岩土工程韧性防控理论与关键技术研究
2023-05-13
中国矿业大学资源与地球科学学院周昌等人在复杂地质体韧性防控理论与关键技术方面取得新进展。系列成果发表于《工程地质》(Engineering Geology)等。提升岩土工程抵御自然灾害或人为因素引发严重灾害并最大限度保持其功能,以及灾后尽快恢复其功能的韧性性能,是岩土工程未来支撑城镇、流域、海洋可持续发展的基石。研究团队开发了多种韧性锚固结构(伞型锚杆、抗剪切大变形韧性锚杆等),系统研究了韧性锚固结构锚固机理,建立了其力学模型;提出了注浆裂隙岩体韧性评价方法,进而揭示了层状岩体-韧性锚固结构体系协同演化规律。研究成果在滑坡防治工程、巷道加固、突水溃砂等领域中开展了初步应用研究。
岩土工程韧性防控原理与关键技术(图片来源于中国矿业大学网站)
夏威夷新生地幔柱头与地幔柱尾相互作用过程论证
中国科学院海洋研究所孙卫东团队与美国伊利诺伊大学香槟分校刘丽军教授团队合作,通过地球化学和地球动力学模拟,论证了古老的夏威夷地幔柱尾在800万年前开始受到新生地幔柱头影响。相关成果发表于《创新》(The Innovation)。夏威夷-帝王海山链是固体地球科学的经典研究对象。越来越多的研究发现,作为地幔柱假说发源地的夏威夷-帝王岛链并不符合地幔柱假说。模拟显示,开始时地幔柱头比较弱,受地幔柱尾的吸引向地幔柱尾靠拢。随着新生的地幔柱头不断发展,其喷发量逐渐起到主导作用,吸引地幔柱尾向东南移动近280千米,形成夏威夷地幔柱拐弯;同时,夏威夷岛链的喷发速率大幅度升高,形成巨大的夏威夷岛。
烃源岩幕式排烃研究
中国石油大学(华东)地球科学与技术学院陈勇教授团队开展了富有机质页岩中纤维状方解石脉体异步生长情况研究。相关成果发表于《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)。页岩油气是指以吸附或游离态赋存于烃源岩内的自源性烃类聚集,是一种重要的战略性接替资源,已经成为当前全球关注的热点,一直是石油地质学研究的核心问题。文章以渤海湾盆地东营凹陷富有机质纹层状烃源岩中背生式顺层纤维状方解石脉体为研究对象,明确了这类脉体的形成经历了与流体超压压裂过程相关的两个独立的裂缝开启-愈合阶段,证明了不对称生长的脉体是对烃源岩幕式排烃过程的直接记录,并基于此构建了幕式排烃模式。
矿物促进的有机碳埋藏导致了大气的氧化
中国科学院地质与地球物理研究所赵明宇副研究员与英国学者合作,开发了一个新的包含碳、氧、磷、硫、铁等循环的全球生物地球化学模型。相关成果发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)。多年来,科学家们一直知道矿物颗粒可以与死亡藻类和植物等有机物结合,使它们不易受到微生物的攻击,并保护它们不受腐烂过程的影响。然而,铁氧化物促进的有机碳埋藏对大气氧演化的影响目前还缺乏理论模型和数据支持。文章统计了页岩中铁氧化物含量在地质历史时期演化的数据,进一步证明了铁氧化物促进的有机碳埋藏在大气氧演化过程中的作用,并对地球大气层是如何变富氧的提供了新的认知和理解。