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On the pore‐scale mechanisms leading to brittle and ductile deformation behavior of crystalline rocks 下载免费PDF全文
Deformation mechanisms at the pore scale are responsible for producing large strains in porous rocks. They include cataclastic flow, dislocation creep, dynamic recrystallization, diffusive mass transfer, and grain boundary sliding, among others. In this paper, we focus on two dominant pore‐scale mechanisms resulting from purely mechanical, isothermal loading: crystal plasticity and crofracturing. We examine the contributions of each mechanism to the overall behavior at a scale larger than the grains but smaller than the specimen, which is commonly referred to as the mesoscale. Crystal plasticity is assumed to occur as dislocations along the many crystallographic slip planes, whereas microfracturing entails slip and frictional sliding on microcracks. It is observed that under combined shear and tensile loading, microfracturing generates a softer response compared with crystal plasticity alone, which is attributed to slip weakening where the shear stress drops to a residual level determined by the frictional strength. For compressive loading, however, microfracturing produces a stiffer response than crystal plasticity because of the presence of frictional resistance on the slip surface. Behaviors under tensile, compressive, and shear loading invariably show that porosity plays a critical role in the initiation of the deformation mechanisms. Both crystal plasticity and microfracturing are observed to initiate at the peripheries of the pores, consistent with results of experimental studies. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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New magnetostratigraphic and pedostratigraphic investigations of loess deposits in north‐east China and their implications for regional environmental change during the Mid‐Pleistocene climatic transition 下载免费PDF全文
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Olivier Moine Pierre Antoine Sylvie Coutard Gilles Guérin Christine Hatté Clément Paris Ségolène Saulnier-Copard 《第四纪科学杂志》2021,36(8):1322-1340
The Amiens-Renancourt 1 site recently yielded one of the most important Upper Palaeolithic human occupations of northern France by the number of flint artefacts and especially by the presence of Venus figurines. All the material comes from a single archaeological layer located in a tundra gley bracketed by loess units. A multi-proxy study combining a detailed stratigraphy, luminescence and radiocarbon datings and high-resolution (5 cm per sample) grain size and molluscan analyses was therefore carried out to reconstruct and date the associated environmental changes and to determine the exact context of the human occupation. The chronological frame thus established supports the correlations of the archaeology-bearing tundra gley and of an underlying arctic brown soil with Greenland interstadials GI-4 and GI-3. Composition changes in the molluscan population enabled the identification of transitional and optimum phases and sub-phases within these two pedogenetic horizons. A conceptual correlation model linking molluscan phases with millennial-scale variations of Greenland ice-core and Sieben Hengste speleothem climate records is proposed. The Human occupation appears contemporaneous to the end of the stadial–interstadial transition of GI-3. Synchronous in Amiens-Renancourt 1 and Nussloch, subsequent micro-gleys may also result from a regional/global forcing. Such a level of detail is unprecedented in a loess sequence. 相似文献
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通过地表观察和第四系钻探,以地貌和沉积为基础,对洞庭盆地及周缘地区第四纪构造活动特征进行了研究。认为第四纪洞庭盆地的构造演化经历了3个阶段。早更新世—中更新世中期洞庭盆地处于断陷阶段,区域构造活动的主要表现有:① 盆地及次级凹陷边界受NNE、NW、EW和SN向等4组正断裂控制;② 各次级凹陷强烈沉降并接受沉积,沉降中心位于凹陷内部或中央而远离边界断裂;断裂上盘局部可具明显沉降;③ 随着盆地逐渐扩张,断陷活动向东、西边缘迁移;④ 盆地断陷活动具幕式特征,总体可分为为早更新世早期、早更新世晚期和中更新世早—中期等3个裂陷幕;⑤ 盆地北面的华容隆起具明显构造沉降,盆地周缘其它隆起及盆地内部的赤山隆起具有脉动式抬升;⑥ 赤山隆起构造较稳定期和构造抬升期分别对应于安乡凹陷缓慢沉降期和快速沉降期。中更新世晚期以来洞庭盆地处于坳陷阶段,其中中更新世晚期洞庭盆地整体抬升并遭受剥蚀,在盆地东缘和西缘产生倾向盆地的构造掀斜,局部第四系变形形成褶皱;晚更新世—全新世洞庭盆地主体产生坳陷沉降并接受沉积,盆地周缘部分地区存在小幅度抬升。上述不同阶段构造活动特征可以通过盆地及周缘深部物质迁移以及板块尺度的物质运动和挤压来解释。 相似文献
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The Huimin (惠民) depression is a third-level tectonic element of the Bohai (渤海) Bay basin in eastern China. The central uplift belt is the most important oil and gas accumulation zone in the depression, but the lack of adequate geological studies in the area has greatly hindered exploration and development. In this article, using seismic data, fracture mechanics, and a combination of data on fault growth indices and fault throws, we present an analysis of tectonic activity in the central uplift belt and adja... 相似文献
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川东北楼房洞洞穴系统水体元素含量季节变化与影响因素 总被引:1,自引:0,他引:1
通过对川东北诺水河地区楼房洞洞穴系统水体Ca、Mg、Sr、Ba和U元素含量变化进行为期一年(2011年7月至2012年6月)的监测,结果发现:(1)各监测点的元素含量变化一般具有较明显的季节性,但不同的监测点之间、不同的元素之间季节变化趋势并不一致,反映了在不同的环境下不同的元素含量变化的影响机制存在差异;(2)对于2011年9月的强降水事件,河水的元素含量明显受到稀释作用影响,而洞穴内水体尤其是池水的元素含量变化明显较弱,这反映了洞穴上覆地层对外部降水事件的缓冲作用,特别是洞穴内池水由于存在更复杂的影响机制,其对外界的降水事件的响应最不敏感;(3)在所有监测点,Sr含量和Sr/Ca比值变化均表现出冬春季节相对较高而夏秋季节较低的特点,可能反映了水岩相互作用和大气沉降活动是影响Sr含量和Sr/Ca比值变化的主要机制。这对该地区岩溶洞穴沉积中的Sr含量(或Sr/Ca比值)和87Sr/86Sr比值作为研究大气粉尘活动和冬季风强度变化指标的观点给予了支持。 相似文献
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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