体旋转线性应变模型（RELSM）估计了各个块体的旋转与应变参数,以及计算了该地区内143个GPS站点的应变参数,以此分析了该地区的应变场的基本特征.结果表明：①阿拉善块体s较稳定,其旋转角为0.630×10-8,运动速率为0.688 mm/a.②相比其他块体,共和块体旋转角最大达到了6.589×10-8,运动速率达到了7.296 mm/a.③应变高值区主要集中在祁连山断裂,海原断裂等,在这些地区最大剪应变率达到了7.5×10-8、面膨胀率达到了-2.5×10-8、主压应变达到了-6×10-8.

华北与扬子两板块的拼贴方式与扬子北缘古生代盆地应变特征

洋板块的消减及其后两侧陆块的拼合,是板块构造作用的两个不同阶段。分隔扬子与华北两板块的古秦岭洋,于晚志留世向北单边俯冲关闭。根据秦岭造山带内发育的大型推覆体构造组合及其配置关系,推覆体岩片内的变质相倒置、推覆岩片内应变标志物的显微构造特征和应变参数的测量及南秦岭大型泥盆纪—石炭纪前陆盆地的厘定,均一致确证了华北板块与扬子板块于420～380Ma至340～320Ma之间以仰冲兼右行剪切的方式碰撞拼贴。对扬子北缘古生代盆地应变标志物有限应变测量研究表明,扬子北缘古生代盆地从南向北可划分为4个应变量不同的应变区:无应变或弱应变区、强应变区、中等强度应变区和强应变区。应变区划分的构造学意义:a)扬子克拉通北缘是寻找古生代油气藏的有利地区;b)南秦岭造山带是晚加里东和海西-印支运动形成的复合山链。通过对扬子北缘古生代盆地构造变形特征,包括褶皱特征、逆冲-推覆构造特征、应变标志物的应变特征分析,估算南秦岭造山带的构造缩短量为918.8km。

复杂应力路径下糯扎渡堆石料应力-应变特征研究

通过对云南澜沧江糯扎渡水电站坝体I区筑坝堆石料在拟定应力路径下的三轴固结排水剪切试验数据分析,获取了堆石料的应力–应变参数。通过研究复杂应力路径下堆石料的应力–应变特征,得出了堆石料应力–应变特征将严格受控于应力路径,且试验实测应力路径与拟定应力路径相一致、不同应力状态下筑坝堆石料变形模量存在较大差异的结论。通过计算获得了复杂应力路径下堆石料的强度参数和等应力比加载条件下堆石料的变形模量。针对应力状态这一影响堆石料强度的主要因素,深入研究了其与堆石料强度之间的关系,得出了应力状态、黏聚力和内摩擦角三者之间的关系,对糯扎渡水电站大坝本构模型的建立和稳定性计算有一定意义。

山西断陷带的形变应变特征及地震活动

根据GPS点观测结果计算得出山西断陷带各地段 1999～ 2 0 0 3年的水平形变场存在差别 ,并有瞬时变化 ,应变场也有同样的情况。山西断陷带内的M≥ 4地震多发生在GPS点位移速率矢量较大的地区 ,且随着震级增大形变特征也愈显著。地震区的最小主应变速率和最大剪应变速率一般都较大 ;最小主应变轴的优势方向各时间段差别较大。山西断陷带的主体走向与最小主应变速率轴夹角较小 ,与最大主应变速率轴夹角相对较大 ,在最小和最大主应变速率轴代表的主压应力和主张应力共同作用下 ,山西断陷带的主体应变发生右旋张剪活动。

上海市承压含水层系统应力-应变特征及地面沉降防治对策

1990年以来,上海市地下水开采与人工回灌格局发生了较大的变化。承压含水层地下水位变化与压缩变形均表现为新的特点与发展趋势。通过对上海中心城区含水层系统的应力-应变特点分析,总结了承压含水层随地下水位下降所表现出的弹性-弹塑性-塑性变形的演化规律。上海中心城区第Ⅱ、Ⅲ承压含水层总体上处于地下水开采与人工回灌的平衡状态,表现为弹性变形;而第Ⅳ、Ⅴ承压含水层由于地下水位目前已严重低于其"临界水位",表现为持续压缩的塑性变形。目前,第Ⅳ承压含水层对中心城区地面沉降贡献率已达到了49 3%,西部华漕地区第Ⅴ承压含水层变形的贡献率为46 7%。针对各承压含水层不同的变形特点,提出了地下水资源管理与地面沉降防治对策。

WFSD地应力台应变特征及其同震效应分析——以日本MW9.0级特大地震为例

2011年3月11日在日本东北部海域发生MW 9.0级强烈地震,汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)项目设在陕西汉中地区的体应变仪记录到了完整的应变数据。通过采集数据的分析,探讨了日本MW 9.0级特大地震发生时的同震变化以及地震前后固体潮异常变化过程,分析了地震孕育、发生过程中应变固体潮的趋势性异常及畸变等各种异常现象,并针对这些应变异常进行分析,以期成果能为中国未来地震趋势的预测研究有所帮助。

利用GPS观测分析青藏高原东缘应变特征

根据青藏高原东缘2004～2007年的GPS观测资料,通过多面函数法建立青藏高原东缘地壳水平运动速度场模型,给出球面坐标系下的视应变场。对照该区同期发生的地震活动,讨论了水平运动、应变场空间分布与强震和区域构造变形的关系。结果表明,松潘块体东西向地壳缩短显著,川滇块体以左旋剪切变形和顺时针转动为主。地应变特征表明,2008年汶川地震前龙门山地区为面应变能次高值区,呈面压特性,应变快速积累,龙门山断裂带中段震前处于闭锁状态。鲜水河断裂带西段南北地壳呈北东-南西向挤压缩短,东段两侧呈北西-南东向压缩。川滇菱形块体为应变能和面应变率梯度高值区,金沙江西部的应变能次高值区与羌塘块体的构造应力作用有关。

胶东地区区域构造及应力应变特征

胶东地区面积仅占全国陆地面积的0.17%,但黄金资源储量占全国近四分之一,是我国最大的金矿集中区(宋明春等,2010)。胶东地区从西到东分布着诸如三山岛,仓上、玲珑、焦家、尹格庄、台上、乳山、金青顶、马家窑等大型、特大型金矿以及众多的小型金矿床。胶东金矿的分布多受NE向断裂带的控制,主要分布在这些断裂带或次一级断裂带上。

鄂尔多斯块体南缘现今水平应变特征分析

根据陕西省 2 0 0 1和 2 0 0 3年两期的GPS测站的观测资料 ,给出了鄂尔多斯块体南缘现今地壳水平应变场。结果表明 ,最大剪应变和面应变的高值区主要集中在该区中部和东部 ,尤其是在中部的咸阳、泾阳附近 ,东部的合阳、大荔、渭南一带以及西北部的陇县附近 ,主要受面收缩影响 ,分别形成了几个较为显著的应变高值区。等值线较密集并且应变梯度也较大 ,这些区域具备一定的孕震条件 。

汶川M_S8.0地震前龙门山断裂带的水平形变和应变特征

根据1999年，2001年，2004年和2007年的GPS观测资料计算得到的1999--2007年全球框架下的站点速率，使用块体运动模型公式，根据青藏亚板块和华南亚板块上的GPS站点速度，分别计算两个块体的运动参数，并用来反算龙门山断裂带的运动参量。结果表明龙门山断裂带的活动速率为9．38mm／a。其中，右旋走滑速率为3．22mm/a，压缩速率为-8．81mm／a。

老挝沙耶武里地区纳克汗(B.Nakhan)剪切带岩石有限应变特征及其与金成矿关系探讨

本文通过对老挝沙耶武里地区纳克汗(B.Nakhan)剪切带进行岩石学、构造样式、动力学及运动学分析,认为该剪切带应变型式以K<1的挤压型应变为主,表明其形成于挤压环境。带内构造岩的矿物组合以绿片岩相为主,变形温度为250℃~300℃,为一条具多期活动的低温绿片岩相具右旋逆冲型韧性剪切带。同时,在区域上纳克汗(B.Nakhan)剪切带与已发现的金矿带分布位置关系密切,空间上属于韧脆性区—脆性区域,这为下一步研究沙耶武里地区韧性剪切带与金矿的关系研究提供了一个新的重点方向。

基于多尺度球面小波分析云南地区应变特征

使用GAMIT/GLOBK软件处理2011～2016年云南地区GPS区域站观测数据,扣除同震影响、区域欧拉均匀旋转矢量后,得到该区域的GPS水平速度场,并采用多尺度球面小波模型获取分解尺度分别为6、7、8和9时的云南地区GPS应变场,然后结合云南地区历史M_S5.0以上地震信息,以及小江、红河等区域断裂活动情况分析该区域应变场的空间分布特征。结果显示,在区域应变场整体解算中,利用球面小波方法能够适应测站点的疏密变化,多尺度估计地表应变场。主应变、面膨胀和剪应变等分析结果与区域历史地震信息及对应区域断裂活动性质具有较好的吻合性。从应变结果看,红河断裂可能是具有重要构造意义的活动断裂,应变特征显示云南区域被红河断裂划分为2个特征区域;云南地区的鲁甸、腾冲、普洱、大理区域可能是地震活动较为剧烈的区域;小江断裂带中的嵩明区域在不同应变特征中均表现出高度异常,后期应予重点关注。

抗滑桩应变特征与内力非线性研究

为探究抗滑桩实际内力与变形间的规律,特别是桩土相互作用下桩体受力、变形、稳定性等特征,通过抗滑桩大型物理模型试验,结合MATLAB拟合推导实现从桩表面应变散点数据到桩身挠度分布的求解。对比同桩长不同加载条件与同加载条件不同桩长两种情况下桩表面应变、桩身弯矩、剪力及挠度,分析抗滑桩的应变特征与内力变化规律。研究表明:单调与循环加载条件下抗滑桩工作阶段划分为三阶段,即未开裂阶段、混凝土开裂-钢筋屈服阶段、钢筋屈服-桩体破坏阶段。未开裂阶段一、二级荷载下由于土的压密性桩体略微回弹,桩表面应变、桩身弯矩、受荷段剪力及挠度出现较小的负值(绝对值约为破坏时的1%)。混凝土开裂-钢筋屈服阶段应变、弯矩、剪力、挠度增速明显加快。钢筋屈服-桩体破坏阶段应变、弯矩、剪力、挠度呈非线性增长,桩体的破坏模式均为弯剪破坏。随着自由端长度的增加,破坏时应变、弯矩增大,而剪力减小,破坏时应变增长约10%,弯矩增长约3%,剪力减少约20%;相对于单调加载,循环加载下最大弯矩值和最大挠度均有增大,最大弯矩增长约2%,最大挠度增长约1%。

高聚物防渗墙在交通荷载作用下的应变特征

高聚物防渗墙是针对土质堤坝防渗加固的新型防渗技术,在实际工程中应用越来越广泛,但其在交通荷载作用下的应变特征却少有研究。以堤坝模型试验为基础,建立堤坝高聚物防渗墙三维有限元模型,分析了交通荷载(大车正载、大车偏载、动态冲击荷载)作用下防渗墙的横向应变以及竖向应变,并且通过与现场模型试验结果对比,验证了数值模型的合理性。研究揭示了高聚物防渗墙的应变随深度呈现先快速增大至峰值后减小至稳定状态的三段式变化规律;得到了在相同位置作用不同冲击荷载和防渗墙在不同位置作用相同冲击荷载时的应变变化曲线;发现了高聚物防渗墙表现出一定的柔性特征,有利于防渗墙防渗功能的发挥。

连接邻近构筑物的基坑桩锚支护系统应力应变特征分析

城区用地紧张导致基坑支护结构与周围建筑结构形成整体的支护体系将会成为未来基坑工程不可避免的模式。掌握与邻近地下结构连接的基坑支护系统应力应变规律、破坏模式对指导工程实践具有十分重要的意义。运用数值法和快速拉格朗日差分法研究与邻近地下结构物连接的桩锚支护系统的应力应变规律。研究表明:支护系统与地下车库连接后,支护结构及地下车库部分均发生应力集中;当基坑周围存在地下结构物时,将结构物靠近基坑一侧土体全部清除会使基坑侧壁变形减小,但会增加地下结构物受力变形,地下车库侧墙与底板交接处变形最大,支柱位置受力最大。当邻近地下结构物强度较低时可保留基坑侧壁与结构物之间的土体,以缓冲应力传递,在一定程度上保证地下结构物安全。