球状风化孤石群内端承桩复合成孔施工技术

在深圳地铁4号线403标,需要在高强度、各向异性、大倾角等特性的球状风化花岗岩孤石群地层中进行端承桩成孔,成孔与周围建筑物距离仅约20 m,且一幢建筑物已严重倾斜,鉴定判断已属于危房等级,经多次论证,最终采用对周边环境影响较小的回转钻孔工艺.先后采用刮刀钻头切削钻进、球齿滚刀钻头碾压钻进、套筒取心钻头环切纠偏等多种钻孔措施相结合的复合钻孔工艺,配以反循环泥浆护壁进行钻孔施工,取得成功.该项技术可为类似地质条件桩基成孔提供良好的技术支持.     

福建省增强地热系统CO2封存容量的估算

增强地热系统CO2是以CO2为工作介质的地热开采,既能改变能源结构,又能进行CO2地质封存减少温室气体排放,这使得增强地热系统显现出巨大的使用价值。福建省拥有丰富的地热资源,具有良好的干热岩赋存背景。在前人研究数据的基础上,获得福建省地区不同深度的可采地热田面积、干热花岗岩孔隙率和CO2溶解度值,利用体积法估算福建省3~7 km深处花岗岩的增强地热系统CO2的封存容量。结果显示,福建省3~7 km深处花岗岩CO2-EGS潜在封存总量上限为583145.424 Mt,下限为102050.449 Mt,上限约占全CO2-EGS理论封存容量的7.42%,下限约占1.30%（全国CO2-EGS理论封存容量为7862Gt）,其中增强地热系统CO2(CO2-EGS)封存量随着深度的增加而逐渐增加,在7 km处达到最大,为场地评价和政策制定等提供参考。     

西南喀斯特石漠化区土壤形成速率研究综述

强烈的人为作用造成我国西南喀斯特区水土流失严重,并导致了石漠化。而碳酸盐岩风化后残留物极少,土壤形成速度极慢,又导致石漠化的恢复极难。因此,西南喀斯特区石漠化的核心问题就是土壤形成与流失的矛盾。目前对于碳酸盐岩成土速率的计算,都是基于剖面上碳酸盐岩溶蚀速率来推算的,溶蚀速率是通过灰岩标准试片溶蚀速率确定的,只考虑了岩-土接触面上的碳酸盐岩溶蚀速率,不考虑碳酸盐岩岩层间和岩体内部的风化作用。而可以包含以上3种成土模式的流域地球化学平衡法,则是在花岗岩地区建立起来的,应用在碳酸盐岩上,必须对其进行修正。碳酸盐岩的风化成土与花岗岩的差异较大,碳酸盐岩的风化分成2个过程,即碳酸盐岩风化形成残积物和残积物进一步风化形成土壤。在综述前人研究成果的基础上,提出了在风化速率计算中增加残积物风化模块,以区分碳酸盐岩基岩与残积物2个不同风化过程的方法,来修正基于花岗岩建立的流域地球化学平衡法,以适合碳酸盐岩上土壤形成速率的计算。     

川西北塔公石英闪长岩地球化学特征和岩石成因

川西北塔公地区位于青藏高原东部,属于松潘—甘孜造山带的东南部边缘。塔公石英闪长岩侵位于晚三叠世地层中,岩体的K-Ar同位素年龄为134～136 Ma,形成于早白垩世。岩石SiO₂质量分数为61.37%～62.25%,铝饱和指数为0.93～0.95,全碱质量分数为5.46%～5.77%,里特曼指数为1.62～1.74,样品属于亚碱性准铝质高钾钙碱系列石英闪长岩。岩石Mg^#值较高,总体具有高Sr含量、低Nd含量的同位素地球化学特征。N（⁸⁷Sr）/N（⁸⁶Sr）值为0.712 589～0.713 009,初始N（⁸⁷Sr）/N（⁸⁶Sr）值为0.709 503～0.709 878,N（¹⁴³Nd）/N（¹⁴⁴Nd）值为0.512 135～0.512 196,εNd(t)值均为负（-8.6～-7.5）,Nd模式年龄为1.33～1.41 Ga,Hf模式年龄为1.13～1.37 Ga。该岩体是早白垩世期间,川西北地区陆缘-陆内造山环境下由松潘—甘孜造山带古老的下地壳镁铁质物质局部熔融形成的晚碰撞-碰撞后非分异Ⅰ型花岗岩类。     

TiO2对R2O-MgO-Al2O3-SiO2-ZrO2系微晶玻璃析晶及性能的影响

以花岗岩废渣为主要原料,用熔融法制备了添加TiO2的R2O-MgO-Al2 O3-SiO2-ZrO2(RMASZ)系微晶玻璃.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能材料试验机和显微硬度测试仪研究了TiO2对RMASZ系微晶玻璃的晶相组成、显微结构以及力学性能的影响.结果表明:当TiO2含量为0wt％、0.5wt％、1wt％时析出的主晶相为t-ZrO2和顽火辉石;当TiO2含量为2wt％和3wt％时析出假蓝宝石相,顽火辉石相减少.当TiO2为0.5wt％时晶粒细致均匀,其四点抗弯强度达到122.41 MPa,显微硬度为9.35 GPa.     

全长黏结螺纹玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆蠕变试验研究

 通过4根全长黏结螺纹GFRP抗浮锚杆在长期荷载作用下的拉拔蠕变试验,研究了GFRP抗浮锚杆抗拔蠕变力学模型,计算出模型中的蠕变参数并对模型的正确性进行验证。另外,引入时间损伤效应的概念,结合蠕变力学模型推导出GFRP抗浮锚杆的长期抗拔力。结果表明,中风化花岗岩中GFRP抗浮锚杆在40%的极限荷载下才发生蠕变,GFRP锚杆在低荷载水平下蠕变性能优良,能够满足工程需要;Burgers力学模型能够很好的描述GFRP抗浮锚杆的蠕变规律,模型预测结果与试验结果具有较好的吻合程度,且随着拉拔荷载的增大,模型中的各力学参数均逐渐减小;建立的蠕变损伤模型用于预测GFRP抗浮锚杆的长期抗拔力具有较好的适用性。     

北秦岭晚三叠世关山岩体地球化学特征及成因机制

关山地区位于北秦岭与北祁连造山带的结合部位,目前有关关山岩体的岩石成因存在争议。锆石U-Pb定年结果表明关山岩体二长花岗岩的加权平均年龄为(236.3±4.0)Ma(样本数为6个,平均标准权重偏差为2.6)。地球化学特征显示岩石具有高Si(SiO₂ 含量(质量分数,下同)高于69%)、富碱(K₂O含量高于3.84%,Na₂O含量高于4.18%)、Mg^#值较高(50.4～51.0)的特征,轻稀土元素较富集,重稀土元素亏损且相对平坦,Eu呈微弱负异常(0.75～0.82),岩石富集Sr、Rb、Ba,亏损Y、Yb等,Sr/Y值为37.5～60.7,具有埃达克岩的性质。锆石Lu-Hf同位素(除去捕获锆石)分析结果表明,二长花岗岩5颗锆石具有负ε_<sub>Hf(t)值(-21.59～-4.49),对应的二阶段Hf模式年龄为1 538～2 622 Ma,1颗锆石为正ε_<sub>Hf(t)值(0.19),对应的二阶段Hf模式年龄为1 245 Ma,指示关山岩体来源于新元古代地壳物质。岩石具有高SiO₂、Al₂O₃含量,相比于地幔明显较低MgO以及Cr、Ni等元素含量,指示关山岩体来源于地壳物质的熔融,岩石较高Mg^#值说明其源区可能有地幔组分的加入。岩相学、地球化学、同位素特征和区域地质资料综合显示,关山岩体二长花岗岩形成于碰撞挤压环境,是下地壳增厚环境下脱水部分熔融的产物,其中伴随有地幔组分的加入。     

新疆阿尔泰大喀拉苏花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

大喀拉苏似斑状黑云母二长花岗岩出露于新疆阿尔泰南缘,是研究阿尔泰二叠纪构造环境的理想对象。采用LA-Q-ICP-MS锆石U-Pb定年获得其加权平均年龄为(261.4±2.1)Ma,属中二叠世。岩石具有高Si(SiO₂质量分数为69.03%～70.94%)、富Al(Al₂O₃为14.18%～14.71%)、富K(Na₂O/K₂O值为0.70～0.87)的特征,A/CNK值为1.02～1.04,属高钾钙碱性弱过铝质花岗岩,显示I-A过渡型特点。微量元素表现出Rb、Th、Pb、Nd、Sm的相对正异常; Ti、P、Sr和Ba的负异常; 稀土元素显示轻稀土元素强富集、重稀土元素平缓及明显的负Eu异常(0.55～0.82)。岩石的ε_Nd(t)值和两阶段模式年龄分别为2.66～3.01和0.79～0.80 Ga。综合区域地质资料和岩体地球化学特征,认为大喀拉苏黑云母二长花岗岩形成于后造山伸展环境,岩浆来源于地幔和地壳物质的混合,并在岩浆源区经历了分离结晶作用。     

基于二维数字图像相关技术的块系花岗岩超低摩擦效应实验研究

基于国内外超低摩擦效应的实验研究现状,设计了块系花岗岩超低摩擦效应模拟实验。制作了中心含圆柱形洞室的花岗岩立方体模型试样,运用自主研发的实验设备研究了在静荷载的基础之上施加动态荷载后块系花岗岩的变化特征。实验过程中采用二维数字图像相关测试方法(2D-DIC),获得了试件表面的全场位移信息,依据位移信息求出块体加速度值,利用牛顿第二定律对试件受力分析,求得了块系岩体摩擦力随时间的变化曲线。结果表明:2D-DIC测试技术能够准确的测得石块的位移变化,依据位移变化可以证实伴随着水平向扰动荷载作用,洞口上方岩块左右两侧节理间隙逐步增大,岩块间的摩擦力降低,且摩擦力的变化周期与扰动荷载的周期相同;利用2D-DIC测试技术是有效的,从实验的角度验证了超低摩擦效应的存在。     

蚀变花岗岩物理力学特性试验研究

为进一步分析蚀变花岗岩的稳定性,针对蚀变花岗岩的强度特性,选取矿山井下开挖现场的岩样测试了不同蚀变程度岩样的矿物成分、孔隙率、耐崩解性、点荷载强度等参数,进行了部分参数与蚀变花岗岩强度的相关性分析。结果表明,1#岩样较2#、3#岩样有更优良的物理力学性能;矿物成分中,石英和长石含量对1#岩样强度影响较大,绿泥石和蒙脱石含量对2#岩样强度影响较大;蚀变花岗岩强度随密度的增加呈线性增长;含水率、吸水率、孔隙率的增大会使强度降低,其值较小时,对蚀变花岗岩强度的影响较大;耐崩解系数的增大会使强度增强,其值较大时对强度影响较大。