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We examine a large strike-slip fault zone that juxtaposes low-grade clastic metasedimentary rocks with coarse-grained granite near the brittle-ductile transition. The load-bearing matrixes in granite-derived ultramylonites and pelite and wacke metasedimentary intervals are texturally similar, and all deformed by diffusion-assisted granular flow. Granite underwent rapid strengthening as the pluton cooled followed by rapid weakening driven by brittle grain-size reduction and mixing that catalyzed ultramylonite formation. The textural and mineralogical similarity of pelitic intervals across the zone indicates they experienced little textural and reaction weakening. Wacke intervals record progressive textural and reaction weakening in an open system. Quartz recrystallized grain sizes in granite-derived ultramylonites record ∼2-times more differential stress than those in metasedimentary rocks in the interior of the zone. The relative weakness of metasedimentary rocks is correlated with fluid influx that likely enhanced diffusion and grain-boundary sliding in pelitic and wacke intervals and catalyzed textural and reaction weakening in wacke intervals. The lack of evidence for fluid and ionic communication with granitic rocks indicates that fluid movement was restricted to foliation-parallel pathways within single rock units. This localized fluid influx is the best explanation for the strength contrasts between texturally similar fault rocks deformed by similar mechanisms. 相似文献
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随着经济的快速发展,工程领域面对坚硬岩石的情况越来越多,传统机械开挖方式的效率和经济性难以保障,而微波辅助破岩具有较好的工程应用前景。岩石是由不同矿物组成的,不同矿物对微波的敏感程度不同,其敏感程度与矿物的族类、晶型和铁元素含量有关。当岩石处于微波场中时,不同敏感性矿物间的差异性膨胀能够在矿物边界和内部产生热应力,从而有效弱化岩石。影响岩石弱化效果的主要因素可分为微波条件和岩石条件两大类。一般而言,岩石强度随着微波功率与照射时间的增加而降低;相同能量条件下,高功率短时间的微波照射能够产生更好的弱化效果。岩石所含矿物的微波敏感性越高,敏感矿物的颗粒尺寸越大,及含量适当时,微波照射岩石的弱化效果越好;含水状态的岩石受到微波照射后,能够比干燥状态产生更大的损伤。微波的热效应有时还会使岩石中的矿物发生较大的物理或化学变化,进而对其升温特性及弱化效果产生影响。面照射试验表明微波能使大尺寸岩样在照射区域产生放射状裂纹,从而有效降低岩石强度,提高破岩效率。 相似文献
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新型复合锚固结构抗爆优化设计数值模拟分析 总被引：1，自引：0，他引：1
新型复合锚固结构是指“锚杆-构造措施”型复合锚固结构,用于洞室的加固支护。“构造措施”是指在锚杆里端规律设置一段表面经过处理的空孔。这段空孔对周围介质起弱化作用,因而称为“弱化孔”。新型复合锚固结构优化设计因素包括：①弱化孔直径d;②弱化孔密度;③弱化孔长度l;④锚固区厚度t。利用LS-DYNA程序依次对4个因素的优化设计进行了数值计算分析,得出：弱化孔直径的优化设计值为 1.0 cm;弱化孔密度的优化设计为沿环向布设24个弱化孔;弱化孔长度的优化设计值是 25 cm;锚固区厚度的优化设计值是 25 cm（或锚固区厚度与弱化孔长度的比值为1）。 相似文献
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哀牢山-红河断裂带范围内样品热史演化的系统构建工作偏少;部分学者往往将样品的冷却年龄简单地归因于断裂带的事件年龄,而没有考虑热扰动因素,致使以往研究结论仍然存在分歧及不合理之处.利用断裂带中高温测年资料,构建了T-t变化曲线,结合压力-温度-深度(P-T-D) 变化趋势及地层恢复,对T-t变化的成因提出了较为合理的解释.中高温热史演化表明断裂带SE端(大象山段) 与NW端(哀牢山段) 皆经历2期冷却过程;在地层剥蚀或构造剥露作用诱导下,SE端、NW端于32~30 Ma、32~22 Ma分别经历第1期冷却过程,而其在26~24 Ma、22~20 Ma分别经历的第2期冷却过程中,由于断裂活动减弱这一因素,致使该期冷却速率明显增大(尤其是断裂带NW端).伴随着印支地块的顺时针旋转挤出,断裂带中南部左旋转换拉张构造活动向北迁移.在断裂带T-t演化的第1个阶段内,受断裂带转换拉张强度NW向减弱的影响,断裂带SE端正断活动所致的山体隆升效应明显强于NW端,致使SE端样品冷却过程较早,同时冷却速率明显偏大;而在第2个阶段,伴随着青藏高原进入中新世早期的隆升阶段,作为高原东南缘板块调节边界的哀牢山-红河断裂带其活动性由SE端开始减弱,使得冷却过程由SE端向NW端传递. 相似文献
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在黏结颗粒模型中引入强度弱化因子生成弱化介质材料,进行弱化模型试件的单轴抗压强度试验。结果表明,弱化作用在降低试件单轴抗压强度的同时,还将导致试件弹性模量逐步下降。这一结果符合相关室内试验的研究成果。为进一步对岩石强度弱化模拟方法进行效果检验,利用颗粒流程序内置的FISH语言建立弱化岩石节理直剪试验模型,进行不同法向应力条件下弱化岩石节理的直剪试验。结果表明：弱化节理模型试件表现出类似于真实节理的一系列宏观剪切力学特征;不同壁面弱化程度条件下,节理模型试件的抗剪强度及剪切峰值膨胀角的试验结果与法向应力的依存关系均符合经典的JRC-JCS模型。由此表明,所采用的岩石强度弱化模拟方法可以较好地再现岩石介质的强度弱化效应。通过模型试件内微裂纹发展演化特征的研究表明,壁面弱化作用可导致试件内裂纹发育数目的快速增长、微裂纹分布范围的迅速扩大,以及剪切裂纹发育比例的迅速提高,由此从细观角度揭示了弱化节理面更易于产生宏观剪切破坏的原因。研究成果可以为弱化岩石节理的抗剪强度及大型岩质边坡的稳定性研究提供参考。 相似文献
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通过对云南华坪葫芦洞FL4石笋进行高精度的ICP—MS—230Th/U测年和高分辨率的碳、氧同位素分析,建立了该地区6 060-4 185 a BP间高分辨率的西南季风气候变化时间序列,进而揭示了该时段发生的3次季风减弱事件。 这3次百年尺度（持续时间为90～240a）的干旱寒冷事件,分别发生在6 060－5 950 a BP、5 380－5 140 a BP、4 810-4 620 a BP,呈台阶状演变;而石笋的碳同位素记录揭示了2次强降水事件,分别发生在5 503－5 443 a BP和4 210-4 185 a BP,持续时间分别为25a和60a。石笋碳、氧同位素记录的西南季风减弱以及强降水事件明显受太阳辐射强度的控制。分辨率为3~10 a的碳、氧同位素记录表明,在百年尺度的西南季风气候变化上,叠加了一系列十年尺度的气候突变事件,呈锯齿状的高频波动。这些短时间尺度的季风气候波动事件与树轮14C 残差、冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的可比性,可能主要是受中低纬度太阳辐射强度以及北半球大气环流的影响,太阳辐射强度的变化是控制印度季风的快速推进或退出(萎缩)以及百年尺度上的气候波动的主要动因。 相似文献
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坚硬顶煤弱化爆破的宏观损伤破坏程度研究 总被引：4，自引：0，他引：4
根据综放开采坚硬顶煤预先弱化爆破作用的目的和特点,认为在爆炸载荷作用下坚硬煤体的动态断裂破坏也是一个连续损伤演化积累过程。通过大煤样爆破超动态应变测试,提出坚硬顶煤预先弱化爆破的爆破中区应变波峰值体积应变符合幂函数衰减规律,并在此基础上,结合Tarlor、Drady等岩石爆破损伤演化模型,建立了坚硬顶煤预先弱化爆破宏观损伤破坏程度的分布函数,给出了相应的计算参数和系数,为分析和确定顶煤弱化爆破合理参数提供了基础。 相似文献
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近年来全球强震频发,其灾难发生的原因可能是由地磁减弱引起的。研究表明,地磁减弱的原因在于两极冰盖融化导致地壳和地幔转动惯量增大及自转减慢,由此引发核幔差异旋转在数值和方向上的改变。在磁场减弱和磁极反向过程中,太阳辐射的增强和核幔热能的释放与灾害有一一对应关系。这一研究结论与美国学者最近发现的“浅核磁场”相一致。全球变暖与地磁减弱的相关性表明,气候变暖不仅会导致海平面上升,而且会导致频繁的地震、火山活动。 相似文献
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Acta Geotechnica - Fluid saturation plays an important role in rock weakening. However, few researches reveal the controlling factor(s) behind the rock weakening particularly from geochemical... 相似文献
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结构面是影响岩体弹性模量的主要因素。基于岩体结构面参数统计,结合岩体应变能推导出的节理岩体本构关系,能够真实地反映岩体弹性模量的弱化和各向异性。在此基础上,以吉图珲铁路隧道围岩为例,研究了岩体弹性模量特征及影响因素。结果表明,该岩体弹性模量的弱化和各向异性程度随应力轴线与结构面法线的夹角而变化,并在夹角值为54.5°时达到最大;同时,岩体弹性模量的弱化与结构面内摩擦角和黏聚力成反相关,与结构面平均半径和密度呈正相关。当结构面半径超过3 m时,岩体弹性模量弱化趋于稳定。应力环境对弹性模量同样有影响,围压的增大,可使岩体弹性模量增大,同时减小了其各向异性和弱化的程度。当围压达到2.32 MPa时,各向异性及弱化现象消失。 相似文献
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《Journal of Structural Geology》2003,25(10):1569-1574
High-velocity friction experiments on gabbro and monzodiorite, using a rotary-shear high-velocity friction apparatus, have revealed that frictional melting and progressive growth of a molten layer along a fault cause slip weakening, eventually reaching a nearly steady-state. The melting surface at the host rock/molten layer interface is initially very flat, but it becomes more complex and rounded in shape towards the steady state owing to the selective melting of minerals with lower melting points and the Gibbs–Thomson effect. This change in the melting-surface topography can be quantitatively expressed by the fractal dimension D, as determined by the divider method, from about 1.0 near the peak friction to around 1.1 near the steady-state friction. The ultimate fractal dimension at steady-state friction tends to decrease with increasing heat production rate presumably due to more rapid and uniform melting. A systematic correlation of D with mechanical behavior of the fault during frictional melting may provide a way of estimating slip-weakening distance and heat production rate at steady-state friction by measuring D for natural pseudotachylytes on slip surfaces with different displacements. The weakening distance is of vital significance in relation to fault instability and the heat production rate is related to the fault strength. The experimental studies point to ways to estimate these difficult quantities for natural faults. 相似文献
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Guillaume Leduc Laurence Vidal Kazuyo Tachikawa Edouard Bard 《Quaternary Research》2009,72(1):123-126
Latitudinal movements of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), analogous to its present-day seasonal shifts, and El Niño Southern Oscillation (ENSO)-type variability both potentially impacted rainfall changes at the millennial timescale during the last glacial period. In this study we compare tropical Pacific sedimentary records of paleoprecipitation to decipher which climate mechanism was responsible for the past rainfall changes. We find that latitudinal movements of the ITCZ are consistent with the observed rainfall patterns, challenging the ENSO hypothesis for explaining the rapid rainfall changes at low latitudes. The ITCZ-related mechanism appears to reflect large-scale atmospheric rearrangements over the tropical belt, with a pronounced Heinrich-Dansgaard/Oeschger signature. This observation is coherent with the simulated tropical rainfall anomalies induced by a weakening of the Atlantic thermohaline circulation in modeling experiments. 相似文献
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为了提高金刚石钻头在坚硬致密、弱研磨性地层的钻进效率, 将弱化胎体耐磨损性能理论与切削齿非光滑设计相结合, 制作钻头进行现场试验并对胎体进行扫描电镜分析.研究结果表明:在胎体中添加适当浓度的胎体弱化颗粒, 有利于提高钻头的钻速; 经胎体耐磨性弱化处理的钻头在钻进过程中, 弱化颗粒易于从胎体表面脱落, 使其表面形成微观非光滑形态, 提高了钻头唇面与岩石的单位面积压力, 增加了孔底岩粉的研磨能力, 促进了胎体中新颗粒金刚石的出刃; 弱化颗粒浓度存在一个较优的设计范围, 过高或过低都不利于提高钻头的钻进效率和使用寿命. 相似文献
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采用现场地应力实测、室内不同含水量情况下的断裂带物质的单轴、三轴常规和流变力学试验以及弹塑性三维可视化数值仿真模拟（FLAC^3D)等研究，获得了断裂带物质弱化效应力学参数，阐述了其弱化机理和主要控制因素，提出了煤层底板断裂构造突水时间弱化效应的新概念。对赵各庄矿13水平（－1100m)F8断层破碎带穿越的首采区安全回采方案做出了预测和评价。 相似文献
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大陆中部地壳应变局部化与应变弱化 总被引：1，自引：1，他引：0
大陆岩石圈流变学研究是构造地质学学科发展的必然,也是发展板块构造理论、探索大陆板块内部变形与动力学演化的核心问题。大陆中部地壳是大陆岩石圈中一个具有特殊性的圈层,其主要成分以花岗质岩石为代表,位于岩石脆-韧性转变域。在中部地壳层次上,岩石既具有脆性变形特点,又具有韧性变形属性,而且常常表现出多种流变强度。研究成果显示,中部地壳岩石流变具有许多特殊性:1)应变局部化是中部地壳流动最为典型表现形式;2)存在大陆地壳多震层:多震与强震,显示出中部地壳既弱又强的流变学属性;3)液/岩反应强烈,流体相直接影响着岩石的流变性;4)在许多地区存在有地球物理异常体(低速高导体)。大陆中部地壳应变局部化是板块相互作用过程中地壳层次上应变积累与集中的重要表现。在宏观尺度、中小型尺度和微观尺度上都有着重要的构造特点。地壳岩石的应变弱化,是诱发应变局部化的主要机制。多种形式的水致弱化(包括液压致裂、反应弱化、水解弱化等)与结构弱化(包括细粒化、晶格取向、成分分带性等)对于应变局部化具有重要的贡献。大陆地壳岩石流变学、中部地壳弱化与应变局部化研究,是未来岩石圈流变学研究的重要方向。 相似文献
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大陆内部变形在很大程度受制于大陆岩石圈流变侧向不均一性,而温度(地热梯度)是影响地壳和地幔岩石流变性质的主导因素。由热引起的地壳/地幔岩石材料的热弱化是弱化的主要途径,为陆内变形准备了物质条件。在构造外力(板块相关的或非相关的)的作用下,这些受到热弱化的岩石材料极易发生变形,导致岩石圈内部的造山带和变形带的形成。文章试图在广泛的国内外文献搜集和综合分析基础上,介绍由生热元素(heat producing elements)聚集产生的地壳/地幔(岩石)热弱化以及随后地幔下降流构造力作用造成的大陆内部应变局部化和陆内构造变形。这些地幔下降流是由大陆岩石圈地幔重力(瑞利 泰勒型)不稳定性发育引起的。 相似文献
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冰作为冻土的基本组成部分,对冻土蠕变的加速蠕变阶段有重要影响。温度通过影响冻土中冰的冻结与融化过程,及其黏塑性流动,引起冻土结构的强化与弱化,从而成为了决定冻土蠕变力学行为的关键因素之一。同时,外部应力也造成冻土的强化与弱化,影响着冻土的蠕变。通过引入硬化因子与损伤因子来考虑温度、应力造成的冻土材料强化与弱化。硬化因子H代表了蠕变过程中强化效应的大小,而损伤因子D则代表了由弱化效应造成的冻土材料相关参数的折减比例,进而提出了适用于冻土的改进西原蠕变本构模型。该模型预测值与试验数据的比较表明：改进的模型不仅能较好地描述初始蠕变阶段、稳定蠕变阶段,而且相比于传统模型,能更好地描述冻土加速蠕变阶段,具有合理性与一定的实用性。 相似文献
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波浪作用下加固软基上大圆筒结构稳定性分析 总被引：3，自引：1，他引：2
在大型通用有限元软件ABAQUS平台上,通过二次开发,将软黏土的循环强度与D-P屈服准则相结合,基于拟静力分析建立了波浪循环作用下考虑软土地基弱化效应的大圆筒结构稳定性计算模型。结合某工程,对大圆筒结构的稳定性进行了分析。结果表明,考虑地基循环弱化效应时,大圆筒结构的稳定性安全系数显著降低;打设排水板对地基加固后,结构稳定性安全系数显著提高;在同一圆筒入土深度下,随着地基加固深度的增加,大圆筒结构稳定性安全系数明显增大。考虑地基循环弱化效应时大圆筒结构稳定性安全系数减小程度在30 %左右,建议在实际设计中应考虑软土地基循环弱化效应对大圆筒结构稳定性的影响。同时在地基不满足承载要求时,打设排水板加固软土地基是提高大圆筒结构稳定性的有效途径。 相似文献
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Lithosphere rheology during intraplate basin extension and inversion Inferences from automated modeling of four basins in western Europe 总被引：1，自引：0，他引：1
Forward reconstructions of the (mainly) Mesozoic and younger rheological evolution have been made for four basins (Broad Fourteens Basin, Sole Pit Basin, Brittany Basin and the Iberian Basin) in a very consistent way by backstripping and automatic forward modeling of subsidence data, including potentially important effects of heat production, sediment infill and sedimentary blanketing. For default compositional and thermal parameters, the modeling results show strengthening in all basins, and in particular during inversion, with strength increases up to about 2 TN m−1 (20%) relative to their initial values. Given predominantly relatively constant intraplate stresses in continental lithosphere, this is in disagreement with repeated localization of basin deformation.
In a thorough sensitivity analysis we explore the possibilities that permissible variations in tectonic history, compositional, rheological and thermal parameters can, in a particular combination, result in slight weakening of the basin, in agreement with reactivation during inversion. However, such a combination reflects an extreme scenario, which is not founded by geological evidence and, statistically, is very unlikely to apply for all basins.
A far more likely explanation for relative and permanent weakening of the basins is the presence of pre-existing weak zones, deviating from standard rheological assumptions. At (upper) crustal levels, weakening can be attributed to pre-existing marked faults by a reduced friction angle. This weakening has a pronounced influence on lithospheric strength provided that the reduction in friction angle of pre-existing faults can be extrapolated to the upper mantle. Alternatively, weakening of the upper mantle can be attributed to (1) ductile localization mechanisms, as reflected by the occurrence of upper mantle shear zones, or (2) the occurrence of rheologically weak material, as indicated by upper mantle reflectors. 相似文献