2011年  19卷  第3期

论文
摘要(3388)
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摘要:
极端地质灾害与风险是本文提出的一个概念。在地球演进过程中,极端地质灾害被认为是小概率事件。但这并不意味这种小概率的自然灾害只发生在遥远的未来,也不能排除这种事件发生在我们现在或者未来不久几代人中间。2008年汶川8.0级强震,吞噬了数万人的生命,大量的建筑被损毁,就是这种极端自然灾害的典型实例。它再一次向人类发出警告,一旦产生,后果将非常可怕。因此作者呼吁工程地质学家们要注意并研究这种极端灾害与风险。科学地判识可引发极端地质灾害的自然营力级别,为灾害预测提供基础,是工程地质工作的基本目标之一。地圈动力过程的区域研究将对实现这一目标有所帮助。评价一个地方的潜在风险,灾害影响区域的估计方法非常重要,同时对破坏结果和破坏对象易损性相关关系的进一步分析,可以得到一个灾害风险性级别。风险管理的策略中,预警措施和警告要受到足够重视,而不仅仅是工程防护。在极端风险减灾中,公众意识和对灾害的预备程度也同样重要。一系列的减灾的战略措施可以相应地制定出来,这不同于普通的安全设计标准和非工程措施。随着社会和技术的进步,在不久的将来,人类减少和管理极端自然灾害的能力必将大大提高。 极端地质灾害与风险是本文提出的一个概念。在地球演进过程中,极端地质灾害被认为是小概率事件。但这并不意味这种小概率的自然灾害只发生在遥远的未来,也不能排除这种事件发生在我们现在或者未来不久几代人中间。2008年汶川8.0级强震,吞噬了数万人的生命,大量的建筑被损毁,就是这种极端自然灾害的典型实例。它再一次向人类发出警告,一旦产生,后果将非常可怕。因此作者呼吁工程地质学家们要注意并研究这种极端灾害与风险。科学地判识可引发极端地质灾害的自然营力级别,为灾害预测提供基础,是工程地质工作的基本目标之一。地圈动力过程的区域研究将对实现这一目标有所帮助。评价一个地方的潜在风险,灾害影响区域的估计方法非常重要,同时对破坏结果和破坏对象易损性相关关系的进一步分析,可以得到一个灾害风险性级别。风险管理的策略中,预警措施和警告要受到足够重视,而不仅仅是工程防护。在极端风险减灾中,公众意识和对灾害的预备程度也同样重要。一系列的减灾的战略措施可以相应地制定出来,这不同于普通的安全设计标准和非工程措施。随着社会和技术的进步,在不久的将来,人类减少和管理极端自然灾害的能力必将大大提高。
摘要:
海洋工程通常是一个细长的线。我们通常看到的仅仅是建筑物狭长的表面,而不分析支撑他们的大量水下材料。毋庸置疑,海底地基将承受来自于海洋的周期性和交替的静力以及变化的动力。外部和内部的海上工程均在复杂的环境中运行。固态颗粒(防波堤)可以吸入入射水流,并且通过颗粒之间的间距吸收海浪的能量。回流试图从固态颗粒中抽离物质,这样一个遵从太沙基原理的基于有效拉力和中性拉力之间的平衡建立起来。 在某些情况下,防护层的液化已经造成了防波堤崩溃(Sines,葡萄牙,1978年2月)。在其他情况下,虹吸作用或液化导致巨石(垂直的防波堤)毁坏或崩溃(新巴塞罗那港口,西班牙,2001年11月)。结合复合设计工具的地基-作用力结构相互作用的过程是一个复杂的分析,关于其研究刚刚开始。 本文介绍了最近发生在西班牙的、由于地基失效导致的海上工程内部损坏的两个例子(马拉加,2004年7月,巴塞罗那,2007年1月),分析了其成因。 海洋工程通常是一个细长的线。我们通常看到的仅仅是建筑物狭长的表面,而不分析支撑他们的大量水下材料。毋庸置疑,海底地基将承受来自于海洋的周期性和交替的静力以及变化的动力。外部和内部的海上工程均在复杂的环境中运行。固态颗粒(防波堤)可以吸入入射水流,并且通过颗粒之间的间距吸收海浪的能量。回流试图从固态颗粒中抽离物质,这样一个遵从太沙基原理的基于有效拉力和中性拉力之间的平衡建立起来。 在某些情况下,防护层的液化已经造成了防波堤崩溃(Sines,葡萄牙,1978年2月)。在其他情况下,虹吸作用或液化导致巨石(垂直的防波堤)毁坏或崩溃(新巴塞罗那港口,西班牙,2001年11月)。结合复合设计工具的地基-作用力结构相互作用的过程是一个复杂的分析,关于其研究刚刚开始。 本文介绍了最近发生在西班牙的、由于地基失效导致的海上工程内部损坏的两个例子(马拉加,2004年7月,巴塞罗那,2007年1月),分析了其成因。
岩(土)体工程地质研究
摘要:
本文简要介绍了岩体工程地质动力学的基本原理。文章认为岩体工程地质动力学的任务是揭示岩体与各类工程地质动力因素的作用规律,其主要研究内容包括:岩体物质和结构的动力学成因与特性,岩体赋存的地壳动力学环境,岩体的动力学行为与过程,以及岩体工程防灾原理等。岩体工程地质动力学的基本观点包括:岩体及其特性是地球动力学作用结果的动力成因观、岩体的工程行为是岩体与动力学环境相互作用结果的动力作用观,以及工程地质防灾的基本途径是调节岩体与环境的相互作用过程的过程调节观。文章在动力作用观的框架下,系统阐述了岩体的动力学成因与特性,岩体赋存的地壳动力学环境特征,岩体的基本力学行为,高地应力环境岩体特性与力学行为,岩体动力学响应,岩体中地下水的作用规律等。 本文简要介绍了岩体工程地质动力学的基本原理。文章认为岩体工程地质动力学的任务是揭示岩体与各类工程地质动力因素的作用规律,其主要研究内容包括:岩体物质和结构的动力学成因与特性,岩体赋存的地壳动力学环境,岩体的动力学行为与过程,以及岩体工程防灾原理等。岩体工程地质动力学的基本观点包括:岩体及其特性是地球动力学作用结果的动力成因观、岩体的工程行为是岩体与动力学环境相互作用结果的动力作用观,以及工程地质防灾的基本途径是调节岩体与环境的相互作用过程的过程调节观。文章在动力作用观的框架下,系统阐述了岩体的动力学成因与特性,岩体赋存的地壳动力学环境特征,岩体的基本力学行为,高地应力环境岩体特性与力学行为,岩体动力学响应,岩体中地下水的作用规律等。
摘要:
岩石的宏观断裂与其内部微结构和微缺陷紧密相关,建立岩石微观破裂机理和宏观断裂之间更直观的联系是当今断裂力学的难题之一。本文以金沙江上游泥盆系中统中段的绢云母千枚岩与硅质板状千枚岩为研究对象,利用扫描电镜与力学试验等多种测试手段,通过对2种千枚岩岩石断口的微观形貌特征的研究,揭示了千枚岩岩石微观破裂形式、破裂机理与其矿物组成之间的联系。指出绢云母千枚岩岩石以沿晶面擦花的微观破裂形式为主,是典型的微观脆性剪断,而硅质板状千枚岩岩石既有沿晶断裂的拉断破裂,又存在切晶擦花的剪切微破裂形式,是属于拉、剪破裂并存的微观破裂机制。进一步结合岩石断裂的力学特征,分析千枚岩微观破裂与宏观断裂之间的联系。结果显示:千枚岩岩石在外力作用下的断裂形式与其微观破裂形式是可对应的。这一结论为建立起岩石微观破坏机制和宏观断裂特征的桥梁提供了依据,具有一定的理论意义。 岩石的宏观断裂与其内部微结构和微缺陷紧密相关,建立岩石微观破裂机理和宏观断裂之间更直观的联系是当今断裂力学的难题之一。本文以金沙江上游泥盆系中统中段的绢云母千枚岩与硅质板状千枚岩为研究对象,利用扫描电镜与力学试验等多种测试手段,通过对2种千枚岩岩石断口的微观形貌特征的研究,揭示了千枚岩岩石微观破裂形式、破裂机理与其矿物组成之间的联系。指出绢云母千枚岩岩石以沿晶面擦花的微观破裂形式为主,是典型的微观脆性剪断,而硅质板状千枚岩岩石既有沿晶断裂的拉断破裂,又存在切晶擦花的剪切微破裂形式,是属于拉、剪破裂并存的微观破裂机制。进一步结合岩石断裂的力学特征,分析千枚岩微观破裂与宏观断裂之间的联系。结果显示:千枚岩岩石在外力作用下的断裂形式与其微观破裂形式是可对应的。这一结论为建立起岩石微观破坏机制和宏观断裂特征的桥梁提供了依据,具有一定的理论意义。
摘要:
小尺寸物理模型试验是岩土力学与岩土工程研究的重要手段。常规小比尺模型由于其自重产生的应力远低于原型,以及原型材料明显的非线性,因而不能再现原型的特性。解决这一问题的唯一途径是提高模型的自重,使之与原型等效。提高模型的自重应力水平、增大材料自重的最简便的方法就是用离心机。本文在总结回顾大量文献资料的基础上,根据离心模型试验技术的研究深度和应用范围,将我国土工离心模型试验技术的发展历史分为3个阶段,并分别阐述了各阶段土工离心模型试验技术在我国的应用类型及研究状况,介绍了试验设备、试验技术、数据采集等几个方面的发展历程。最后,总结指出了目前离心模型试验技术研究存在的问题,并对今后的研究和工作做了展望。 小尺寸物理模型试验是岩土力学与岩土工程研究的重要手段。常规小比尺模型由于其自重产生的应力远低于原型,以及原型材料明显的非线性,因而不能再现原型的特性。解决这一问题的唯一途径是提高模型的自重,使之与原型等效。提高模型的自重应力水平、增大材料自重的最简便的方法就是用离心机。本文在总结回顾大量文献资料的基础上,根据离心模型试验技术的研究深度和应用范围,将我国土工离心模型试验技术的发展历史分为3个阶段,并分别阐述了各阶段土工离心模型试验技术在我国的应用类型及研究状况,介绍了试验设备、试验技术、数据采集等几个方面的发展历程。最后,总结指出了目前离心模型试验技术研究存在的问题,并对今后的研究和工作做了展望。
摘要:
深部岩体中不同类型的结构面对地下水封洞库的稳定性和水封条件产生不同的影响效应,开展深部岩体中结构面类型识别与发育特征研究具有非常重要的意义。结合黄岛地下水封洞库工程,基于数字钻孔影像技术,从曲线的形状、宽度、颜色、交错关系以及曲线周围岩石岩性等方面分析了洞库区深部发育的4类结构面的钻孔影像特征,并以ZK8中120m~-60m 段为例进行了深部结构面类型识别和发育特征研究。结果表明:(1)洞库区各类结构面具有不同的钻孔影像特征,可以借此开展深部结构面发育特征的分类研究; (2)洞库区构造节理和变质分异面发育数量沿纵深方向呈现逐渐减小的特征,且变质分异面仅发育在30m高程以上区域,岩脉侵入节理主要发育于局部较小范围,对洞室群的影响视其发育位置而异。因此应注重对深部结构面发育特征的研究,为工程建设提供翔实可靠的依据。 深部岩体中不同类型的结构面对地下水封洞库的稳定性和水封条件产生不同的影响效应,开展深部岩体中结构面类型识别与发育特征研究具有非常重要的意义。结合黄岛地下水封洞库工程,基于数字钻孔影像技术,从曲线的形状、宽度、颜色、交错关系以及曲线周围岩石岩性等方面分析了洞库区深部发育的4类结构面的钻孔影像特征,并以ZK8中120m~-60m 段为例进行了深部结构面类型识别和发育特征研究。结果表明:(1)洞库区各类结构面具有不同的钻孔影像特征,可以借此开展深部结构面发育特征的分类研究; (2)洞库区构造节理和变质分异面发育数量沿纵深方向呈现逐渐减小的特征,且变质分异面仅发育在30m高程以上区域,岩脉侵入节理主要发育于局部较小范围,对洞室群的影响视其发育位置而异。因此应注重对深部结构面发育特征的研究,为工程建设提供翔实可靠的依据。
摘要:
本文采用逻辑信息法对某干旱区花岗岩体中的地下坑道渗水进行了研究。对影响地下坑道渗水的因素进行了分析,确定了可能与地下坑道渗水相关的11个影响因子,并根据场地地下坑道渗水特征,将渗水严重程度分成4个级别,建立了所研究场地地下坑道渗水预测评价的逻辑信息法模型,得到了不同影响因子的权重。从计算得到的影响因子的权重可以看出,围岩岩性、裂隙发育特征及地下坑道垂直正上方地表附近的地貌等因素对地下坑道渗水都有明显影响。并用所建立的模型对研究场地进行了分区评价。 本文采用逻辑信息法对某干旱区花岗岩体中的地下坑道渗水进行了研究。对影响地下坑道渗水的因素进行了分析,确定了可能与地下坑道渗水相关的11个影响因子,并根据场地地下坑道渗水特征,将渗水严重程度分成4个级别,建立了所研究场地地下坑道渗水预测评价的逻辑信息法模型,得到了不同影响因子的权重。从计算得到的影响因子的权重可以看出,围岩岩性、裂隙发育特征及地下坑道垂直正上方地表附近的地貌等因素对地下坑道渗水都有明显影响。并用所建立的模型对研究场地进行了分区评价。
摘要:
隧道综合地质预报是解决隧道施工期地质问题、降低施工风险的一项重要技术手段。鉴于目前综合预报多为简单的数量上的综合,为更加有效地利用综合预报技术,首先归纳地质分析辨识常见不良地质体的方法,通过地质分析法初步判定隧道掌子面前方可能存在的地质异常,并结合层次分析法的基本思路,将影响预报手段的指标量化,即赋予预报方法权重,建立二级综合评价指标体系,研究不同预报方法对特定工程地质条件的适用性,以选择几种最优预报方法。主要研究结论如下:利用地质分析法定性、层次分析法定量的方法优选预报手段,减少了综合超前地质预报中物探手段选择的随意性,并据此建立综合预报体系。最后将该体系应用于紫荆山隧道F2断层的预报中,成功预报了ZK221+960处地下暗河,避免了施工事故的发生,取得了一定的经济效益,证明了通过层次分析法来优化综合预报方法的可行性。 隧道综合地质预报是解决隧道施工期地质问题、降低施工风险的一项重要技术手段。鉴于目前综合预报多为简单的数量上的综合,为更加有效地利用综合预报技术,首先归纳地质分析辨识常见不良地质体的方法,通过地质分析法初步判定隧道掌子面前方可能存在的地质异常,并结合层次分析法的基本思路,将影响预报手段的指标量化,即赋予预报方法权重,建立二级综合评价指标体系,研究不同预报方法对特定工程地质条件的适用性,以选择几种最优预报方法。主要研究结论如下:利用地质分析法定性、层次分析法定量的方法优选预报手段,减少了综合超前地质预报中物探手段选择的随意性,并据此建立综合预报体系。最后将该体系应用于紫荆山隧道F2断层的预报中,成功预报了ZK221+960处地下暗河,避免了施工事故的发生,取得了一定的经济效益,证明了通过层次分析法来优化综合预报方法的可行性。
斜坡稳定性与地质灾害研究
摘要:
根据应力波传播原理分析了水平层状岩体边坡中应力波传播特征,建立了应力波在该类边坡中传播的模型。利用离散元软件UDEC分析了不同频率垂向压缩应力波作用下边坡动力响应规律中的结构面效应。结果表明:边坡中的水平层面对坡顶的动力响应有明显影响。低频应力波作用下,水平层状岩体边坡坡顶的垂向峰值速度较均质坡体相同部位的峰值速度的增加值随坡高增加而增大。较高频率应力波作用时,边坡顶部靠近坡面的垂向峰值速度高于无结构面边坡相同部位的峰值速度,远离坡面时情况相反; 坡顶垂向峰值速度大小呈周期性变化,输入应力波频率越大该变化频次越高。研究结果将有助于进一步揭示各种不同岩体结构类型边坡在动力荷载作用下损伤机理及破坏模式。 根据应力波传播原理分析了水平层状岩体边坡中应力波传播特征,建立了应力波在该类边坡中传播的模型。利用离散元软件UDEC分析了不同频率垂向压缩应力波作用下边坡动力响应规律中的结构面效应。结果表明:边坡中的水平层面对坡顶的动力响应有明显影响。低频应力波作用下,水平层状岩体边坡坡顶的垂向峰值速度较均质坡体相同部位的峰值速度的增加值随坡高增加而增大。较高频率应力波作用时,边坡顶部靠近坡面的垂向峰值速度高于无结构面边坡相同部位的峰值速度,远离坡面时情况相反; 坡顶垂向峰值速度大小呈周期性变化,输入应力波频率越大该变化频次越高。研究结果将有助于进一步揭示各种不同岩体结构类型边坡在动力荷载作用下损伤机理及破坏模式。
摘要:
以作用形式较为简单的双排悬臂抗滑桩(未带连梁)为模型并基于结构力学位移法得出的双排桩滑坡推力传递分配计算公式为基础,结合推力较大的红石包滑坡作为工程实例,分别分析了双排桩静排距,前后排桩的截面尺寸和桩间土弹性模量对推力传递分配的影响,得出了以下结论:(1)当增大后排桩的刚度或减小前排桩的刚度时,桩土相互挤压作用越小, A2/A1随之减小,反之A2/A1增大。(2)增大排距b时,A1减小,A2在b=3~10m时逐渐减小,但是变化幅度不大; 在b=10~21m时,不断增大。(3)当增大桩间土弹性模量时,A2增大。(4)随着前排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐增大; 随着后排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐减小。 以作用形式较为简单的双排悬臂抗滑桩(未带连梁)为模型并基于结构力学位移法得出的双排桩滑坡推力传递分配计算公式为基础,结合推力较大的红石包滑坡作为工程实例,分别分析了双排桩静排距,前后排桩的截面尺寸和桩间土弹性模量对推力传递分配的影响,得出了以下结论:(1)当增大后排桩的刚度或减小前排桩的刚度时,桩土相互挤压作用越小, A2/A1随之减小,反之A2/A1增大。(2)增大排距b时,A1减小,A2在b=3~10m时逐渐减小,但是变化幅度不大; 在b=10~21m时,不断增大。(3)当增大桩间土弹性模量时,A2增大。(4)随着前排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐增大; 随着后排桩截面高度的增大,A1、A2逐渐减小。
摘要:
为确保盾构始发与到达的顺利进行,避免施工过程中发生端头土体失稳,引发地表沉陷、塌方等工程事故,基于土体强度与稳定性的基本理论,作者就如何确定端头土体纵向加固范围和建立砂土复合地层端头滑动模型进行了研究。在具体分析了现有端头加固理论模型的优缺点后,提出一种基于强度理论的荷载等效模型和基于稳定性理论的砂性土端头滑动模型。该端头加固理论模型,与已有的计算模型相比,更真实地反映了端头土体的受力状况,因而与工程实际情况更为接近,且具有地层适应性。同时,为了检验新强度理论模型的合理性,分别对新旧模型进行实例比算,并对2种模型的主要影响因素进行了敏感性分析。研究结果表明:当盾构隧道直径较小时,已有模型和新提出模型的计算结果误差较小,计算结果较为接近; 随着盾构隧道直径的不断增大,已有模型的荷载简化会引起较大的计算结果误差,如将其结果应用于工程,可能会引发较严重的工程事故; 对于大直径盾构,特别是盾构隧道直径大于10m时,建议采用本文提出的改进理论模型进行端头加固设计和验算,由此得出的加固范围更加符合工程实际情况,对工程有很强的指导意义。同时基于强度理论提出的荷载等效模型为非对称荷载问题的研究提出了一种新的研究方法和求解思路,对今后类似问题的求解具有较好的借鉴意义。 为确保盾构始发与到达的顺利进行,避免施工过程中发生端头土体失稳,引发地表沉陷、塌方等工程事故,基于土体强度与稳定性的基本理论,作者就如何确定端头土体纵向加固范围和建立砂土复合地层端头滑动模型进行了研究。在具体分析了现有端头加固理论模型的优缺点后,提出一种基于强度理论的荷载等效模型和基于稳定性理论的砂性土端头滑动模型。该端头加固理论模型,与已有的计算模型相比,更真实地反映了端头土体的受力状况,因而与工程实际情况更为接近,且具有地层适应性。同时,为了检验新强度理论模型的合理性,分别对新旧模型进行实例比算,并对2种模型的主要影响因素进行了敏感性分析。研究结果表明:当盾构隧道直径较小时,已有模型和新提出模型的计算结果误差较小,计算结果较为接近; 随着盾构隧道直径的不断增大,已有模型的荷载简化会引起较大的计算结果误差,如将其结果应用于工程,可能会引发较严重的工程事故; 对于大直径盾构,特别是盾构隧道直径大于10m时,建议采用本文提出的改进理论模型进行端头加固设计和验算,由此得出的加固范围更加符合工程实际情况,对工程有很强的指导意义。同时基于强度理论提出的荷载等效模型为非对称荷载问题的研究提出了一种新的研究方法和求解思路,对今后类似问题的求解具有较好的借鉴意义。
摘要:
2010年5月20日,受连续降雨影响,福建省永泰县城峰镇旗山小区后山发现有滑坡地质灾害隐患,后山中下部产生多条35~80m长拉裂缝,坡脚崩塌不断,潜在滑坡规模约8104m3,存在继续下滑的危险,情况十分危急,威胁坡脚居民2565人的生命和约5.38亿元财产。本文在对灾害现场进行详细地质调查的基础上,结合现场测绘、监测等手段,对该滑坡体的基本特征进行了较深入的调查研究,对滑坡发生及成灾原因进行了初步分析。结果表明,滑坡区地形条件及岩土体特征是滑坡发生的基本条件,连续降雨的饱水加载作用以及雨水沿节理裂隙结构面的下渗软化作用是诱发滑坡发生的直接原因。同时,根据滑坡险情特征,提出了应处置建议及应急卸载措施。最后,根据监测结果信息化指导应急卸载工作,确保了施工安全及受灾群众的生命财产安全。本次成功排险,对指导福建海沿地区地质灾害应急处置工作提供了科学依据。 2010年5月20日,受连续降雨影响,福建省永泰县城峰镇旗山小区后山发现有滑坡地质灾害隐患,后山中下部产生多条35~80m长拉裂缝,坡脚崩塌不断,潜在滑坡规模约8104m3,存在继续下滑的危险,情况十分危急,威胁坡脚居民2565人的生命和约5.38亿元财产。本文在对灾害现场进行详细地质调查的基础上,结合现场测绘、监测等手段,对该滑坡体的基本特征进行了较深入的调查研究,对滑坡发生及成灾原因进行了初步分析。结果表明,滑坡区地形条件及岩土体特征是滑坡发生的基本条件,连续降雨的饱水加载作用以及雨水沿节理裂隙结构面的下渗软化作用是诱发滑坡发生的直接原因。同时,根据滑坡险情特征,提出了应处置建议及应急卸载措施。最后,根据监测结果信息化指导应急卸载工作,确保了施工安全及受灾群众的生命财产安全。本次成功排险,对指导福建海沿地区地质灾害应急处置工作提供了科学依据。
摘要:
泥石流是磨西河流域地质环境演化的一个重要地表过程,研究该流域内泥石流的地貌发育及演化特征可为磨西河流域第四纪以来地质环境的演变提供重要信息。通过对流域51条泥石流沟地貌形态的统计分析发现,磨西河流域内泥石流的分布在空间上表现出明显的不均性,流域内泥石流沟的数量与对应的主沟长度、主沟纵比降及流域面积之间存在着明显的分形现象,具有较高的自相似性。结果表明,泥石流沟谷形态的非线性演化特征及现象是对磨西河流域冰川环境和地质构造环境响应的直接结果,主要体现在现代冰川对流域的强烈侵蚀和贡嘎山隆升而导致流域的强烈下切。研究结果可为流域内泥石流灾害的形成机理、防灾减灾及流域环境演化提供理论依据。 泥石流是磨西河流域地质环境演化的一个重要地表过程,研究该流域内泥石流的地貌发育及演化特征可为磨西河流域第四纪以来地质环境的演变提供重要信息。通过对流域51条泥石流沟地貌形态的统计分析发现,磨西河流域内泥石流的分布在空间上表现出明显的不均性,流域内泥石流沟的数量与对应的主沟长度、主沟纵比降及流域面积之间存在着明显的分形现象,具有较高的自相似性。结果表明,泥石流沟谷形态的非线性演化特征及现象是对磨西河流域冰川环境和地质构造环境响应的直接结果,主要体现在现代冰川对流域的强烈侵蚀和贡嘎山隆升而导致流域的强烈下切。研究结果可为流域内泥石流灾害的形成机理、防灾减灾及流域环境演化提供理论依据。
摘要:
在现场调查和统计的基础上,分析了青川县东河口地震型崩塌体200余块块石沿转折型沟谷的分布特征和各不同体积组块石的分布特征。提出块石拦截率概念,并据此从数量和体积2个角度定量分析了沟谷拐弯段对块石的拦截效果。分析认为:转折型沟谷在控制块石的运移方面具有积极作用; 相比小体积块石,沟谷拐弯段对大体积块石具有更好的拦截效果; 从数量上来看,沟谷内靠近崩塌堆积体后壁的拐弯拦截块石相对较少。本文的分析思路及方法为认识和研究转折型构筑物及其拐弯在控制崩塌体运移等方面提供参考,所得结论为人类防治崩塌灾害等方面提供借鉴。 在现场调查和统计的基础上,分析了青川县东河口地震型崩塌体200余块块石沿转折型沟谷的分布特征和各不同体积组块石的分布特征。提出块石拦截率概念,并据此从数量和体积2个角度定量分析了沟谷拐弯段对块石的拦截效果。分析认为:转折型沟谷在控制块石的运移方面具有积极作用; 相比小体积块石,沟谷拐弯段对大体积块石具有更好的拦截效果; 从数量上来看,沟谷内靠近崩塌堆积体后壁的拐弯拦截块石相对较少。本文的分析思路及方法为认识和研究转折型构筑物及其拐弯在控制崩塌体运移等方面提供参考,所得结论为人类防治崩塌灾害等方面提供借鉴。
摘要:
区域地质灾害易发性评价是地质灾害早期预警的基础。为了探索秦岭山区区域地质灾害易发性评价方法,文中在陕西凤县1 :5万地质灾害详细调查和数据库建设的基础上,详细分析了地质灾害的发育分布规律及影响因素,利用GIS技术结合信息量模型方法完成了凤县地质灾害的易发性评价区划。结果显示:凤县地质灾害分布主要与河流侵蚀、植被覆盖率及人类工程活动相关。根据评价结果将凤县地质灾害易发性划分为4个等级,其中,地质灾害高易发区面积190.3km2,占全县总面积的6.0%; 中易发区面积642.0km2,占20.1%; 低易发区面积1314.5km2,占41.2%; 基本安全区面积1040.1km2,占32.6%。评价结果可为凤县土地利用规划和地质灾害防治规划提供依据,并可为秦岭山区城镇地质灾害易发性评价提供思路和方法。 区域地质灾害易发性评价是地质灾害早期预警的基础。为了探索秦岭山区区域地质灾害易发性评价方法,文中在陕西凤县1 :5万地质灾害详细调查和数据库建设的基础上,详细分析了地质灾害的发育分布规律及影响因素,利用GIS技术结合信息量模型方法完成了凤县地质灾害的易发性评价区划。结果显示:凤县地质灾害分布主要与河流侵蚀、植被覆盖率及人类工程活动相关。根据评价结果将凤县地质灾害易发性划分为4个等级,其中,地质灾害高易发区面积190.3km2,占全县总面积的6.0%; 中易发区面积642.0km2,占20.1%; 低易发区面积1314.5km2,占41.2%; 基本安全区面积1040.1km2,占32.6%。评价结果可为凤县土地利用规划和地质灾害防治规划提供依据,并可为秦岭山区城镇地质灾害易发性评价提供思路和方法。
摘要:
危岩体是影响人类生命财产安全与工程活动的自然地质灾害之一。对危岩体的勘察、稳定性评价与防治是地质灾害防治的研究难题。受危岩体复杂地质特征影响,南门湾危岩体由20余个危岩块体组成,其防治设计存在一定工程风险。本文通过分析岩体裂隙系统发育状况,在W6危岩单体稳定性研究的基础上,建立了赤平投影法评价危岩体稳定性的判断标准与南门湾危岩体的稳定性分区,提出了对应的防治措施建议。本文的稳定性研究具有一定的理论意义,对该危岩体的防治工程具有指导意义。 危岩体是影响人类生命财产安全与工程活动的自然地质灾害之一。对危岩体的勘察、稳定性评价与防治是地质灾害防治的研究难题。受危岩体复杂地质特征影响,南门湾危岩体由20余个危岩块体组成,其防治设计存在一定工程风险。本文通过分析岩体裂隙系统发育状况,在W6危岩单体稳定性研究的基础上,建立了赤平投影法评价危岩体稳定性的判断标准与南门湾危岩体的稳定性分区,提出了对应的防治措施建议。本文的稳定性研究具有一定的理论意义,对该危岩体的防治工程具有指导意义。
摘要:
文家沟滑坡是汶川地震诱发的巨型高速远程岩质滑坡,其运移特征尚不明确。在现场调查的基础上,结合遥感解译,进一步深入研究其运移特征。分析得出,滑体自滑源区差异性启动,途经斜坡区铲刮坡表岩土体,随后以滑行、飞行等方式进入沟谷区,沿沟铲刮两岸坡体继续下行,与岸坡发生了5次明显的冲撞,逐步解体碎屑化,于第3次冲撞后开始大规模减速堆积,最终于沟口区停积。结果表明,地形是滑体运移堆积的主控因素,滑体的解体碎屑化和冲撞山体时的爬高、抛摔、越顶现象以及冲击气浪的形成等是高速行程的具体表现,碰撞是导致全程解体碎屑化的主要途径。 文家沟滑坡是汶川地震诱发的巨型高速远程岩质滑坡,其运移特征尚不明确。在现场调查的基础上,结合遥感解译,进一步深入研究其运移特征。分析得出,滑体自滑源区差异性启动,途经斜坡区铲刮坡表岩土体,随后以滑行、飞行等方式进入沟谷区,沿沟铲刮两岸坡体继续下行,与岸坡发生了5次明显的冲撞,逐步解体碎屑化,于第3次冲撞后开始大规模减速堆积,最终于沟口区停积。结果表明,地形是滑体运移堆积的主控因素,滑体的解体碎屑化和冲撞山体时的爬高、抛摔、越顶现象以及冲击气浪的形成等是高速行程的具体表现,碰撞是导致全程解体碎屑化的主要途径。
重大工程实践
摘要:
观音岩水电站位于金沙江上游,坝型初拟混凝土重力坝和心墙堆石坝组合坝。坝址区分布有侏罗系中蛇店组(J2s)地层,岩性主要为钙质铁质胶结的砾岩、石英砂岩,其中砾石成分以泥晶灰岩和生物灰岩为主。在地下水作用下砾岩钙质溶蚀形成规模较大的囊状空腔或孔洞,砂岩则表现为钙质胶结物流失溶蚀呈砂土状或砂糖状,对坝基稳定性造成了一定的影响。本文在对观音岩水电站坝址区右岸地质条件和水文地质条件分析的基础上,采用地下水动力模拟、可溶成分统计、取样室内溶蚀试验等方法对岩体溶蚀发育机理进行了分析。结果表明:岩体溶蚀作用主要受岩性、构造控制; 由于局部地下水流循环快,流速较大,顺节理裂隙的走向方向溶质作用强烈; 钙质胶结的砾岩、含砾砂岩中,钙质砾石碎屑含量占30% ~50%; 新鲜岩石易受溶蚀且溶蚀速度较快。研究成果为进一步对大坝抗滑、变形及渗透稳定性的影响评价奠定了基础,同时为水库蓄水后地下水对岩体溶蚀作用的研究提供了背景。 观音岩水电站位于金沙江上游,坝型初拟混凝土重力坝和心墙堆石坝组合坝。坝址区分布有侏罗系中蛇店组(J2s)地层,岩性主要为钙质铁质胶结的砾岩、石英砂岩,其中砾石成分以泥晶灰岩和生物灰岩为主。在地下水作用下砾岩钙质溶蚀形成规模较大的囊状空腔或孔洞,砂岩则表现为钙质胶结物流失溶蚀呈砂土状或砂糖状,对坝基稳定性造成了一定的影响。本文在对观音岩水电站坝址区右岸地质条件和水文地质条件分析的基础上,采用地下水动力模拟、可溶成分统计、取样室内溶蚀试验等方法对岩体溶蚀发育机理进行了分析。结果表明:岩体溶蚀作用主要受岩性、构造控制; 由于局部地下水流循环快,流速较大,顺节理裂隙的走向方向溶质作用强烈; 钙质胶结的砾岩、含砾砂岩中,钙质砾石碎屑含量占30% ~50%; 新鲜岩石易受溶蚀且溶蚀速度较快。研究成果为进一步对大坝抗滑、变形及渗透稳定性的影响评价奠定了基础,同时为水库蓄水后地下水对岩体溶蚀作用的研究提供了背景。
摘要:
雅泸高速公路青杠咀特大桥泸沽岸桥台与岗子上隧道进口衔接段位于大渡河右岸上部冰积扇上,由于瀑布沟水电站的蓄水将使岸坡前缘约1/4部分没于水下。对整个岸坡影响较大的岩土体主要是由上-中更新统冰积、冰水沉积层组成的冰水堆积物,这类岩土体在水的作用下,其物理力学性质和强度将会发生显著变化,弱化工程性状,从而影响岸坡的稳定性及桥台布置。可以预见,对岸坡起主要影响作用的外部条件就是水的作用,库岸再造将是影响岸坡稳定性的控制性因素。本文以岗子上隧道进口岸坡为研究对象,通过对岸坡工程地质条件、岩土体结构及物理力学特性、岸坡影响因素的分析,深入研究了瀑布沟电站水库蓄水后引起的库岸再造对岸坡稳定性的影响。并采用卡丘金法、两段法(多段法)、极限平衡分析法对库岸再造影响宽度进行预测。3种方法的预测结果表明:瀑布沟电站蓄水后该段岸坡各个不同部位均会产生不同程度的塌岸破坏。根据该库岸岸坡的结构特点和3种方法的适用条件,提出对库岸岸坡不同梯段需要采用不同的预测方法综合预测,即对于水下岸坡可按两段法预测,而对于水上岸坡可综合考虑卡丘金法和极限平衡法的计算结果。对于类似库岸岸坡的稳定性分析具有一定的指导意义。 雅泸高速公路青杠咀特大桥泸沽岸桥台与岗子上隧道进口衔接段位于大渡河右岸上部冰积扇上,由于瀑布沟水电站的蓄水将使岸坡前缘约1/4部分没于水下。对整个岸坡影响较大的岩土体主要是由上-中更新统冰积、冰水沉积层组成的冰水堆积物,这类岩土体在水的作用下,其物理力学性质和强度将会发生显著变化,弱化工程性状,从而影响岸坡的稳定性及桥台布置。可以预见,对岸坡起主要影响作用的外部条件就是水的作用,库岸再造将是影响岸坡稳定性的控制性因素。本文以岗子上隧道进口岸坡为研究对象,通过对岸坡工程地质条件、岩土体结构及物理力学特性、岸坡影响因素的分析,深入研究了瀑布沟电站水库蓄水后引起的库岸再造对岸坡稳定性的影响。并采用卡丘金法、两段法(多段法)、极限平衡分析法对库岸再造影响宽度进行预测。3种方法的预测结果表明:瀑布沟电站蓄水后该段岸坡各个不同部位均会产生不同程度的塌岸破坏。根据该库岸岸坡的结构特点和3种方法的适用条件,提出对库岸岸坡不同梯段需要采用不同的预测方法综合预测,即对于水下岸坡可按两段法预测,而对于水上岸坡可综合考虑卡丘金法和极限平衡法的计算结果。对于类似库岸岸坡的稳定性分析具有一定的指导意义。
摘要:
为指导施工,提高施工的安全性和经济性,对西周岭隧道进行了钻孔水压致裂法地应力测量。测试结果表明:西周岭隧道深埋段地应力场以水平应力为主,在测试深度内最大水平主应力值为10.57~19.39MPa,具中等偏高应力水平; 最大水平主应力方向为近N33W,与隧道走向的夹角较小,即地应力对隧道围岩稳定性较为有利。基于地应力实测结果,本文采用Hoek判据、Turchaninov判据、Russenes判据和工程岩体分级标准等4种判别方法进行岩爆预测,并分析了发生岩爆的临界深度,认为西周岭隧道深埋段有发生轻微-中等岩爆的可能,发生岩爆的临界埋深厚度约为397m。因此,在施工过程中应采取合理的开挖方式及防岩爆安全措施,防止岩爆灾害的发生。 为指导施工,提高施工的安全性和经济性,对西周岭隧道进行了钻孔水压致裂法地应力测量。测试结果表明:西周岭隧道深埋段地应力场以水平应力为主,在测试深度内最大水平主应力值为10.57~19.39MPa,具中等偏高应力水平; 最大水平主应力方向为近N33W,与隧道走向的夹角较小,即地应力对隧道围岩稳定性较为有利。基于地应力实测结果,本文采用Hoek判据、Turchaninov判据、Russenes判据和工程岩体分级标准等4种判别方法进行岩爆预测,并分析了发生岩爆的临界深度,认为西周岭隧道深埋段有发生轻微-中等岩爆的可能,发生岩爆的临界埋深厚度约为397m。因此,在施工过程中应采取合理的开挖方式及防岩爆安全措施,防止岩爆灾害的发生。
摘要:
在地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下,城市地面沉降分布愈加复杂。以天津塘沽地区为例,考虑到土体在固结沉降中的平衡条件、弹性本构条件、变形协调条件和水流连续条件,以比奥固结理论为基础,建立了高层建筑荷载和地下水开采叠加作用下三维地面沉降模型,采用有限元方法进行了数值计算。结果表明,高层建筑物的附加荷载作用在其建成后的3~4a内将产生可观的地面沉降量; 抽水和高层建筑荷载叠加作用下的地面沉降存在耦合效应,叠加作用下的地面沉降值小于可比条件下单独抽水和单独荷载作用下地面沉降值之和。 在地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下,城市地面沉降分布愈加复杂。以天津塘沽地区为例,考虑到土体在固结沉降中的平衡条件、弹性本构条件、变形协调条件和水流连续条件,以比奥固结理论为基础,建立了高层建筑荷载和地下水开采叠加作用下三维地面沉降模型,采用有限元方法进行了数值计算。结果表明,高层建筑物的附加荷载作用在其建成后的3~4a内将产生可观的地面沉降量; 抽水和高层建筑荷载叠加作用下的地面沉降存在耦合效应,叠加作用下的地面沉降值小于可比条件下单独抽水和单独荷载作用下地面沉降值之和。
摘要:
渤海湾西海岸带地区的路堤多为填方型式,且以滨海盐渍土为主要填料。以滨海盐渍土填筑路堤,须解决土的盐胀、溶陷和吸湿软化带来的强度下降和稳定性降低问题,以进行土的改性或固化处理。为降低工程费用,固化材料应以常规的无机材料为主,辅助少量的高分子材料。为研究滨海盐渍土填筑路堤的力学性能,完成了石灰固化土和石灰+SH固土剂固化土的无侧限抗压强度、劈裂法抗拉强度、三轴抗剪强度和加州承载比等室内试验,同期还进行了固化土的现场碾压试验,检测了碾压固化土的压实度、平整度、回弹弯沉、加州承载比和回弹模量等指标。试验与研究结果显示:(1)石灰固化土和石灰+SH固土剂固化土均满足填筑路堤的强度和变形指标要求,后者的力学性能优于前者; (2)SH固土剂干燥后的胶膜包裹了土颗粒,且在颗粒间形成了抗水的胶结联结,胶丝在土的孔隙内形成了絮状联结网。胶膜和胶丝网共同作用,提高了固化土的强度、抗变形能力和水稳性; (3)2种固化土的现场碾压试验效果都很好,碾压固化土的现场测试结果与固化土的室内试验结果相一致。石灰+SH固土剂固化土的碾压性能和力学指标均满足公路路基设计规范的要求,效果良好,这种固化方法适宜在滨海盐渍土地区推广使用。 渤海湾西海岸带地区的路堤多为填方型式,且以滨海盐渍土为主要填料。以滨海盐渍土填筑路堤,须解决土的盐胀、溶陷和吸湿软化带来的强度下降和稳定性降低问题,以进行土的改性或固化处理。为降低工程费用,固化材料应以常规的无机材料为主,辅助少量的高分子材料。为研究滨海盐渍土填筑路堤的力学性能,完成了石灰固化土和石灰+SH固土剂固化土的无侧限抗压强度、劈裂法抗拉强度、三轴抗剪强度和加州承载比等室内试验,同期还进行了固化土的现场碾压试验,检测了碾压固化土的压实度、平整度、回弹弯沉、加州承载比和回弹模量等指标。试验与研究结果显示:(1)石灰固化土和石灰+SH固土剂固化土均满足填筑路堤的强度和变形指标要求,后者的力学性能优于前者; (2)SH固土剂干燥后的胶膜包裹了土颗粒,且在颗粒间形成了抗水的胶结联结,胶丝在土的孔隙内形成了絮状联结网。胶膜和胶丝网共同作用,提高了固化土的强度、抗变形能力和水稳性; (3)2种固化土的现场碾压试验效果都很好,碾压固化土的现场测试结果与固化土的室内试验结果相一致。石灰+SH固土剂固化土的碾压性能和力学指标均满足公路路基设计规范的要求,效果良好,这种固化方法适宜在滨海盐渍土地区推广使用。