2012年  20卷  第6期

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地质灾害与边坡稳定性
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对于高速运动的涉水滑坡,水阻力是影响其运动速度大小的重要因素。论文设计了包括运动装置、传感装置、速度控制装置和传动装置的块体水下运动阻力的实验系统,分别进行了6块面积不同的块体分别以5种不同速度在水下运动实验,水下运动速度选取5个水平值,分别为0.5ms-1、0.8ms-1、1.0ms-1、1.5ms-1、1.8ms-1; 通过实验分析了压强水头增量与运动速度之间的相关关系,导出了水下运动块体迎水面的压强水头计算模型和迎水面阻力计算模型; 以曲线滑动型涉水滑坡为模型,分析了涉水滑坡水上部分和涉水部分受力模式; 基于滑坡动力学和运动学方程,结合条分方法,提出了曲线滑动型涉水滑坡运动速度的计算模型; 以2007年6月15日发生的清江北岸的大堰塘滑坡为例,分考虑迎水面水阻力和不考虑迎水面水阻力2种情况,分别计算了滑坡的运动速度,定量分析了水阻力对滑坡速度的影响。 对于高速运动的涉水滑坡,水阻力是影响其运动速度大小的重要因素。论文设计了包括运动装置、传感装置、速度控制装置和传动装置的块体水下运动阻力的实验系统,分别进行了6块面积不同的块体分别以5种不同速度在水下运动实验,水下运动速度选取5个水平值,分别为0.5ms-1、0.8ms-1、1.0ms-1、1.5ms-1、1.8ms-1; 通过实验分析了压强水头增量与运动速度之间的相关关系,导出了水下运动块体迎水面的压强水头计算模型和迎水面阻力计算模型; 以曲线滑动型涉水滑坡为模型,分析了涉水滑坡水上部分和涉水部分受力模式; 基于滑坡动力学和运动学方程,结合条分方法,提出了曲线滑动型涉水滑坡运动速度的计算模型; 以2007年6月15日发生的清江北岸的大堰塘滑坡为例,分考虑迎水面水阻力和不考虑迎水面水阻力2种情况,分别计算了滑坡的运动速度,定量分析了水阻力对滑坡速度的影响。
摘要:
基于地质灾害涌浪计算公式和局部水头损失理论,建立了地质灾害涌浪公式计算体系。该算法充分考虑了不同滑坡崩塌造成的涌浪效应、不同区域涌浪衰减的差异性和自然河道的沿程水头损失与局部水头损失问题; 大量采用地形参数进行计算,客观性强。以龚家方崩滑体产生涌浪为例进行了计算,其计算结果与实际调查值相关性非常高。结果显示:龚家方崩滑体产生最大涌浪高度为33.45m,急剧衰减区内平均100m下降4m、平缓衰减区内平均100m下降0.11m和在峡谷区向宽谷区传播时有扩大衰减效应的规律。 基于地质灾害涌浪计算公式和局部水头损失理论,建立了地质灾害涌浪公式计算体系。该算法充分考虑了不同滑坡崩塌造成的涌浪效应、不同区域涌浪衰减的差异性和自然河道的沿程水头损失与局部水头损失问题; 大量采用地形参数进行计算,客观性强。以龚家方崩滑体产生涌浪为例进行了计算,其计算结果与实际调查值相关性非常高。结果显示:龚家方崩滑体产生最大涌浪高度为33.45m,急剧衰减区内平均100m下降4m、平缓衰减区内平均100m下降0.11m和在峡谷区向宽谷区传播时有扩大衰减效应的规律。
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辐射条分法较其他条分法在条分划分上存在一定优势,但目前仅适用于圆弧滑动面型式,且在安全系数计算方法上也不如其他条分法全面。本文提出一种适用于任意形状滑动面的辐射条分划分模式,以辐射土条为单元对其进行受力分析,并根据以往研究成果将条间剪切力考虑为2种方向类型,然后建立严格的力和力矩平衡方程式,进而推导出一般条间力假设条件下的安全系数计算公式。当使用Sarma法和M-P法条间力假设条件时研究其在辐射条分法中的适用性;为拓宽M-P法在辐射条分法下的使用范围,通过分析辐射条分与竖直条分条间力的关系,基于M-P法条间力关系,提出2种新的条间力假设条件。在特定滑动面(包括圆弧和任意曲线)和不同条分数时对各方法的可行性进行研究,并经过算例对比分析,可知:(1)当条间剪切力方向为方向一时,Sarma法和3种M-P法条间力假设条件都能较好地应用于边坡稳定性辐射条分法; (2)2种基于M-P法下的新的条间力假设条件较传统M-P法条间力假设条件对计算结果的收敛性进行了改进; (3)任意曲线滑动面较圆弧滑动面在辐射条分法中更具有适用性。 辐射条分法较其他条分法在条分划分上存在一定优势,但目前仅适用于圆弧滑动面型式,且在安全系数计算方法上也不如其他条分法全面。本文提出一种适用于任意形状滑动面的辐射条分划分模式,以辐射土条为单元对其进行受力分析,并根据以往研究成果将条间剪切力考虑为2种方向类型,然后建立严格的力和力矩平衡方程式,进而推导出一般条间力假设条件下的安全系数计算公式。当使用Sarma法和M-P法条间力假设条件时研究其在辐射条分法中的适用性;为拓宽M-P法在辐射条分法下的使用范围,通过分析辐射条分与竖直条分条间力的关系,基于M-P法条间力关系,提出2种新的条间力假设条件。在特定滑动面(包括圆弧和任意曲线)和不同条分数时对各方法的可行性进行研究,并经过算例对比分析,可知:(1)当条间剪切力方向为方向一时,Sarma法和3种M-P法条间力假设条件都能较好地应用于边坡稳定性辐射条分法; (2)2种基于M-P法下的新的条间力假设条件较传统M-P法条间力假设条件对计算结果的收敛性进行了改进; (3)任意曲线滑动面较圆弧滑动面在辐射条分法中更具有适用性。
摘要:
为快速评价运营期高速公路堆积体边坡稳定性并采取科学的预防性养护对策,在现场调查湖南省多条高速公路堆积体边坡的基础上,考虑评价模型的科学性与公路边坡养护的可操作性,总结现有国内外堆积体边坡研究成果,并根据堆积体边坡的特点选择合理的边坡稳定性指标,建立堆积体边坡稳定性分析的模糊层次分析模型。层次模型由2级5类17项评价指标组成,包括: (1)堆积体结构特征(基岩岩性、接触面特性、碎石含量、堆积体土厚度、堆积体胶结程度); (2)边坡断面特征(坡度、坡高、坡向与岩层产状的关系); (3)水力特征(排水系统、降雨量、地下水); (4)工程防护及绿化(防护结构、加固结构、植被覆盖率); (5)其他因素(边坡破坏历史、地震烈度、开挖方法)。此模型基于模糊数学理论及层次分析方法,通过AHP方法(层次分析法)确定指标权重,然后结合Fuzzy方法(模糊数学方法)计算相对隶属度向量,通过模糊综合评判对堆积体边坡的稳定性进行分析,确定边坡稳定性分级。最后通过工程实例验证了该模型的正确性。结果表明,应用该模型可以使堆积体边坡稳定性评价更全面,更科学合理,更符合公路边坡工程实际。该方法简便可行,结论可靠,具有一定的优越性,可为高速公路边坡养护决策提供有益参考。 为快速评价运营期高速公路堆积体边坡稳定性并采取科学的预防性养护对策,在现场调查湖南省多条高速公路堆积体边坡的基础上,考虑评价模型的科学性与公路边坡养护的可操作性,总结现有国内外堆积体边坡研究成果,并根据堆积体边坡的特点选择合理的边坡稳定性指标,建立堆积体边坡稳定性分析的模糊层次分析模型。层次模型由2级5类17项评价指标组成,包括: (1)堆积体结构特征(基岩岩性、接触面特性、碎石含量、堆积体土厚度、堆积体胶结程度); (2)边坡断面特征(坡度、坡高、坡向与岩层产状的关系); (3)水力特征(排水系统、降雨量、地下水); (4)工程防护及绿化(防护结构、加固结构、植被覆盖率); (5)其他因素(边坡破坏历史、地震烈度、开挖方法)。此模型基于模糊数学理论及层次分析方法,通过AHP方法(层次分析法)确定指标权重,然后结合Fuzzy方法(模糊数学方法)计算相对隶属度向量,通过模糊综合评判对堆积体边坡的稳定性进行分析,确定边坡稳定性分级。最后通过工程实例验证了该模型的正确性。结果表明,应用该模型可以使堆积体边坡稳定性评价更全面,更科学合理,更符合公路边坡工程实际。该方法简便可行,结论可靠,具有一定的优越性,可为高速公路边坡养护决策提供有益参考。
摘要:
膨胀土的干湿循环性状在膨胀土边坡的稳定性分析中占有重要地位。结合膨胀土边坡的现场含水率观测数据和南宁地区大气影响深度的计算结果,确定了室内试验的干湿循环幅度并进行了膨胀土强度干湿循环室内试验,对干湿循环引起膨胀土强度指标衰减的变化规律进行了初步探讨; 在此基础上,结合干湿循环效应对膨胀土边坡进行了稳定性分析。研究结果表明:(1)膨胀土的黏聚力随干湿循环次数递增而减小,第1~2次循环时黏聚力衰减程度最强,但经历2~3次循环后,黏聚力衰减程度减弱,最终趋向稳定; 干湿循环次数引起内摩擦角的波动变化极小,基本保持一恒定值。(2)干湿循环的强度稳定值与稳定时所需循环次数均随含水率变化幅度的增加而减小。(3)由于干湿循环效应,膨胀土的粒间联结产生了不可逆的损伤,致使土体微结构劣化、抗剪强度降低。(4)随着干湿循环次数的增加,边坡稳定性降低,安全系数递减; 结合当地大气影响深度对膨胀土边坡进行干湿循环分层的稳定性分析方法更符合工程实际,可为相关边坡设计和防护的计算参数选取提供参考。 膨胀土的干湿循环性状在膨胀土边坡的稳定性分析中占有重要地位。结合膨胀土边坡的现场含水率观测数据和南宁地区大气影响深度的计算结果,确定了室内试验的干湿循环幅度并进行了膨胀土强度干湿循环室内试验,对干湿循环引起膨胀土强度指标衰减的变化规律进行了初步探讨; 在此基础上,结合干湿循环效应对膨胀土边坡进行了稳定性分析。研究结果表明:(1)膨胀土的黏聚力随干湿循环次数递增而减小,第1~2次循环时黏聚力衰减程度最强,但经历2~3次循环后,黏聚力衰减程度减弱,最终趋向稳定; 干湿循环次数引起内摩擦角的波动变化极小,基本保持一恒定值。(2)干湿循环的强度稳定值与稳定时所需循环次数均随含水率变化幅度的增加而减小。(3)由于干湿循环效应,膨胀土的粒间联结产生了不可逆的损伤,致使土体微结构劣化、抗剪强度降低。(4)随着干湿循环次数的增加,边坡稳定性降低,安全系数递减; 结合当地大气影响深度对膨胀土边坡进行干湿循环分层的稳定性分析方法更符合工程实际,可为相关边坡设计和防护的计算参数选取提供参考。
摘要:
台湾九份二山滑坡体积约4107m3,是1999年集集地震所诱发的大型滑坡之一。该滑坡造成了巨大的生命财产损失,引起了众多研究者的关注,但由于地质地貌条件等多因素的影响,对该滑坡的研究特别是有关滑行机制问题等还有许多争议。本文作者基于颗粒体离散元素法,对九份二山滑坡的传送与堆积过程进行了仿真模拟,并由此分析探讨了滑坡的崩滑机制。模拟分析结果表明:滑坡体滑动时的摩擦系数为0.05,其最快速度可达50ms-1; 由于受地貌地形的影响,滑坡体滑行距离并不长,最大为1148m。滑坡过程模拟同时显示:该滑坡由于受滑坡前缘和滑坡面的几何形状影响,滑坡的崩滑机制并非单一的剪出破坏或拱曲作用,而是在滑坡体西南部区域以拱曲作用为主,在滑坡块体的东北部以剪出作用为主,并非二维模拟结果所显示的那样仅仅是拱曲破坏机制。本实例研究表明在分析大型山崩滑坡的崩滑机制时,除了要考虑崩塌物的特性及构造特征外,还需要考虑滑坡体周边的地形地貌特征和滑动面的几何特征。 台湾九份二山滑坡体积约4107m3,是1999年集集地震所诱发的大型滑坡之一。该滑坡造成了巨大的生命财产损失,引起了众多研究者的关注,但由于地质地貌条件等多因素的影响,对该滑坡的研究特别是有关滑行机制问题等还有许多争议。本文作者基于颗粒体离散元素法,对九份二山滑坡的传送与堆积过程进行了仿真模拟,并由此分析探讨了滑坡的崩滑机制。模拟分析结果表明:滑坡体滑动时的摩擦系数为0.05,其最快速度可达50ms-1; 由于受地貌地形的影响,滑坡体滑行距离并不长,最大为1148m。滑坡过程模拟同时显示:该滑坡由于受滑坡前缘和滑坡面的几何形状影响,滑坡的崩滑机制并非单一的剪出破坏或拱曲作用,而是在滑坡体西南部区域以拱曲作用为主,在滑坡块体的东北部以剪出作用为主,并非二维模拟结果所显示的那样仅仅是拱曲破坏机制。本实例研究表明在分析大型山崩滑坡的崩滑机制时,除了要考虑崩塌物的特性及构造特征外,还需要考虑滑坡体周边的地形地貌特征和滑动面的几何特征。
摘要:
唐古栋滑坡和雨日堆积体位于四川省雅江县境内的雅砻江流域,正在规划设计的雅砻江楞古水电站中坝址下游1.5km处,对大坝的安全构成潜在危险。本文以局部构造为线索,从雨日堆积特征分析入手,建立其与唐古栋滑坡在成因演化过程中的内在联系,通过对雨日堆积体的深入解剖,了解了唐古栋滑坡的形成过程,建立了该段河谷岸坡总体地质演化过程以及阶段性特征:唐古栋滑坡、雨日堆积体作为同一局部构造中的不同个体,其形成演化过程中存在必然的联系,代表不同演化阶段特征性产物。 唐古栋滑坡和雨日堆积体位于四川省雅江县境内的雅砻江流域,正在规划设计的雅砻江楞古水电站中坝址下游1.5km处,对大坝的安全构成潜在危险。本文以局部构造为线索,从雨日堆积特征分析入手,建立其与唐古栋滑坡在成因演化过程中的内在联系,通过对雨日堆积体的深入解剖,了解了唐古栋滑坡的形成过程,建立了该段河谷岸坡总体地质演化过程以及阶段性特征:唐古栋滑坡、雨日堆积体作为同一局部构造中的不同个体,其形成演化过程中存在必然的联系,代表不同演化阶段特征性产物。
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雅鲁藏布江米林段紧邻印度板块与欧亚板块碰撞带,地势复杂,构造运动强烈,地震活动频繁,因此泥石流分布广泛。本文经过遥感与野外实际调查,以研究区的34条泥石流沟为样本进行分析,利用GIS与RS软件对研究区内的泥石流流域高差、物源量等基本参数进行数据采集与分析,确定相关因子后,利用Mat lab软件进行泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与其相关因子的回归分析,发现泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与流域高差、物源量之间具有明显的指数相关的关系,从而建立泥石流危险范围的预测模型。该模型在吸纳前人模型的基础上,采用较少的因子就能够判别研究区泥石流的危险性范围,缩短了判断泥石流危险性范围的时间,更加有利于快速防灾避险。 雅鲁藏布江米林段紧邻印度板块与欧亚板块碰撞带,地势复杂,构造运动强烈,地震活动频繁,因此泥石流分布广泛。本文经过遥感与野外实际调查,以研究区的34条泥石流沟为样本进行分析,利用GIS与RS软件对研究区内的泥石流流域高差、物源量等基本参数进行数据采集与分析,确定相关因子后,利用Mat lab软件进行泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与其相关因子的回归分析,发现泥石流最大冲出长度、最大冲出宽度与流域高差、物源量之间具有明显的指数相关的关系,从而建立泥石流危险范围的预测模型。该模型在吸纳前人模型的基础上,采用较少的因子就能够判别研究区泥石流的危险性范围,缩短了判断泥石流危险性范围的时间,更加有利于快速防灾避险。
摘要:
地裂缝是由内、外营力以及人类活动等因素的作用引致发生的一种地面破坏现象。在这种不良的地质条件下,必然会对场地的地震响应带来一定程度的影响。针对地裂缝场地地震效应研究和工程评价的不足,采用有限元法研究了地震荷载作用下,地裂缝对场地地震动效应的影响问题。分析得出了地裂缝对场地地表水平峰值加速度及反应谱的影响特征和影响范围,为地裂缝场地工程结构的抗震设防和地裂缝灾害避让提供了新的参考。 地裂缝是由内、外营力以及人类活动等因素的作用引致发生的一种地面破坏现象。在这种不良的地质条件下,必然会对场地的地震响应带来一定程度的影响。针对地裂缝场地地震效应研究和工程评价的不足,采用有限元法研究了地震荷载作用下,地裂缝对场地地震动效应的影响问题。分析得出了地裂缝对场地地表水平峰值加速度及反应谱的影响特征和影响范围,为地裂缝场地工程结构的抗震设防和地裂缝灾害避让提供了新的参考。
摘要:
针对综放回采工作面老顶来压时易发生冒顶冲击地压事故,某矿1305综放工作面采用波兰矿山研究总院研制的新一代SOS高精度微震监测系统,对工作面自开切眼回采开始进行全程时时连续监测。统计分析微地震事件、事件发生频率及事件总能量的周期性变化,从而推断出老顶断裂的周期性。再经过理论计算验证系统的准确性。结果表明:工作面的周期来压与矿震事件能量的周期变化存在相对应的关系; 强烈微震活动发生前有一段弱震活动时期,为强震的发生积蓄了更多的能量; 周期来压时释放的总能量在某一特定水平波动,但波动的变化不稳定性增强。该结论对工作面安全回采及预防矿震冲击地压的发生具有一定的现实指导意义。 针对综放回采工作面老顶来压时易发生冒顶冲击地压事故,某矿1305综放工作面采用波兰矿山研究总院研制的新一代SOS高精度微震监测系统,对工作面自开切眼回采开始进行全程时时连续监测。统计分析微地震事件、事件发生频率及事件总能量的周期性变化,从而推断出老顶断裂的周期性。再经过理论计算验证系统的准确性。结果表明:工作面的周期来压与矿震事件能量的周期变化存在相对应的关系; 强烈微震活动发生前有一段弱震活动时期,为强震的发生积蓄了更多的能量; 周期来压时释放的总能量在某一特定水平波动,但波动的变化不稳定性增强。该结论对工作面安全回采及预防矿震冲击地压的发生具有一定的现实指导意义。
摘要:
在干旱半干旱冲积平原区,采用地下截潜工程自流引用较丰富的地下水资源的措施在技术上是可行的,但这种方案实例极少,且地下截潜工程的设置极易引起浸没灾害和生态环境恶化等问题。以郏县截潜自流引水工程的规划为例,从环境负效应出发,探讨该方案的合理性。在地下水资源勘察评价成果的基础上,采用三维数值模拟方法对研究区枯水期不同长度截潜工程的浸没范围作了预测,并在综合分析该区水文地质条件的基础上,采用类比法对汛期浸没范围也作了预测,基于影响因素分析法对水质污染作了初步评价,采用解析法对堤防地基渗透变形作了预测评价。结果表明:该方案所导致的环境负效应严重,在本区不宜采用截潜自流引水方案,并提出了新的开发水资源的合理方案和避免环境负效应的有效对策。 在干旱半干旱冲积平原区,采用地下截潜工程自流引用较丰富的地下水资源的措施在技术上是可行的,但这种方案实例极少,且地下截潜工程的设置极易引起浸没灾害和生态环境恶化等问题。以郏县截潜自流引水工程的规划为例,从环境负效应出发,探讨该方案的合理性。在地下水资源勘察评价成果的基础上,采用三维数值模拟方法对研究区枯水期不同长度截潜工程的浸没范围作了预测,并在综合分析该区水文地质条件的基础上,采用类比法对汛期浸没范围也作了预测,基于影响因素分析法对水质污染作了初步评价,采用解析法对堤防地基渗透变形作了预测评价。结果表明:该方案所导致的环境负效应严重,在本区不宜采用截潜自流引水方案,并提出了新的开发水资源的合理方案和避免环境负效应的有效对策。
岩土体工程地质
摘要:
文章利用高分辨率激光粒度仪MS2000对我国典型地区5种沉积类型滑坡的滑带(面)土和滑坡细粒堆积物的粒度多组分分布特征进行了系统、深入研究,总结了不同沉积类型滑坡滑带(面)土与滑坡堆积物的粒度多组分分布特征及差异性,其对于认识滑坡的成因机制具有重要的理论和实践意义。研究认为:(1)不同沉积类型的滑坡滑带(面)土和滑坡堆积物的粒度一般含有4个组分,其分别为风成的细、中、粗粒组分和水成的悬浮组分; (2)不同地区不同沉积类型的滑坡其滑带(面)土粒度与滑坡堆积物的粒度多组分具有不同的分布特征; (3)同一地区滑坡的滑带(面)土与滑坡堆积物的粒度多组分分布特征有较大差异,主要受控于滑坡本身的形成演化过程。 文章利用高分辨率激光粒度仪MS2000对我国典型地区5种沉积类型滑坡的滑带(面)土和滑坡细粒堆积物的粒度多组分分布特征进行了系统、深入研究,总结了不同沉积类型滑坡滑带(面)土与滑坡堆积物的粒度多组分分布特征及差异性,其对于认识滑坡的成因机制具有重要的理论和实践意义。研究认为:(1)不同沉积类型的滑坡滑带(面)土和滑坡堆积物的粒度一般含有4个组分,其分别为风成的细、中、粗粒组分和水成的悬浮组分; (2)不同地区不同沉积类型的滑坡其滑带(面)土粒度与滑坡堆积物的粒度多组分具有不同的分布特征; (3)同一地区滑坡的滑带(面)土与滑坡堆积物的粒度多组分分布特征有较大差异,主要受控于滑坡本身的形成演化过程。
摘要:
马桑哨隧道通过地段岩溶发育、水流量大、断层破碎带多,地质条件十分复杂。施工过程中采用了包括TSP203、地质雷达、地面调查、地质素描和超前水平钻孔多种方法相互印证、相互补充的综合地质预报技术。以马桑哨隧道超前地质预报为例,通过开挖后揭示的信息与预报结果对照,表明了综合超前地质预报的准确性。对类似工程的超前地质预报工作具有一定的指导和借鉴意义。 马桑哨隧道通过地段岩溶发育、水流量大、断层破碎带多,地质条件十分复杂。施工过程中采用了包括TSP203、地质雷达、地面调查、地质素描和超前水平钻孔多种方法相互印证、相互补充的综合地质预报技术。以马桑哨隧道超前地质预报为例,通过开挖后揭示的信息与预报结果对照,表明了综合超前地质预报的准确性。对类似工程的超前地质预报工作具有一定的指导和借鉴意义。
摘要:
岩石变形和破坏可以看作能量耗散和释放的过程,基于巴东县城西壤坡库岸巴东组岩石压缩实验数据,利用岩石能量学分析理论,分析了巴东组岩石能量的耗散规律,并探讨了巴东组岩石的破坏模式和库岸斜坡失稳机制。结果表明:(1)压缩试验得到了4类破坏模式,其中楔形剪-张破坏模式的平均能耗最大、沿弱面剪切破坏的能耗最小; (2)峰值前外荷输入能(E1)、峰值前岩块损伤能(ED)及单位长度裂纹耗能率均表明,巴东组岩石在垂向上硬度不均。在构造作用下,岩体内部广泛发育顺层滑脱带; (3)硬度高的岩石常表现为脆性破坏,破裂时能量耗散速度快。硬质岩斜坡在破坏前所集聚的弹性能,远大于破坏时所需的破裂能,易发生剧烈滑动; (4)在矿物成分变化处,巴东组岩石能量分析的各项指标表现出明显的波动,灰质高的岩石强度相对于黏土质高者的强度大。研究成果对于解释巴东组岩石强度特征和巴东城区内滑坡的失稳模式具有参考意义。 岩石变形和破坏可以看作能量耗散和释放的过程,基于巴东县城西壤坡库岸巴东组岩石压缩实验数据,利用岩石能量学分析理论,分析了巴东组岩石能量的耗散规律,并探讨了巴东组岩石的破坏模式和库岸斜坡失稳机制。结果表明:(1)压缩试验得到了4类破坏模式,其中楔形剪-张破坏模式的平均能耗最大、沿弱面剪切破坏的能耗最小; (2)峰值前外荷输入能(E1)、峰值前岩块损伤能(ED)及单位长度裂纹耗能率均表明,巴东组岩石在垂向上硬度不均。在构造作用下,岩体内部广泛发育顺层滑脱带; (3)硬度高的岩石常表现为脆性破坏,破裂时能量耗散速度快。硬质岩斜坡在破坏前所集聚的弹性能,远大于破坏时所需的破裂能,易发生剧烈滑动; (4)在矿物成分变化处,巴东组岩石能量分析的各项指标表现出明显的波动,灰质高的岩石强度相对于黏土质高者的强度大。研究成果对于解释巴东组岩石强度特征和巴东城区内滑坡的失稳模式具有参考意义。
摘要:
拉伸剪切破坏是岩石边坡工程与岩石隧道工程中常出现的一种岩石失稳类型。结合岩石工程地质条件,分析了拉伸剪切应力状态产生的条件。总结了当前岩石拉伸剪切研究的实验手段,本构关系与破坏准则。指出了岩石拉伸剪切存在的不足。提出如下研究趋势:(1)研制标准的岩石直接拉伸剪切设备,进行专门试验研究; (2)进行更多类型岩石,更多数量的岩石拉伸剪切实验。研究不同岩石类型拉伸剪切本构关系与破坏准则; (3)加强岩石拉伸剪切实验与此类型岩石工程的数值模拟工作,与试验相互印证。 拉伸剪切破坏是岩石边坡工程与岩石隧道工程中常出现的一种岩石失稳类型。结合岩石工程地质条件,分析了拉伸剪切应力状态产生的条件。总结了当前岩石拉伸剪切研究的实验手段,本构关系与破坏准则。指出了岩石拉伸剪切存在的不足。提出如下研究趋势:(1)研制标准的岩石直接拉伸剪切设备,进行专门试验研究; (2)进行更多类型岩石,更多数量的岩石拉伸剪切实验。研究不同岩石类型拉伸剪切本构关系与破坏准则; (3)加强岩石拉伸剪切实验与此类型岩石工程的数值模拟工作,与试验相互印证。
摘要:
针对某深厚湿陷性黄土地基,分别采取了不同夯击能(8000kNm、6500kNm和3000kNm),不同的夯点间距(1.6D、2D和2.5D)及不同的夯锤底面积(5m2, 7m2)等5种方案组合进行了强夯处理对比试验。处理前后分别进行了标准贯入、静力触探、载荷试验及渗透试验等一系列原位及室内试验,结果表明:各强夯方案对地基土干重度、承载力、压缩性、湿陷性及渗透性等性质均有较大影响。各方案有效加固深度,随着施工工艺和参数的不同有所差别。对强夯震动波水平加速度进行了测试,对其衰变规律做出来了初步判定。试验结论可以为类似工程的设计施工提供借鉴。 针对某深厚湿陷性黄土地基,分别采取了不同夯击能(8000kNm、6500kNm和3000kNm),不同的夯点间距(1.6D、2D和2.5D)及不同的夯锤底面积(5m2, 7m2)等5种方案组合进行了强夯处理对比试验。处理前后分别进行了标准贯入、静力触探、载荷试验及渗透试验等一系列原位及室内试验,结果表明:各强夯方案对地基土干重度、承载力、压缩性、湿陷性及渗透性等性质均有较大影响。各方案有效加固深度,随着施工工艺和参数的不同有所差别。对强夯震动波水平加速度进行了测试,对其衰变规律做出来了初步判定。试验结论可以为类似工程的设计施工提供借鉴。
摘要:
高原湖相沉积软土压缩模量偏低,地基沉降计算深度范围内压缩模量当量值有时会小于2.5MPa,超出了规范沉降计算经验系数计算依据的取值范围,且具有沉降量偏大的特点。本文根据昆明地区某软土地基实测沉降资料,分别运用了三点法、双曲线法、Asaoko法拟合了最终沉降量,并与规范分层总和法的地基沉降量相比得到了6个沉降计算经验系数值,据此分析给出了压缩模量当量值2.05~4.15MPa时沉降计算经验系数的拟合曲线方程,提出了压缩模量当量值1.5~2.0MPa时沉降计算经验系数的建议值,弥补了在高原湖相软土地区沉降计算经验系数取值范围不足的问题。 高原湖相沉积软土压缩模量偏低,地基沉降计算深度范围内压缩模量当量值有时会小于2.5MPa,超出了规范沉降计算经验系数计算依据的取值范围,且具有沉降量偏大的特点。本文根据昆明地区某软土地基实测沉降资料,分别运用了三点法、双曲线法、Asaoko法拟合了最终沉降量,并与规范分层总和法的地基沉降量相比得到了6个沉降计算经验系数值,据此分析给出了压缩模量当量值2.05~4.15MPa时沉降计算经验系数的拟合曲线方程,提出了压缩模量当量值1.5~2.0MPa时沉降计算经验系数的建议值,弥补了在高原湖相软土地区沉降计算经验系数取值范围不足的问题。
摘要:
软土地基在真空预压过程中,受强大的真空吸力作用,产生固结压密。其中一类软土黏粒含量较大,排水固结过程中产生细颗粒迁移现象,令土体固结的同时细颗粒也积聚在排水板四周,形成泥膜,造成后期排水通道堵塞,降低了固结效率。本研究采用室内试验模拟吹填土排水固结过程,监测颗粒分布情况,探讨细颗粒迁移规律,从颗粒空间分布特征解释高黏性吹填土固结机理。研究证实,固结条件影响细颗粒迁移现象:自重沉淤固结期间,细颗粒迁移受边界条件及渗流路径影响; 加压固结期间,细颗粒迁移受附加荷载产生的垂直压力影响,随着土体含水量的减少,黏粒迁移趋势逐渐减弱,黏粒不再表现出明显的迁移趋势,土体中细颗粒分布从竖向条带状逐步转变为水平向条带状。同时,高黏性吹填土固结过程中,将土样未加分散剂测试得到的粉粒含量称为似粉粒,随着吹填土排水固结过程的持续,吹填土似粉黏比不断地增加。固结时间越长,似粉黏比随深度增加而减小的特征越明显; 与排水管水平距离较远的土体似粉黏比有所增大。似粉黏比作为吹填土固结过程的指标,与土体强度大小成正比,可间接反应强度变化规律,为确定流塑状态及软塑状态的高黏性吹填土固结程度提供了定性指标,直观地反映出土体固结程度。研究表明,随着固结排水过程的持续,排水速度减慢,吹填土粉黏比不断增加,固结程度迅速增加。 软土地基在真空预压过程中,受强大的真空吸力作用,产生固结压密。其中一类软土黏粒含量较大,排水固结过程中产生细颗粒迁移现象,令土体固结的同时细颗粒也积聚在排水板四周,形成泥膜,造成后期排水通道堵塞,降低了固结效率。本研究采用室内试验模拟吹填土排水固结过程,监测颗粒分布情况,探讨细颗粒迁移规律,从颗粒空间分布特征解释高黏性吹填土固结机理。研究证实,固结条件影响细颗粒迁移现象:自重沉淤固结期间,细颗粒迁移受边界条件及渗流路径影响; 加压固结期间,细颗粒迁移受附加荷载产生的垂直压力影响,随着土体含水量的减少,黏粒迁移趋势逐渐减弱,黏粒不再表现出明显的迁移趋势,土体中细颗粒分布从竖向条带状逐步转变为水平向条带状。同时,高黏性吹填土固结过程中,将土样未加分散剂测试得到的粉粒含量称为似粉粒,随着吹填土排水固结过程的持续,吹填土似粉黏比不断地增加。固结时间越长,似粉黏比随深度增加而减小的特征越明显; 与排水管水平距离较远的土体似粉黏比有所增大。似粉黏比作为吹填土固结过程的指标,与土体强度大小成正比,可间接反应强度变化规律,为确定流塑状态及软塑状态的高黏性吹填土固结程度提供了定性指标,直观地反映出土体固结程度。研究表明,随着固结排水过程的持续,排水速度减慢,吹填土粉黏比不断增加,固结程度迅速增加。
摘要:
宜昌-巴东段高速公路修建中形成了大量的路堑边坡,上覆为巴东组红层残坡积红土。降雨条件下,土体强度急剧下降,导致大量路堑边坡失稳。目前针对巴东组残坡积红土强度与变形特性开展非饱和试验的研究较少,为探索基质吸力对红土强度的影响,对红土进行了土水特征曲线、三轴强度试验,采用GDS三轴系统对红土进行了饱和及非饱和剪切试验,非饱和三轴试验采用了常含水量试验方法。结果表明:基质吸力对巴东红土强度影响很大。土体强度随吸力增大而呈非线性增长; 而基质吸力随着含水量增大而减小,即巴东组非饱和红土强度特性随土体含水量增大而变差。最后拟合出巴东非饱和红土的经验抗剪强度公式。研究成果对该区域工程实践具有一定的参考意义。 宜昌-巴东段高速公路修建中形成了大量的路堑边坡,上覆为巴东组红层残坡积红土。降雨条件下,土体强度急剧下降,导致大量路堑边坡失稳。目前针对巴东组残坡积红土强度与变形特性开展非饱和试验的研究较少,为探索基质吸力对红土强度的影响,对红土进行了土水特征曲线、三轴强度试验,采用GDS三轴系统对红土进行了饱和及非饱和剪切试验,非饱和三轴试验采用了常含水量试验方法。结果表明:基质吸力对巴东红土强度影响很大。土体强度随吸力增大而呈非线性增长; 而基质吸力随着含水量增大而减小,即巴东组非饱和红土强度特性随土体含水量增大而变差。最后拟合出巴东非饱和红土的经验抗剪强度公式。研究成果对该区域工程实践具有一定的参考意义。
摘要:
鲁西南某2300MW坑口电厂地基位于黄河冲积地层中,工程地质性质较差,地基强度不能满足电厂重要建(构)筑物的要求。根据现场的工程地质条件,施工中采用预应力高强混凝土管桩(PHC桩)进行地基处理。本文以鲁西南某2300MW坑口电厂桩基检测工程为实例,首先采用低应变法对桩身质量进行了检测,然后采用高应变试验和静载试验2种方法确定了单桩竖向极限承载力,并对这2种方法的优点、缺点和影响因素进行了分析和对比。得出结论:(1)采用高应变CAPWAP法拟合后的试验结果与单桩竖向静载荷试验结果基本吻合,通过选取合适的桩、土参数模型使高应变试验的结果准确可靠,是切实可行的。(2)在现场条件不允许开展静载试验时,高应变试验可作为静载试验的补充手段对桩基进行检测。(3)当能够获得可靠的高应变试验结果(与静载试验基本吻合)时,可以通过严谨计算对规范法设计方案进行一定程度的调整,以节约成本,但要慎重对待。 鲁西南某2300MW坑口电厂地基位于黄河冲积地层中,工程地质性质较差,地基强度不能满足电厂重要建(构)筑物的要求。根据现场的工程地质条件,施工中采用预应力高强混凝土管桩(PHC桩)进行地基处理。本文以鲁西南某2300MW坑口电厂桩基检测工程为实例,首先采用低应变法对桩身质量进行了检测,然后采用高应变试验和静载试验2种方法确定了单桩竖向极限承载力,并对这2种方法的优点、缺点和影响因素进行了分析和对比。得出结论:(1)采用高应变CAPWAP法拟合后的试验结果与单桩竖向静载荷试验结果基本吻合,通过选取合适的桩、土参数模型使高应变试验的结果准确可靠,是切实可行的。(2)在现场条件不允许开展静载试验时,高应变试验可作为静载试验的补充手段对桩基进行检测。(3)当能够获得可靠的高应变试验结果(与静载试验基本吻合)时,可以通过严谨计算对规范法设计方案进行一定程度的调整,以节约成本,但要慎重对待。
摘要:
中国黄土的物理力学性质改变具有明显的地域性,是一种特殊土体。以延安Q2黄土在不同围压和含水量下进行常规三轴试验获得的数据为基础,运用岩石统计损伤理论对延安Q2黄土的损伤本构模型进行研究。在考虑损伤门槛值对延安Q2黄土损伤变量的影响下,建立了延安Q2黄土在三轴压缩条件下的统计损伤本构模型,统计损伤本构方程中的参数通过对试验结果进行线性回归求得。试验和分析表明:在半对数坐标下,延安Q2黄土初始损伤点为三轴应力应变曲线的峰值拐点,对应的应力值为损伤应力门槛值。当施加的应力低于损伤门槛值时,应力应变曲线为线弹性关系,延安Q2黄土不发生损伤; 而当施加的应力超过损伤门槛值时,延安Q2黄土发生损伤,并且随着施加的应力增大,损伤不断扩大。将统计损伤理论曲线与试验曲线进行对比,发现二者基本吻合,表明考虑损伤门槛值的延安Q2黄土统计损伤本构模型能较好的反映该地区黄土的变形破坏特征,对该区黄土地区岩土工程设计具有参考和借鉴作用。 中国黄土的物理力学性质改变具有明显的地域性,是一种特殊土体。以延安Q2黄土在不同围压和含水量下进行常规三轴试验获得的数据为基础,运用岩石统计损伤理论对延安Q2黄土的损伤本构模型进行研究。在考虑损伤门槛值对延安Q2黄土损伤变量的影响下,建立了延安Q2黄土在三轴压缩条件下的统计损伤本构模型,统计损伤本构方程中的参数通过对试验结果进行线性回归求得。试验和分析表明:在半对数坐标下,延安Q2黄土初始损伤点为三轴应力应变曲线的峰值拐点,对应的应力值为损伤应力门槛值。当施加的应力低于损伤门槛值时,应力应变曲线为线弹性关系,延安Q2黄土不发生损伤; 而当施加的应力超过损伤门槛值时,延安Q2黄土发生损伤,并且随着施加的应力增大,损伤不断扩大。将统计损伤理论曲线与试验曲线进行对比,发现二者基本吻合,表明考虑损伤门槛值的延安Q2黄土统计损伤本构模型能较好的反映该地区黄土的变形破坏特征,对该区黄土地区岩土工程设计具有参考和借鉴作用。
摘要:
黄土的化学改良是黄土工程地基处理研究领域中的重要课题之一,开展这方面的研究对于治理黄土地基基础工程,从根本上解决黄土危害具有重要的理论价值和较好的工程应用前景。在我国西北、华北地区,经常要碰到填筑路基、渠道和边坡等黄土工程,由于黄土及重塑黄土具有许多特殊的物理力学性能,必须经过改良处理后才可应用。为了探讨化学材料对黄土特性的影响,本文以山西太原黄土为对象,通过掺加新型高分子土固化材料SH和水泥进行化学改良,就改良土试样进行抗压强度、直接剪切和渗透试验等分析研究。研究结果表明:SH和水泥均能改变黄土的工程性质。黄土加固后强度指标,抗渗性优于黄土本身。固化黄土的强度特性和渗透性能受固化材料掺量、密度和龄期的影响明显。随着掺量增加,密度增大和养护时间的延长,抗压强度提高,抗剪强度增强,渗透系数减小。考虑到大掺量会超过经济限度,建议两者较适宜掺量控制在10%左右。SH 为水溶性液体固化材料,固含量较少,成本较低,但固化后强度较大,渗透性小,浸水不崩解,化学改良效果优于水泥,实际应用时可根据具体情况考虑优先选用SH改良黄土。 黄土的化学改良是黄土工程地基处理研究领域中的重要课题之一,开展这方面的研究对于治理黄土地基基础工程,从根本上解决黄土危害具有重要的理论价值和较好的工程应用前景。在我国西北、华北地区,经常要碰到填筑路基、渠道和边坡等黄土工程,由于黄土及重塑黄土具有许多特殊的物理力学性能,必须经过改良处理后才可应用。为了探讨化学材料对黄土特性的影响,本文以山西太原黄土为对象,通过掺加新型高分子土固化材料SH和水泥进行化学改良,就改良土试样进行抗压强度、直接剪切和渗透试验等分析研究。研究结果表明:SH和水泥均能改变黄土的工程性质。黄土加固后强度指标,抗渗性优于黄土本身。固化黄土的强度特性和渗透性能受固化材料掺量、密度和龄期的影响明显。随着掺量增加,密度增大和养护时间的延长,抗压强度提高,抗剪强度增强,渗透系数减小。考虑到大掺量会超过经济限度,建议两者较适宜掺量控制在10%左右。SH 为水溶性液体固化材料,固含量较少,成本较低,但固化后强度较大,渗透性小,浸水不崩解,化学改良效果优于水泥,实际应用时可根据具体情况考虑优先选用SH改良黄土。
摘要:
可溶性碳酸盐岩类发生岩溶或岩溶现象是一种自然地质现象。我国的西南、华南地区地形地质条件复杂,岩溶地形分布相当广泛,给这些地区的公路建设带来许多困难。通过结构力学简化计算,半定量分析岩溶地区公路路基隐伏岩溶稳定性,得到稳定性和溶洞顶板、跨度、和覆盖层厚度之间的关系。并应用于乐广高速岩溶评价,能方便快速地分析溶洞顶板的稳定性。对我国岩溶地区的公路路基的稳定性分析评价,将具一定的借鉴和参考价值。 可溶性碳酸盐岩类发生岩溶或岩溶现象是一种自然地质现象。我国的西南、华南地区地形地质条件复杂,岩溶地形分布相当广泛,给这些地区的公路建设带来许多困难。通过结构力学简化计算,半定量分析岩溶地区公路路基隐伏岩溶稳定性,得到稳定性和溶洞顶板、跨度、和覆盖层厚度之间的关系。并应用于乐广高速岩溶评价,能方便快速地分析溶洞顶板的稳定性。对我国岩溶地区的公路路基的稳定性分析评价,将具一定的借鉴和参考价值。
第九届全国工程地质大会专题
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摘要:
今天,工程地质大家庭又一次盛大的聚会第九届全国工程地质大会,在美丽的青岛隆重开幕了。首先,请允许我代表中国地质学会工程地质专业委员会向各位领导和代表的光临表示热烈的欢迎和衷心的感谢!同时,我也提议,我们大家庭的每一位成员,大家共同一起,为我们这次会议的成功召开表示热烈的祝贺!也向应邀前来参加这次会议的各位领导和各位来宾表示热烈的欢迎,向这次盛会的承办方,中国海洋大学、国土资源部青岛海洋地质研究所、国家海洋局青岛第一海洋研究所为这次会议的成功举办所付出的艰辛努力表示衷心的感谢! 今天,工程地质大家庭又一次盛大的聚会第九届全国工程地质大会,在美丽的青岛隆重开幕了。首先,请允许我代表中国地质学会工程地质专业委员会向各位领导和代表的光临表示热烈的欢迎和衷心的感谢!同时,我也提议,我们大家庭的每一位成员,大家共同一起,为我们这次会议的成功召开表示热烈的祝贺!也向应邀前来参加这次会议的各位领导和各位来宾表示热烈的欢迎,向这次盛会的承办方,中国海洋大学、国土资源部青岛海洋地质研究所、国家海洋局青岛第一海洋研究所为这次会议的成功举办所付出的艰辛努力表示衷心的感谢!
摘要:
第9届全国工程地质大会于2012年10月在青岛召开。本文以本次会议所发表的论文和参会者所作的主要学术报告为基础,结合作者对近年来我国工程地质学科发展情况的认识,对工程地质学科发展的新趋势和新特点进行了分析总结。分析认为,随着近年来科学技术的发展以及我国国民经济高速发展对工程地质学科发展的实际需求,促使工程地质学科发展呈现出如下新趋势、新特点:(1)研究领域从陆地向海洋进军,从山区向城市扩展。海洋工程地质和城市工程与环境地质将成为今后一段时间内的热门研究领域和方向。(2)工程地质学的研究尺度从工程规模的中观尺度逐渐向整个地球系统的宏观尺度和向矿物颗粒、晶粒甚至是分子、原子结构的细观和微观尺度延伸和扩展。(3)工程地质学的探测试验仪器由主要从国外进口逐渐向自主研发发展,具有自主知识产权的仪器设备在本领域将逐渐占据主导地位。最后,指出了工程地质学今后仍需进一步努力的方向。 第9届全国工程地质大会于2012年10月在青岛召开。本文以本次会议所发表的论文和参会者所作的主要学术报告为基础,结合作者对近年来我国工程地质学科发展情况的认识,对工程地质学科发展的新趋势和新特点进行了分析总结。分析认为,随着近年来科学技术的发展以及我国国民经济高速发展对工程地质学科发展的实际需求,促使工程地质学科发展呈现出如下新趋势、新特点:(1)研究领域从陆地向海洋进军,从山区向城市扩展。海洋工程地质和城市工程与环境地质将成为今后一段时间内的热门研究领域和方向。(2)工程地质学的研究尺度从工程规模的中观尺度逐渐向整个地球系统的宏观尺度和向矿物颗粒、晶粒甚至是分子、原子结构的细观和微观尺度延伸和扩展。(3)工程地质学的探测试验仪器由主要从国外进口逐渐向自主研发发展,具有自主知识产权的仪器设备在本领域将逐渐占据主导地位。最后,指出了工程地质学今后仍需进一步努力的方向。