三轴压缩条件下岩石突发失稳过程的实验研究

在常温、固体围压介质(铅)三轴压缩的条件下,采用磁带记录的快速数据采集系统,对完整的居庸关花岗岩、迁安石英岩和含不同角度锯切面的居庸关花岗岩试件的突发失稳动态过程进行了实验研究。结果表明,当试件沿内部斜面快速错动而突发失稳时,表现为各点应力和位移的振动、衰减,并趋于新的稳定终止态。根据应力和位移的记录,得到了应力-应变(相对位移)动态合成图。以失稳振动的初动半周期为界,可将整个动态过程划分为摩擦错动阶段和自由振动阶段。实验还表明,突发失稳岩石的动态错距等于或近似于终态错距。实测的动态应力降约为终态应力降的1.6倍。     

若干固体材料脆-延性转变及宏观结构的实验研究

石灰岩、石蜡-松香-水泥粉混合物和环氧树脂等固体材料室温下的压缩变形实验表明,随着围压的加大和材料可塑性的增强,试件破坏形式由脆性转变为延性,在宏观结构上表现为从脆性单斜破裂、半脆性共轭破裂,到半延性和延性网状流动,以及延性均匀流动的转变.材料屈服后在应力-应变曲线上所出现的平缓段或应变硬化段对应着试件中的网络状或均匀塑性流动;随着应变的增大,当出现负坡或坡度减小现象时,则标志着试件内宏观破裂的贯通,在宏观破坏结构上往往表现为共轭流动网络与共轭破裂网络的重叠,前者网带近似正交,后者斜交.蠕变实验进一步表明,稳态蠕变幂次流动律的应力指数n 值的大小反映了试件不同的宏观流动结构:网络状流动,n 显著大于1,为非牛顿流;均匀流动,n 等于或近似于1,为牛顿流或近似牛顿流.     

烈度分布的几何特征和震源参数的估计

本文在考虑环境刚度效应和非匀阻效应的情况下,采用椭圆形震源简化模型,研究了走滑断层的地震烈度几何要素与震源参数之间的关系,初步建立了估计断层有效发震段长度、错动角、应力降和错动距离等参数的等震线法,并结合唐山、通海、炉霍和永善等震例进行了试算     

地壳温压条件下迁安石英岩的非弹性变形

本文通过研究地壳温压条件下迁安石英岩非弹性变形特征和机制,着重阐述了这类岩石产生非弹性变形的能力和温度压力之间的关系,以及对岩石宏观失稳型式的影响。研究表明,温度和压力的升高将导致岩石中石英晶粒逐步转化为塑性组分,转化过程中伴随着岩石宏观非弹性变形的增强。宏观非弹性变形增强幅度和微观转化为塑性组分的石英晶粒含量满足一定的统计关系。当转化的塑性组分达到一定量级时,岩石的宏观力性和失稳型式将产生明显变化,变化的趋势是易于产生非弹性变形而渐进失稳     

北京塔院井数字化观测水温的同震效应研究

基于北京塔院井数字化水温观测资料，分析了远震引起的水温同震效应，注意到塔院井水温同震变化总是具有下降－上升－恢复的过程，不受地震方位和震源机制的影响；水温同震下降幅度随震级的增大而增大，随震中距的增大而减小， 三者之间有较好的关系；震后水温后效恢复上升幅值受水位动态影响. 最后，对塔院井水温同震效应机理进行了探讨，初步研究结果显示，井孔中的水体受震荡激发而加速对流与掺混是导致水温先下降的主要原因:当井水受到地震波的作用时，对流加速，井内深部较热的水体上涌， 而浅部较冷的水体下沉，水温探头将先观测到温度下降现象； 震后水震波逐渐平息，探头附近井水温逐步恢复上升.      

亚洲中东部地区塑性流动波(“慢波”)与地震活动

根据先前相似模型实验的结果 ,在板块边界驱动下 ,沿岩石圈下层 (含下地壳和岩石圈地幔 )传播的塑性流动波包括“快波”和“慢波” ,二者均属于黏性重力波 ,并分别由主波和辅波叠加而成。“快波”以 10 0 ～ 10 2 km/a量级的速度传播 ,已为塑性流动波控制下地震迁移的研究所证实。文中根据 7级以上强震的条带状分布图像 ,证明在喜马拉雅弧驱动下还存在着波速仅为 10 0 ～ 10 1m/a量级的“慢波” ,其中对 7级以上强震起控制作用的主要是“慢波”的辅波 ,其平均波长为 4 45km ,波速为 0 81～ 2 80m/a ,周期为 0 .16～ 0 .5 5Ma。“慢波”的边界起波时间距今约 1.34～ 4 .6 6Ma ,相当于上新世中期至早更新世中期 ,与喜马拉雅构造运动的主要活跃期 (幕 )之一相吻合。以喜马拉雅弧西段和东段为波源所形成的2个“慢波”系统的波峰带相互重叠 ,为 7级以上强震的发生提供了必要的能量背景     

铁路路基基底面动态压力的概率抽样测定法及其应用

在铁路路基稳定性长期监测研究中,要求埋设于路堤之下的压力盒具备耐久、可靠、可供长期使用的特点。钢弦式压力盒适用于长期使用,但通常被认为无法用于动态压力测量。本文提出的概率抽样测定法比较成功地解决了钢弦式压力盒对于列车通过时基底面动态压力测定的问题。根据随机抽样和概率论原理,通过对列车动载的多次测量,可绘制出基底面的压力分布概率曲线(频数分布曲线),近似地表示动态压力的空间分布状况。上述原理和方法,在青藏铁路盐湖地区路基稳定性的研究中得到了实际应用和检验。     

1585年安徽巢县南地震核查与发震构造探讨

1585年安徽巢县南5级地震,各版本地震目录中给出的地震参数不尽一致。文中对该次地震的历史资料进行了考证,进一步核实了该次地震的参数。通过对该地区的野外地质调查,结合在隐伏区的浅层地震勘探与钻探验证等工作,探讨了1585年巢县南地震的构造背景,认为早、中更新世活动的严家桥-枫沙湖断裂可能是该次地震的发震构造。该研究成果有助于加深对中国东部中等和弱地震活动区发震构造背景的认识     

岩石圈下层塑性流动网带的剪切热效应

基于“网状塑性流动”大陆动力学模型和中国大陆大地热流的分布特征,文中针对网带黏性剪切热效应的平衡态,通过热力学能量方程的求解,导出网带温度异常方程等关系式,并通过与网带热流正异常的拟合分析,确定了相关的参数值。研究表明,塑性流动网带黏性剪切热的产生为温度的正异常提供了热源,并通过热传导扩展网带的影响范围,形成相应的热异常网带。作为对中东亚塑性流动网络系统平均状况的估计,网带的热异常宽度与地震带所显示的网带视宽度一致,约为65km;剪切网带的宽度为44km,约为网带热异常宽度的23;网带中线处的温度正异常约为210K,剪切网带边界处的温度正异常约为67K,至热异常带边缘处降低为零,其起伏形态与网带大地热流正异常“凸峰”相一致。文中为岩石圈下层塑性流动网络的存在及其对大地热流正异常分布的控制提供了理论依据     

淮南煤田煤层气成藏动力学系统的机制与地质模型研究

淮南煤田由次生生物成因和热成因气组成的混合型煤层气藏,受各种地质和水文地质条件的影响和控制。本文通过热流场和地温场、古构造应力场和原地应力场以及地下水动力场的系统分析,探讨了煤层气成藏动力学系统的形成机制,进而提出了相应的成藏地质模型。淮南煤田的煤层气藏虽然属向斜式(或盆心)聚气模型,但是,该模型强调,作为附加气源的次生生物气的补充,成藏动力学系统演化、构造样式和能量场的耦合关系,是混合型煤层气富集成藏的主因。