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龙门山断裂带假玄武玻璃特征及断层弱化机制的探讨

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地球物理学报 2018年第5期61卷 1698-1714页

作者：王焕李海兵张蕾孙知明司家亮裴军令自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室中国地质科学院地质力学研究所北京100081

与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻(WFSD-1、WFSD-2)岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详... 详细信息

与断层相关的假玄武玻璃被认为是地震化石,记录了地震发生过程和断裂机制的重要信息,对认识断层地震活动性具有重要意义.本文综合地表露头及汶川科钻(WFSD-1、WFSD-2)岩心研究,对映秀—北川断裂带南段彭灌杂岩中发育的假玄武玻璃进行详细的结构、构造及矿物成分分析.这些假玄武玻璃以断层脉和单个/网状贯入脉的形式产出,厚度由几毫米到数十厘米不等,与碎裂岩和超碎裂岩相伴生.显微结构观察发现假玄武玻璃中发育大量熔融特征构造,如港湾状熔蚀边、蜂窝状气孔构造、黏滞性流动构造以及针状、球粒状、羽状、纤维状、粒状等多种形态的微晶及微晶集合体,表明其为断层滑动摩擦熔融的产物,指示摩擦熔融润滑是断层滑动过程中最主要的弱化机制.同时热增压和机械润滑机制可能存在于断层滑动的不同阶段.此外,从野外和显微镜下都观察到假玄武玻璃脉具有浅灰、深灰、浅褐、棕褐色及黑色等不同的颜色,可能代表着不同程度的脱玻化作用,并且不同颜色有相互穿插交切关系,可能指示存在多期假玄武玻璃,也就是说,产生假玄武玻璃的大地震事件沿映秀—北川断裂带重复发生.最近的研究认为这些假玄武玻璃形成于晚三叠世时期地下~10—15km深度.结合须家河组地层中发育的厚层断层泥和角砾岩,~180—280m宽的映秀—北川断裂岩带是断裂长期活动演化的产物.作为龙门山地区最陡峭的地形边界,映秀—北川断裂带长期地震活动造成的地壳缩短加厚可能是龙门山快速隆升的主要原因.

关键词：龙门山假玄武玻璃弱化机制隆升汶川科钻

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赋存结构面粉砂质泥岩力学性能弱化机制研究

岩土工程学报 2020年第11期42卷 2015-2023页

作者：张淑坤王来贵陆璐王树达冯佃芝辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 枣庄学院城市与建筑工程学院山东枣庄277160 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

结构面对岩体物理力学性能具有弱化作用,直接影响岩石工程的稳定性。以煤矿巷道粉砂质泥岩为研究对象,通过针对不同倾角结构面岩样试件进行准静态单轴加载试验和单轴循环加卸载试验,并同步利用散斑系统采集试件受载变形全过程数字图像信... 详细信息

结构面对岩体物理力学性能具有弱化作用,直接影响岩石工程的稳定性。以煤矿巷道粉砂质泥岩为研究对象,通过针对不同倾角结构面岩样试件进行准静态单轴加载试验和单轴循环加卸载试验,并同步利用散斑系统采集试件受载变形全过程数字图像信息,分析不同倾角结构面弱化影响下的岩样力学性能变化规律以及应变场演化特征。研究表明:结构面对于粉砂质泥岩受力及变形弱化影响明显,越是趋近于60°倾角,这种弱化影响越显著;赋存45°和60°倾角试件因结构面充填介质的弱化影响,会使应力-应变曲线出现了独特的“双峰”现象;提出了结构面变形局部化长度比和岩样变形局部化长度比参数,量化确定了结构面及岩样本体变形对试件总变形的贡献程度;与准静态单轴加载试验相比,循环加卸载试验提高了试件结构面破坏的主导性,从而显著降低了试件峰值强度。

关键词：泥岩结构面弱化机制数字散斑系统

互联网知识共享平台信息过载效应与弱化机制——基于知乎的案例研究

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情报科学 2020年第1期38卷 24-29,41页

作者：张安淇李元旭上海对外经贸大学工商管理学院上海201620 复旦大学管理学院上海201100

【目的/意义】信息过载效应成为了制约互联网知识共享平台发展的一大阻碍,本研究致力于探索弱化信息过载的有效机制。【方法/过程】采用单案例纵向研究方法,选取知乎这一知识共享平台为研究对象,并基于其社区阶段和平台阶段的动态演变... 详细信息

【目的/意义】信息过载效应成为了制约互联网知识共享平台发展的一大阻碍,本研究致力于探索弱化信息过载的有效机制。【方法/过程】采用单案例纵向研究方法,选取知乎这一知识共享平台为研究对象,并基于其社区阶段和平台阶段的动态演变加以研究。【结果/结论】研究发现了互联网知识共享平台弱化信息过载效应的系统机制——高质信息“生成-选择-传播”机制,并基于知乎发展的不同阶段,发现了上述机制的动态演变性,丰富了信息过载弱化机制的系统视角,推进了知识共享相关研究在互联网情境下的发展,为互联网知识共享平台提供了切实可行的管理启示。

关键词：互联网知识共享信息过载弱化机制知乎

约束混凝土空腔承载性能弱化机制与强化设计研究

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约束混凝土空腔承载性能弱化机制与强化设计研究

作者：许英东山东大学

学位级别：硕士

随着煤炭开采深度的增加,高地应力、复杂地质构造以及巷道围岩松散破碎现象逐渐增加,工字钢+锚网喷或是U型钢+锚网喷的支护方式在面临该类巷道时往往显得力不从心,而约束混凝土支护方式正以其在支护强度、刚度及经济性等方面的优势,在... 详细信息

随着煤炭开采深度的增加,高地应力、复杂地质构造以及巷道围岩松散破碎现象逐渐增加,工字钢+锚网喷或是U型钢+锚网喷的支护方式在面临该类巷道时往往显得力不从心,而约束混凝土支护方式正以其在支护强度、刚度及经济性等方面的优势,在该类巷道中快速推广应用。然而由于地下工程的复杂性及该技术在实际工程中的应用时间较短,相应的施工技术未形成较好的统一,约束混凝土拱架施工质量不高,特别是现场灌注施工中,容易存在灌注不密实等问题,导致约束混凝土拱架难以达到设计强度,影响约束混凝土拱架力学性能的发挥,造成支护强度的不足,从而引发支护结构的破坏。在此背景下,通过室内试验、数值试验、现场试验相结合的方式开展以下研究。(1)开展了核心混凝土外加膨胀剂和早强剂系列试验研究,明确了约束混凝土添加不同量膨胀剂条件下钢管外表面应变特性及核心混凝土与钢管之间的粘结特性;得到了不同早强剂掺量条件下混凝土标准试块早期强度及约束混凝土构件强度随混凝土龄期变化规律。(2)开展了含空腔条件下约束混凝土构件轴压、纯弯及偏压数值与室内试验研究,得到了含空腔约束混凝土构件在不同荷载形式作用下的破坏特征及承载性能弱化机制,提出了强度允许折减率及构件截面空腔率等指标。(3)开展了含空腔约束混凝土构件强化设计方法研究,明确了各强化设计方法对构件的影响规律,得到了适用于不同截面尺寸的最优强化板设计方法。(4)设计了适用于约束混凝土拱架的强化设计方法与高效灌注方法。并在万福煤矿胶带机头硐室支护设计中进行了应用,取得了较好的应用效果。

关键词：含空腔约束混凝土混凝土外加剂弱化机制强化设计高效灌注方法

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产气具弱化坚硬顶板力学机制及损伤特征分析

岩石力学与工程学报 2023年第9期42卷 2224-2236页

作者：杜建左建平吴根水赵善坤中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)采矿岩石力学国际创新中心北京100083 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京100013

为研究新型压裂装置——产气具弱化坚硬顶板的力学机制及损伤特征,建立产气具多阶段弱化坚硬顶板的动力学模型,计算弱化过程中顶板的有效应力和损伤程度,得到顶板的形态特征和损伤特征演化。结果表明:在产气具燃烧阶段,高压气体预先扩... 详细信息

为研究新型压裂装置——产气具弱化坚硬顶板的力学机制及损伤特征,建立产气具多阶段弱化坚硬顶板的动力学模型,计算弱化过程中顶板的有效应力和损伤程度,得到顶板的形态特征和损伤特征演化。结果表明:在产气具燃烧阶段,高压气体预先扩展钻孔周围岩体的原生裂缝;在气压达到压敏材料强度后引发的爆轰阶段,由于冲击波、应力波和爆生气体的共同作用,造成顶板近场粉碎、中场破裂、远场震动。产气具压裂技术弱化后的顶板损伤特征区域,相较于爆破压裂技术,粉碎区半径减小约22%,破裂区半径增大约23%,损伤区半径增大约5%;相较于水力压裂技术,粉碎区半径增大约133%,破裂区半径和损伤区半径减小,但损伤均匀性显著提高。产气具适用于节理、裂缝发育较少的稳定顶板,可充分发挥高压气体的作用效果,其与压敏材料强度、原生裂缝长度均呈正相关,与岩体初始围压呈负相关。结合现场试验效果,验证了产气具弱化坚硬顶板的有效性和优越性。

关键词：采矿工程产气具坚硬顶板压裂技术弱化机制损伤特征

基于针入强度的不同含水率煤样强度弱化特征与微观机制

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煤炭科学技术 2023年第S01期51卷 40-49页

作者：张村马健起兰世勇芦佳乐刘金保陈见行中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

利用废弃矿井采空区作为储水空间对矿区的生态环境和经济发展起着重要作用,水浸作用下煤岩体强度直接影响地下储库的稳定性,有必要研究含水率影响下煤岩体的稳定性。针对关闭矿井大台矿井煤体各向异性强的特点,研究了低损测试针入强度... 详细信息

利用废弃矿井采空区作为储水空间对矿区的生态环境和经济发展起着重要作用,水浸作用下煤岩体强度直接影响地下储库的稳定性,有必要研究含水率影响下煤岩体的稳定性。针对关闭矿井大台矿井煤体各向异性强的特点,研究了低损测试针入强度与煤样抗压强度和抗拉强度的相关关系。在此基础上,研究了同一煤样不同含水率强度的变化规律,并借助CT扫描分析了水浸孔隙演化与强度弱化的内在机制。研究结果表明:不同含水率煤样单轴抗压强度(UCS)和巴西劈裂抗拉强度(BTS)与煤样针入强度(NPI)分别呈线性关系和负指数关系,煤样针入强度能够很好地匹配煤样单轴抗压强度和劈裂强度。因此,可以利用针入度指标评价煤样的强度,进而实现同一煤样不同含水率的低损循环测试,降低煤样各向异性对试验结果的影响,同时也为现场快速测试煤样强度提供有效手段。随着含水率的增加,煤样的针入强度呈指数式减小。由干燥到饱和,煤样针入强度降低幅度为86.55%。浸泡前后连通性孔和孤立孔的孔隙率分别上升了1.58%和0.97%,总体孔隙率上升2.55%,而矿物成分的体积占比下降了1.96%。煤样浸水过程中连通孔内部的黏土矿物成分遇水膨胀溶解导致煤样孔隙率变化。孔隙率(孤立孔和连通孔)的增加使得损伤裂隙沿着孔隙发育,更容易形成贯通裂隙,进而导致强度降低。此外,水充满连通节理使得裂隙强度大幅度降低,造成损伤裂隙更容易沿着弱面扩张,进一步降低煤样强度。

关键词：煤样含水率针入强度孔隙率弱化机制

水岩循环对变质砂岩微观结构损伤与宏观力学劣化影响机理研究

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工程地质学报 2024年第1期32卷 96-107页

作者：曹廷何刘王维顾峰中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都610072 西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756

为研究水岩循环过程中变质砂岩矿物成分及微观结构变化对宏观物理力学参数弱化的影响,通过水岩循环试验,对变质砂岩微观矿物成分、结构在水岩循环过程中的演化机制及其与宏观物理力学参数相互关系开展了研究。研究结果表明,岩石各项物... 详细信息

为研究水岩循环过程中变质砂岩矿物成分及微观结构变化对宏观物理力学参数弱化的影响,通过水岩循环试验,对变质砂岩微观矿物成分、结构在水岩循环过程中的演化机制及其与宏观物理力学参数相互关系开展了研究。研究结果表明,岩石各项物理力学指标随着水岩循环次数的增加而不断衰减,其衰减速率随循环次数增加而减缓。水岩循环后岩石抗压强度试验表明,应力-应变曲线中初始裂隙压密阶段随着循环次数的增加而出现并且变得明显,岩石试样破坏特征有随着循环次数的增加由剪切破坏向拉张破坏转变的趋势。结合XRD和SEM试验手段对矿物成分及微观孔隙平面面积的变化进行了统计,分析认为绿泥石、云母、斜长石等矿物的水化溶蚀作用以及微观孔隙的水化扩展,是造成岩石损伤的主要原因。因此,提出利用矿物成分劣化度D_(m)和微观结构劣化度D_(c)的概念来表达岩石水岩循环微观损伤量化指标,并建立了水岩循环作用下受矿物成分及微观结构影响下的岩石物理力学参数弱化的回归模型。该模型的提出能够为水岩循环下相关物理力学参数的选取提供参考。

关键词：水岩循环物理力学参数微观结构变化弱化机制岩石损伤特性

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微波作用下深部砂岩单轴抗压强度弱化机理

Journal of Central South University 2022年第2期29卷 611-623页

作者：杨本高高明忠谢晶刘军军王飞王明耀王轩温翔越杨钊颖 State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering College ofWater Resource&HydropowerSichuan UniversityChengdu 610065China Guangdong Provincial Key Laboratory of Deep Earth Sciences and Geothermal Energy Exploitation and Utilization Institute of Deep Earth Sciences and Green EnergyCollege of Civil and Transportation EngineeringShenzhen UniversityShenzhen 518060China

传统的机械破岩方法劳动强度大、效率低,制约了深部资源和深部空间的开发。而微波技术作为一种新型破岩手段有望破解此类难题。本文从宏观到细观综合运用力学测试、细观试验以及数值模拟等手段探讨了微波场内埋深1050 m砂岩试样的破坏... 详细信息

传统的机械破岩方法劳动强度大、效率低,制约了深部资源和深部空间的开发。而微波技术作为一种新型破岩手段有望破解此类难题。本文从宏观到细观综合运用力学测试、细观试验以及数值模拟等手段探讨了微波场内埋深1050 m砂岩试样的破坏特征、弱化规律及破裂机制。研究表明,微波作用下砂岩单轴抗压强度会大幅降低,当1000 W功率作用60 s时,强度折减幅度可达50%;结合单轴和细观试验发现,矿物不均匀膨胀导致砂岩内部热应力增大的同时,高温环境下部分矿物会同步发生熔融,从而使试样内部孔裂隙结构发生急剧改变然后体现为强度的大幅下降;微波场内试样的中下部温度较高,高应力区出现在试样底部并沿轴向扩展。本文研究结果将为类似岩石破碎工程提供破岩理论依据与技术支撑。

关键词：微波砂岩单轴抗压强度弱化机制

石英道芬双晶对晶格优选取向及变形机制的贡献和意义

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岩石矿物学杂志 2022年第6期41卷 1135-1146页

作者：占乐凡曹淑云中国地质大学(武汉)地球科学学院地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074

矿物是岩石圈最基本的物质组成,其变形行为、特性和物理/化学过程直接影响着大陆岩石圈的力学强度和流变学性质。石英是地壳主要的组成矿物之一,对其变形机理及制约因素的研究,是理解地壳流变学性质的关键。石英中的道芬双晶在晶体形态... 详细信息

矿物是岩石圈最基本的物质组成,其变形行为、特性和物理/化学过程直接影响着大陆岩石圈的力学强度和流变学性质。石英是地壳主要的组成矿物之一,对其变形机理及制约因素的研究,是理解地壳流变学性质的关键。石英中的道芬双晶在晶体形态上表现出沿c轴方向的6次对称,早期研究认为其只能形成于α-和β-石英的相变过程中,越来越多的研究发现,机械应力诱发的道芬双晶对温度和应力具有一定的依赖性。通过对高黎贡剪切带内变形石英的EBSD组构分析并结合前人的研究,发现石英道芬双晶对晶内塑性应变的分布及其不同滑移系的激活起着重要作用。α-石英晶体中菱面方向比方向具有更高柔度,即更适应变形。在外力作用下,石英道芬双晶通过菱面和上的弹性性质差异,即相比方向,在压缩方向(σ1)上代表晶面方向的极点更多地聚集在方向,形成一种较为少见的菱面晶格优选取向。由此可见,道芬双晶是石英塑性变形过程中的一种特殊的流变弱化机制,其不仅使得晶体发生可恢复的结构弱化,还通过动态重结晶作用和颗粒边界滑移机制来细化颗粒协调应变,对矿物晶体内的应变局部化过程具有重要的贡献。此外,道芬双晶还是潜在的应力计。

关键词：变形机制石英道芬双晶晶格优选取向弱化机制晶内变形 EBSD 高黎贡剪切带