黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究     

时卫民  王鹏  赵尚毅 《岩土工程技术》2020,(2):70-75

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。  相似文献   

南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理^*          下载免费PDF全文

石思思  吴朝东  梁金强  王熠哲  叶云涛  方允鑫  马健  翟俪娜 《古地理学报》2020,22(1):175-192

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。  相似文献   

Petrography of Late Cambrian to Middle Ordovician radiolarian chert in Kazakhstan with special reference to the emergence of benthic animals in the pelagic realm     

Yoshitaka Kakuwa  Olga I. Nikitina 《Sedimentology》2020,67(5):2764-2776

Upper Cambrian to Middle Ordovician radiolarian chert successions from Kazakhstan were studied to clarify the history of the emergence of benthic animals in ocean floor sediments. Radiolarian tests and clay were deposited for a period of 30 Myr without experiencing an influx of continent-derived coarse clastic materials. Red, grey and black cherts of the Upper Cambrian to the upper mid-Darriwilian are thinly laminated, and no trace of benthic animal activity is recognized in that time interval. Bioturbation structures and burrow traces in mid-Darriwilian stage red chert in Kazakhstan suggest that benthic animals colonized the location where radiolarian chert formed, but that there was a significant delay in colonization when compared with similar reported occurrences in Australia and Canada.  相似文献   

Undrained lower bound solutions for end bearing capacity of shallow circular piles in non-homogeneous and anisotropic clays     

Boonchai Ukritchon  Suraparb Keawsawasvong 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(5):596-632

The undrained bearing capacity of shallow circular piles in non-homogeneous and anisotropic clay is investigated by the lower bound (LB) finite element limit analysis (FELA) under two-dimensional (2D) axisymmetric condition using second-order cone programming, and the new solution of the problem is presented. Modified from the isotropic von Mises yield criterion, a cross-anisotropic undrained strength criterion of clays under the axisymmetric state of stress requiring three input shear strengths in triaxial compression, direct simple shear, and triaxial extension is employed in the 2D axisymmetric LB FELA. Parametric studies on the effects of pile embedment ratio, dimensionless strength gradient, anisotropic strength ratio, and pile roughness are investigated extensively, while the predicted failure mechanisms associated with these parameters are discussed and compared. Numerical results of undrained end bearing capacity of shallow circular piles are summarized in the form of design tables that are useful for design practice and represent a new contribution to the field of pile capacity considering the combined effects of undrained strength non-homogeneity and anisotropy.  相似文献   

Fully coupled hydraulic fracture simulation using the improved element partition method     

Shujun Peng  Zhennan Zhang  Jianye Mou  Bing Zhao  Zhiyuan Liu  Jiading Wang 《国际地质力学数值与分析法杂志》2019,43(1):441-460

The improved element partition method (IEPM) is a newly developed fracture simulation approach. IEPM allows a fracture to run across an element without introducing extra degrees of freedom. It can also simulate any number of fractures in a prescribed mesh without remeshing. In this study, the IEPM is extended to hydraulic fracture simulation. First, the seepage and volumetric storage matrix of a cracked element are derived using virtual nodes (the intersection points of a crack with element edges). Subsequently, the fully coupled hydromechanical equation is derived for this cracked element. To eliminate the extra degrees of freedom (virtual nodal quantities), the water pressure and displacement of the virtual nodes are associated with their adjacent nodes through least squares interpolation. Finally, the fully coupled equation in terms of nodal quantities is obtained. The verification cases validate the method. By using this method, the field-scale hydraulic fracturing process is well simulated. The proposed approach is simple and efficient for field-scale hydraulic fracture simulation.  相似文献   

Quantitative prediction of discrete element models on complex loading paths     

Luc Sibille  Pascal Villard  Félix Darve  Rodaina Aboul Hosn 《国际地质力学数值与分析法杂志》2019,43(5):858-887

The ability of discrete element models to describe quantitatively (and not only qualitatively) the constitutive behaviour of a dense sand is assessed in this paper. Two kinds of 3D discrete models are considered. Both consider spheres as elementary particles. Nevertheless, the first model implements a contact law with rolling resistance whereas the second takes into account clumps made of two spheres. The discrete models are calibrated and validated from mechanical tests performed on a dense Hostun sand with a true triaxial apparatus. The calibration is carried out from axisymmetric drained compression tests, while the validation is discussed from monotonic and cyclic stress proportional loading paths and from a circular stress path in the deviatoric stress plane. The quality of the predictions of the discrete models are evaluated by comparison with the predictions given with advanced phenomenological constitutive relations, mainly an incrementally non-linear relation. Predictions given by the discrete models are remarkable, particularly when it is put in perspective with respect to the very few number of mechanical tests required for their calibration. However, these results and conclusions were reached in enabling conditions, and some limitations of such discrete models should be kept in mind.  相似文献   

70年来中国化学海洋学研究的主要进展   总被引：5，自引：3，他引：2  

宋金明  王启栋  张润  陈建芳  陈敏  徐忠胜 《海洋学报》2019,41(10):65-80

我国的海洋化学工作者通过70年来，特别是近30年来的化学海洋学研究，实现了我国与世界先进水平进入同步发展的快车道，其显著的特点是:(1)化学海洋学研究从元素地球化学分布系统转向了以揭示深层次海洋生物地球化学过程为核心的研究；(2)化学海洋学研究实现了多领域、多视点的综合交叉研究；(3)更加关注了人为影响与自然变化共同作用下的海洋生态环境变化研究，对近海和海岸带而言，更加注重从海陆统筹一体化角度探析化学物质的分布迁移特征。本文从生源要素的海洋生物地球化学过程、微/痕量元素与同位素的海洋化学研究、生物过程作用下的化学海洋学过程等角度，重点总结归纳和分析了30年来我国海洋化学研究的重要进展和发展状况，以期对化学海洋学的进一步研究提供借鉴和启迪。  相似文献   

GBW10010a大米标准物质复(研)制及数据特征     

杨榕  顾铁新  潘含江  刘妹  周国华 《岩矿测试》2020,39(6):866-877

随着我国对生态文明建设的重视，自然资源综合调查势在必行，对生物标准物质亦提出了新的需求。当前相关调研工作已经大面积开展，自然资源综合调查、农产品与食品安全评价都需要对生物样品元素组成进行准确测试，需要以生物标准物质作为生物成分测试量值比对和溯源的基础，因此对生物基体标准物质的需求量大幅增加。大米作为主要粮食之一，其食品安全日益受到重视，对大米中的化学成分进行准确的分析测试具有重要的现实意义，因而对大米标准物质的需求量尤为突出，但目前大米成分分析标准物质已供不应求。本文严格按照《标准物质定值的通用原则及统计学原理》（JJF 1343—2012）和《地质分析标准物质的研制》（JJF 1646—2017）等相关规范要求，开展了GBW10010a大米成分分析标准物质的复（研）制工作，包括样品采集、加工制备、均匀性检验、稳定性检验、多家实验室协作定值测试及不确定度评定等关键环节。结果表明：本次复（研）制的大米标准物质定值成分多样、量值准确可靠，符合国家一级标准物质的要求。GBW10010a共定值54项主微量元素，包括Ag、Al、As、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Gd、Ge、Hg、Ho、K、La、Li、Ho、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Sc、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Th、Tl、Tm、U、V、Y、Yb、Zn，其中的39项元素给出了标准值及不确定度，包括Ag、Al、As、B、Ba、Ca、Cd、Ce、Co、Cs、Cu、Dy、Er、Fe、Hg、K、Li、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nd、Ni、P、Pb、Pr、Rb、S、Sb、Se、Si、Sm、Sr、Tb、Tl、Y、Yb、Zn；15项元素提供参考值，包括Be、Bi、Cr、Eu、Gd、Ge、Ho、Ho、La、Nb、Sc、Th、Tm、U、V。与原有GBW10010大米标准物质相比较，GBW10010a中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Zn等重金属元素含量显著下降，其中Cd、Cu、Zn降幅较大，分别下降约39%、43%、38.7%，一定程度上反映了农田生态环境的改善。本批标准物质定值元素总数量增加了6项，新增定值元素Ag、Nb（Nb给出参考值），并且各项元素不确定度范围整体上有所缩小，如Al、Cd、Cu、Fe、K、Mg、Mo、Na、P、Pb、Se、Zn等对生物易有影响的重要元素，表明了地质分析测试方法技术的进步及定值水平的提高。本批标准物质定值元素涵盖了具有生物效应的大部分主微量元素，适用于农业生态环境地球化学调查与评价、生物样品测试、农产品质量与食品安全评价样品测试时的分析仪器校正、分析方法评价和分析质量监控等多个领域。  相似文献   

晋西北地区表层土壤粒度与地球化学元素组成   总被引：1，自引：1，他引：0  

李继彦  周玲  刘益  张倩  蔡莹莹  张宝贵 《中国沙漠》2019,39(5):155-162

对晋西北地区表层土壤的物质组成进行研究，可以明确其物质来源、沉积环境及化学风化特征。选择区内表层土壤（深度0、10、20 cm）及其附近的河流沉积物，进行粒度和化学元素组成测试。结果表明：（1）晋西北地区表层土壤粒度组成以黏土和粉沙为主，且有自地表向下粗颗粒组分含量增加的趋势。（2）常量化学元素组成以SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃为主，其余元素含量均较低。化学元素组成模式表明研究区内表层土壤物质与黄土高原腹地黄土有相同的物质源区，黄河河流沉积物对其贡献不大。（3）晋西北表层土壤的CIA值为52.70~57.89，平均54.06，说明它们的化学风化程度较低，处于早期的脱Na、Ca阶段。这是由于研究区地理位置比洛川更靠北，气温和降水量均低于洛川，降水量与兰州相差不大，但是年平均气温和年温差比兰州低。该研究明确了晋西北地区表层土壤的物质组成特征，为区域潜在沙漠化危害防治提供了数据支撑。  相似文献   

微量元素分析在判别沉积环境中的应用——以柴达木盆地西部锶矿区富锶地层为例          下载免费PDF全文

年秀清  韩凤清  韩继龙  毛庆飞  马喆 《盐湖研究》2019,27(1):66-72

沉积岩中的微量元素对沉积环境水介质的变化较为敏感,是研究沉积物沉积时古气候、古环境的有效手段。选取了对沉积环境介质较为敏感的锶(Sr)、钡(Ba)、铜(Cu)、铀(U)、钒(V)、镍(Ni)、钍(Th)等元素作为判别指标,对柴达木盆地西部上新统油砂山组、狮子沟组和更新统七个泉组三套富锶岩层的古气候和古沉积环境特征进行了研究。结果表明,柴达木盆地西部从油砂山组到七个泉组沉积时总体上为干旱的气候环境;湖盆水体的盐度较高,表现为咸水环境,且从油砂山组到七个泉组随着地层变新,盐度有逐渐增大的趋势;油砂山组、狮子沟组和七个泉组沉积时湖盆水体均表现为中等分层、湖水循环较为顺畅的氧化环境。  相似文献