温度作用下花岗岩力学性质实验研究

对实时高温作用下(常温～850℃)和高温作用冷却后(常温～1300℃)花岗岩试件单轴受压破坏全过程进行了试验研究,得到了实时高温作用下花岗岩的全应力-应变曲线、高温作用冷却后岩石破坏全过程的力学特征和声发射特征。试验结果表明:实时高温作用下,花岗岩强度等力学性质连续劣化;高温作用冷却后,花岗岩在200℃～600℃的温度区间内出现了一个随温度升高强度不降反增的异常现象,在850℃之后,岩样强度降低,呈现出较明显的塑性特征,花岗岩结构发生脆塑性转变的相变行为;岩样承受900℃以上高温作用后,声发射信号强度降低,持续时间增长,尤其在峰值强度之后,残余塑性变形释放出较密集的声发射信号。随着岩样所受温度的升高,出现突发密集声发射信号的时间点延迟。     

测定某种花岗岩静摩擦系数的试验

为了揭示深部岩体块系构造的特性,以深部岩体的典型岩石-花岗岩为研究对象,利用自行研制的深部岩体动态特性多功能试验系统,对粗糙度为6的细粒花岗岩的单、双面静摩擦进行了试验研究.单面最大静摩擦力试验测量了4种不同工况,双面最大静摩擦力试验测量了2种工况,获得了该花岗岩的静摩擦系数为0.572.通过试验研究,发现了花岗岩块体间静摩擦的规律和特性,当位移响应变粗时,表明试件间的摩擦达到最大值.把测量试块单、双面最大静摩擦力作为基本的测量方法和技术,为下一步深部岩体的动态特性的试验研究奠定了基础.     

全长黏结岩石抗浮锚杆承载性能现场试验

抗浮锚杆具有地层适应能力强、锚固力高、造价低、工期短等优点,具有广阔的工程应用前景.开展了4组13根岩石抗浮锚杆的极限抗拔承载试验,在1根试验锚杆上安装光纤光栅应变传感器进行应力测试,所有试验锚杆均加载至极限破坏状态,从荷载-锚固体顶面位移曲线、锚筋轴力分布、锚筋剪应力分布规律及界面黏结强度等方面进行了分析.结果表明,抗浮锚杆主要出现锚筋-锚固体界面剪切滑移破坏、锚固体-周围岩体界面剪切滑移破坏及锚筋拔断3种破坏形态.试验条件下,黏结长度为2.0 m的抗浮锚杆其极限抗拔承载力为240 kN,黏结长度不小于3.0 m的抗浮锚杆其极限抗拔承载力不低于320 kN,承载力高、变形小,能够满足抗浮要求.锚筋轴力自上而下逐渐衰减,锚筋在距锚固体顶面3.0 m以下范围内不受力,建议中风化花岗岩中抗浮锚杆的黏结长度设计值取3.5～4.0 m.锚筋剪应力沿深度呈先增大后减小的趋势,在距锚固体顶面0.45 m的位置达到峰值,约为2.7 MPa.锚筋-锚固体界面平均黏结强度为1.14～1.36 MPa,锚固体-岩土体界面平均黏结强度为0.28～0.37 MPa.     

高温高压下岩石水力压裂实验新型封隔技术

为解决高温高压下水力压裂实验的封孔难题,采用理论分析、数值模拟和物理实验的方法,设计了基于楔形金属对扣结构的水力压裂实验新型密封件,模拟分析了注水作用下的封隔效果,最后采用该密封技术成功开展了大尺寸岩样在高温高压下的水力压裂实验.结果表明:高温、高压和高注水压力均是该密封构件强化密封的有利条件;增加注水压力可实现密封件越压越紧;采用该密封技术成功实现了大尺寸花岗岩试样高温三轴应力下的水力压裂,验证了新型封隔技术的密封效果,同时掌握了高温高压下岩石水力压裂的多次开裂特征.     

硅酸盐岩风化碳汇与我国热带季风区花岗岩流域碳循环*

为探讨岩石风化碳汇在环境变化过程中的作用,阐明硅酸盐岩风化作为地质时间尺度净碳汇在全球碳循环过程中的重要意义。综述了岩石化学风化与环境变化之间的关系,总结了岩石风化领域的研究进展,重点论述了有关玄武岩和花岗岩地区碳汇速率的研究成果。结果表明,学者对玄武岩流域的研究开展较早,涉及玄武岩台地、火山岛屿及大陆边缘火山带等代表区域,但由于其在陆壳硅酸盐岩面积比例较低,当综合评价全球硅酸盐岩的碳汇能力时,花岗岩地区更具代表性。有关花岗岩地区的研究集中在北美洲和欧洲地区,学者对亚洲季风区,尤其是热带季风地区关注较少。事实上,热带地区花岗岩风化速率为10.05~44.3 t·km~(-2)·y~(-1),平均碳汇能力达5.25×10~5mol·km~(-2)·y~(-1),与国内外已有成果相比,中国热带季风区花岗岩正经历快速风化和较高的CO_2吸收通量,加上区域内特殊的河流碳输送规律,该区域在全球碳循环研究中意义重大。然而,目前中国花岗岩流域碳循环研究主要在温带及亚热带地区展开,无疑,对于中国热带季风区花岗岩流域碳循环的研究应是学者未来关注的重点。     

苏埃通道滚刀破岩物理模型试验花岗岩球状风化相似材料研究

针对汕头市苏埃通道工程,拟在盾构及掘进国家重点实验室的盾构施工模态试验系统上,通过滚刀破岩物理模型试验,指导该工程盾构穿越花岗岩球状风化区过程中的掘进施工。确定地质力学模型的相关参数之后,在查阅大量参考文献的基础上,提出采用42.5号普通硅酸盐水泥、中砂及重晶石粉作为相似材料模拟现场的花岗岩球状风化。将单轴抗压强度、密度、弹性模量及泊松比等物理力学参数作为控制标准进行比选,通过正交试验,最终得到苏埃通道工程花岗岩球状风化的相似材料的配合比,为今后物理模型试验的展开奠定了坚实的基础。     

香港全风化花岗岩的固结特性

对采自香港地区全风化花岗岩原状土样进行了固结试验研究,结果表明：其先期固结压力及超固结比明显偏大,且先期固结压力在深度上表现出异常现象;在固结压力持续增加的条件下,3种土的压缩系数和固结系数逐步减小,开始减小速率比较大,之后趋于平缓,呈近似负指数关系,但压缩系数的变化幅度比固结系数大;全风化花岗岩由于风化所产生的特殊的物理、化学及矿物成分变化和所具有的结构强度是造成其固结特性的主要原因．     

石人山花岗岩石质旅游资源的形成过程与保护对策

分析了石人山石质旅游资源的特点及形成过程,认为中生代以来的抬升形成山体的构造格架,之后的外动力作用塑了山岭本的验奇,俊美和各种各样的巧石,提出了石人山石质旅游资源的保护对策,并呼吁开展科学旅游工作,满足大众的需求。     

华北地台东部花岗岩容矿型金矿床的时空演化

华北地台东部分布有众多的花岗岩型金矿床,按照岩体与矿化的时间关系可分为同侵入岩型及后侵入岩型两类。前者主要分布在冀、辽接壤地区,成岩与成矿时代相近,为中侏罗世;后者主要分布在辽宁及山东等地,成矿比成岩要晚20－120Ma以上,成岩时代主要为侏罗纪,成矿时代为白垩纪。NWW向SEE方向金矿化时代变新,可能显示出中生代太平洋板块使华北地台活化的作用向东迁移并对金矿床形成了控制作用,同时在华北地台北缘从南向北矿化变新也显示出西伯利亚板块在中生代时期对华北地台造成的影响。     

江西武功山中生代变质核杂岩的花岗岩类Nd-Sr同位素研究

采自江西中生代伸展构造区武功山变质核杂岩的 7组花岗岩类的Nd -Sr同位素组成表明 ,它们具有两组ISr值 :加里东期山庄花岗闪长质岩体ISr=0 .70 6 6 1;中生代武功山区花岗岩类ISr =0 .70 981～ 0 .716 96 ,平均 0 .71381.七组样品都表现为低的εNd 值 :- 13.7到 - 10 .5,平均- 12 .0 .Nd模式年龄古老 :1835～ 2 12 8Ma .在εNd-t图上 ,所有数据均落在江西中部中元古代变质沉积岩的Sm -Nd演化区内 ,远离球粒陨石地幔演化线 .结合岩石化学上的高钾、过铝以及岩体含有硅线石矿物等特征 ,认为武功山变质核杂岩的花岗岩类是由与元古代变质沉积岩相似的大陆地壳岩石通过部分熔融而形成的 .