基于B-DEM的颗粒聚合体应力计算和破碎路径模拟     

刘彪  王桥  张宗亮  周伟  FENG Y T  彭张振  李蕴升  徐俊  郭凯 《岩土力学》2022,43(12):3493-3502

结合边界元法和离散元法,提出一种可以进行计算颗粒内部应力和破碎路径的方法。该方法利用离散元法求解颗粒的相互作用和每个颗粒上的荷载。然后利用边界元法计算颗粒的应力分布,为了实现动态平衡,将颗粒的加速度视为恒定大小的体力。但体力导致边界积分方程中出现域积分,故采用直线积分法将域积分转化为边界积分,以保证边界元法降维的优势。为了提高边界元的计算效率,对于几何形状相似的颗粒,以其中一个颗粒作为模板颗粒,只需要计算模板颗粒在局部坐标系中的系数矩阵,其他相似颗粒可以通过局部和全局坐标系之间的映射获得。在得到应力后,基于Hoek-Brown准则来判断颗粒是否破碎。此外,将破坏路径简化为直线,并采用最小二乘法拟合得到破坏路径。  相似文献   

辽东湾红沿河附近海域2017—2018年冬季气温-水温-冰情关系研究     

马玉贤  王玉  於凡  许宁  袁帅  史文奇 《冰川冻土》2022,44(5):1482-1491

辽东湾是我国冰情最严重海域,每年冬季都会受到海冰的显著影响,冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性,结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型,可实现局地小尺度的冰情快速预测评估。基于2017—2018年冬季辽东湾东岸红沿河附近海域实测气象-水温-冰情同步观测数据,结合辽东湾大尺度整体冰情（浮冰面积）,推演局地气温、水温与不同尺度冰情评价参数（浮冰范围与冰厚）的相关关系,提出基于不同气温区间的气温变化规律的冰底热通量选取方法,进而建立适用于辽东湾的气温-水温-冰情评估方法。相关性分析结果显示：观测点气温与水温存在明显相关性;浮冰范围与气象数据存在明显相关性,临界温度为 -5 ℃的累计负气温能很好拟合本年度盛冰期浮冰范围。基于HIGHTSI进行数值模拟后发现：水温与块体积法计算冰底热通量时,冰水间的热传递系数取2.2×10^-5是可行的;水温对冰情的影响表现在海冰冰厚最大值与冰期长短。为弥补辽东湾其他海域因缺少实测海水温度观测数据欠缺、冰底热通量选取不准选取导致的冰情模拟预测评估困难的问题,本文依据水温与气温的相关性,将水温随气温变化划分为结冰区（气温小于-10 ℃时水温维持冰点附近）、过渡区（气温为-10~-5 ℃时水温处于-1.4~-0.4 ℃）、融冰区（气温高于-5 ℃时水温随气温的增大逐渐增大）,进而提出适用于辽东湾所有海域的冰底热通量计算方法和冰情评估方法。  相似文献   

基于现场观测的辽东湾东岸海冰环境基本特征     

马玉贤  许宁  袁帅  刘雪琴  史文奇  周雪  刘永青  陈元 《冰川冻土》2022,44(5):1492-1500

全面获取气-冰-海环境特征数据已成为当前冬季现场观测的重要任务,用于准确、快速开展区域冰情评价预测,以满足海冰防灾减灾工作需求。基于辽东湾东岸鲅鱼圈雷达海冰观测站（15 a）与温坨子附近海域（9 a）的冬季观测数据,对辽东湾东岸的风、水温、海冰时空分布等环境基本特征进行了探讨。对鲅鱼圈站1月和2月4级风（5.5 m·s^-1）以上数据进行分析,发现偏北风自2016年以来呈现由N、NNE、NE向NE转变,偏南风自2016年以来主风向由SSW向WSW转变。对温坨子海冰观测站水温观测数据进行分析,发现水温表现出降温期、平稳期与回温期,降温期发生于12月至次年1月中旬,平稳期发生于1月下旬至2月中旬,回温期发生于2月下旬;当气温低于-10 ℃时,水温基本维持在-1.4 ℃附近,气温处于-10~-5 ℃时,水温基本分布于-1.4~-0.5 ℃区间,气温处于-5~5 ℃时,观测点水温基本分布于-1.4~3 ℃。对鲅鱼圈站与温坨子站能见范围内的逐日海冰分布面积比例进行分析,发现海冰面积呈现增大期、稳定期与减少期,鲅鱼圈站附近12月12日至次年1月9日前后为增大期（对应初冰期）,1月9日前后至2月8日前后为稳定期（对应盛冰期）,2月8日前后至3月15日前后为减少期（对应融冰期）;温坨子站与鲅鱼圈站类似。对鲅鱼圈站与温坨子站附近海域海冰结冰期进行统计,给出了两个站点的平均初冰日、终冰日与结冰期,并与历史数据进行了对比。结合初冰日与终冰日的环境要素分析,对初冰与终冰的规律特征进行了总结,对气候变化背景下的辽东湾冰情评估有着重要意义。  相似文献   

南京河西地区地面沉降成因分析     

刘刚  徐成华  施威  李兆  骆祖江 《地质论评》2022,68(4):2022082011-2022082011

为了查明南京河西地区地面沉降的成因,笔者等在系统研究水文地质与工程地质条件的基础上,研究了地面沉降的分布特征和发展规律,以及地面沉降与地下水位、软土分布及建筑荷载之间的关系,进而揭示了南京河西地区地面沉降的成因。研究结果表明：南京河西地区不开采地下水,地面沉降与软土层厚度和建筑荷载分布关系密切,地面沉降主要受建筑工程影响,即建筑荷载和深基坑降水的作用。  相似文献   

攀西大梁子铅锌矿区水系沉积物重金属地球化学特征及源解析     

朱英海  施泽明  王新宇  张凯亮  朱伯丞 《现代地质》2022,36(3):923-932

长江上游是整个长江经济带的重要生态屏障。以长江上游攀西大梁子铅锌矿区水系沉积物为研究对象,查明了重金属元素含量的空间分布特征,分析了重金属来源,探讨了在不同pH条件下重金属的淋滤规律,并进行了生态风险评估。研究结果显示:攀西大桥河流域水系沉积物中重金属的空间分布极不均匀,其含量明显要高于长江水系沉积物中重金属的平均含量;重金属生态风险属于很强风险,Hg和Cd呈高度富集、严重污染;Pb和Zn呈中度富集、中等污染。淋滤实验结果表明Pb、Zn、Cd在酸性和中性条件下淋滤浓度先快速下降,后逐渐趋于平衡,而As在快速下降后又有缓慢升高的趋势。大桥河流域水系沉积物中As、Cd、Pb、Zn主要来源于大梁子铅锌矿的采选活动,Hg为岩石风化和土壤剥蚀来源,而Cu和Cr主要为农业和工业活动来源。综合对比发现,攀西成矿带铅锌矿周边土壤富Cd而贫Cr,此外Cd、Pb、Zn、Hg是主要潜在污染物,且生态风险程度较高。  相似文献   

Sequence Stratigraphy of the Lower Cretaceous Uraniferous Measures and Mineralization of the Sandstone-hosted Tamusu Large Uranium Deposit, North China     

LIU Bo  SHI Zhiqiang  PENG Yunbiao  ZHANG Pengfei  LI Peng 《《地质学报》英文版》2022,96(1):167-192

The Bayingobi basin is the Mesozoic-Cenozoic basin in North China in which the Tamusu uranium deposit is located.The ore-target layer of the deposit is the Lower Cretaceous Bayingobi Formation,which developed as a fan deltashallow lacustrine deposit.The distributary channel sand body of the fan delta plain and the underwater distributary channel sand body of the fan delta front formed a favorable uranium reservoir,so the study of sequence stratigraphy is extremely important to understanding the genesis of uranium deposits.On the basis of field investigation and a large number of borehole logs,the high resolution sequence stratigraphy of the Lower Cretaceous is divided and the system tracts of different periods are established.The relationship between deposition,interlayer oxidation and uranium enrichment is discussed.The Lower Cretaceous Bayingobi Formation can be divided into two fourth-order sequences(Sq1 and Sq2).The lower member of the Bayingobi Formation is referred to as Sq1,which is composed of a falling-stage system tract(FSST)on top.On the other hand,the upper member of the Bayingobi Formation is referred to as Sq2,which is composed of a lowstand system tract(LST),transgressive system tract(TST)and highstand system tract(HST).The lowstand system tract forms a favorable stratigraphic structure(mud-sand-mud formation)with the lacustrine mudstone of the overlying transgressive system tract,that is conducive for the migration of uranium-bearing oxygen water.The organic matter and pyrite in the fan delta sand body,as well as the dark mudstone in the distributary bay,provided a reducing medium for uranium mineralization.The ore body mainly occurs in the distributary channel,underwater distributary channel or the mouth bar of the fan delta.As a result of the moderate thickness,high permeability,favorable barrier and rich reducing medium,the rich ore body mainly occurs in the underwater distributary channel and mouth bar sand body of the delta front.Based on study of the sequence stratigraphy,the model of the sequence,sedimentation and mineralization of the uranium deposit is established,which enriches uranium metallogenic theory and provides a reference for exploration of the same type of uranium deposits.  相似文献   

大同盆地形成机制的构造研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

岑敏  董树文  施炜  周涛发  陈龙  陈兴强 《地质论评》2015,61(6):1235-1247

大同盆地为位于华北地块中部的新生代断陷盆地,自中新世晚期以来经历了持续的强烈伸展作用。基于边界断裂滑动的运动学及动力学分析,结合对本区新生界沉积地层与玄武岩资料的总结归纳以及对区域动力学背景的讨论,本文提出了大同盆地的形成机制:自10~8 Ma以来,鄂尔多斯地块东北缘形成NW向伸展的构造应力场,其中σ1垂直,σ2、σ3水平,σ2的方位角为60°,σ3方位角为150°,此构造应力场控制边界断裂的运动,形成NE向大同断陷盆地。盆地的形成对应岩石圈减薄深部过程,可能受到了印度——欧亚板块碰撞、太平洋——欧亚板块碰撞板缘动力作用的影响。本文将岩石圈浅部构造应力场与深部地幔活动结合起来综合分析大同盆地的形成机制,并提出了一些新的认识:控制大同盆地形成的正断型构造应力场不同于华北区域性走滑型构造应力场;首次测得了与地幔活动相关的大同火山群大峪口玄武岩K-Ar年龄为0.68±0.13Ma;大同盆地具有板内狭窄型裂谷的构造特征。本文为建立鄂尔多斯地块东缘山西地堑系的运动学和动力学模型提供新的依据。  相似文献   

古构造应力场反演的理论与实践——基于断层滑动矢量分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈鹏  施炜 《地质论评》2015,61(3):536-546

古构造应力场恢复是重建区域地质演化历史的重要手段之一。断层作为地壳浅表发育的脆性变形构造,为恢复古构造应力场提供了重要地质条件。关于利用断层滑动矢量反演古构造应力场,前人进行了长期探索。目前其相关理论基础、研究方法与实际应用均取得重要进展。在断层滑动矢量反演古构造应力场的理论方面,改进的安德森模式描述了在发育先存薄弱带的情况下断层形成与演化的规律,克服了安德森模式只适用于均匀变形域的理论局限性;在研究方法方面,突破了在沉积盆地内部变形相对单一的限制,在造山带前陆或者叠加褶皱区等复杂变形区有效地开展了相关研究,并通过断层相关褶皱与同褶皱变形的滑动矢量分析,厘定出同造山作用的古构造应力场。这一方法在大巴山造山带强变形区得到了有效应用,为探讨其构造演化提供了基础。  相似文献   

降雨诱发浅层黄土泥流的研究进展、存在问题与对策思考     

辛鹏  吴树仁  石菊松  王涛  石玲 《地质论评》2015,61(3):485-493

降雨诱发的浅层黄土泥流规模小、流速快、冲击力强、发育范围广、难以防御、致灾频率高,近两年造成了大量人员伤亡,急需开展其形成机制与强度的研究。黄土物质组成与水敏性、坡体形态对降雨入渗—积水的响应、黄土斜坡对降水入渗的力学响应机制、富水黄土粘滞性流动特性是制约浅层黄土泥流形成的四种主要因素,分析这四种因素的对浅层黄土泥流形成的制约作用需解决斜坡降雨入渗的水文过程、非饱和土的力学效应及水土耦合的机制等前沿问题。本文对影响泥流形成的各因素研究的最新进展进行了综述,同时讨论了研究中的核心问题,并提出了相应的对策与方案,认为可从三方面开展研究:(1)定量描述泥流体积扩容特征,建立浅层黄土泥流启动与流动模式;(2)分析泥流与原状黄土物质成分、组成结构差异,开展黄土非饱和增湿力学变形试验,监测0°~60°单面坡与坡肩平缓斜坡的降雨入渗过程,研究坡体形态对雨水汇聚、入渗及基质吸力变化的控制特征,揭示泥流流体运动过程中水土响应机制;(3)对浅层黄土泥流物理力学模型进行解析,讨论泥流流动能量转化特征,建立降雨诱发泥流灾害的强度计算模型,为降雨泥流灾害危险性定量计算提供理论支撑。  相似文献   

马达加斯加Maevatanana金矿区花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义     

李鹏  刘善宝  施光海  张树德 《岩石学报》2015,31(4):1153-1170

马达加斯加中部Maevatanana、Andriamena和Beforona三条绿岩带共有上百处铬、镍、铁、金等金属矿点。对位于马达加斯加中北部绿岩带的Maevatanana西南部花岗岩体进行主量元素、微量元素、锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年及Lu-Hf同位素分析。岩体主要由黑云母二长花岗岩构成,为准铝质到弱过铝质的高钾钙碱性系列花岗岩,富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),其稀土元素总量为∑REE=92.02×10-6,A/CNK=1.01。其内锆石LA-MCICP-MS U-Pb的年龄为739~767Ma,即中新元古代,其εHf(t)均为负值,揭示该矿区花岗岩体源区为陆壳。其中岩浆锆石和继承锆石的Hf同位素二阶段模式年龄相近,表明花岗岩源岩的形成时期和基底黑云角闪斜长片麻岩的原岩一致。地球化学性质显示花岗岩体为I型花岗岩,与埃达克岩类似。综合数据认为岩体形成于中-新元古代(824~720Ma)Rodinia超大陆裂解,伴随Mozambique洋闭合Tanzanian克拉通与印度Dharwar克拉通汇聚背景下的陆缘弧岩浆活动。  相似文献