2016年  24卷  第s1期

议题一:交通与生命线工程地质
摘要:
我国藏区海拔高度大,地形陡峻高差大,断裂活动频繁,江河发育,生态脆弱,地质灾害频发,保护区、风景区多,工程建设条件困难,在此修建高速公路有着与内地高速公路设计不同的技术特点。目前我国藏区高速公路的建设还基本处于初期阶段,如何做到高速公路的安全、抗灾、经济、环保,并具有较好的工程建设可操作性,是藏区高速公路设计的难点和重点之一。本文以两条典型藏区高速公路为例,对高速公路路基设计的一般路基、高填深挖路基、特殊路基和土石方工程等主要分项内容,依据藏区特有的地质环境和人文环境,针对性探讨了路基设计中所要注意的关键点,这对我国将来藏区高速公路的大规模建设时,如何取得优质设计成果具有良好的借鉴和指导作用。 我国藏区海拔高度大,地形陡峻高差大,断裂活动频繁,江河发育,生态脆弱,地质灾害频发,保护区、风景区多,工程建设条件困难,在此修建高速公路有着与内地高速公路设计不同的技术特点。目前我国藏区高速公路的建设还基本处于初期阶段,如何做到高速公路的安全、抗灾、经济、环保,并具有较好的工程建设可操作性,是藏区高速公路设计的难点和重点之一。本文以两条典型藏区高速公路为例,对高速公路路基设计的一般路基、高填深挖路基、特殊路基和土石方工程等主要分项内容,依据藏区特有的地质环境和人文环境,针对性探讨了路基设计中所要注意的关键点,这对我国将来藏区高速公路的大规模建设时,如何取得优质设计成果具有良好的借鉴和指导作用。
摘要:
成兰铁路软岩隧道大变形具有衬砌开裂、钢架扭曲、隧道断面缩小等一般大变形的特点,更具有其区域特殊性,即成兰铁路穿越龙门山构造带、松潘甘孜褶皱构造带及西秦岭褶皱构造带三大构造单元的10条活动断裂,构造条件极为复杂活跃;全线70%的地层岩性为板岩、千枚岩、片岩及炭质板岩等软质岩,受构造影响,多表现出强烈的揉皱变形和挤压破碎,地层岩性条件极为软弱破碎;穿越汶川512强震区,地震波对岩体震裂损伤作用进一步降低软岩岩体的完整性、增强其透水性,汶川地震效应极为显著;构造应力环境极其复杂,高地壳应力的构造应力场特征明显。成兰铁路呈现以复杂的构造应力条件、软弱破碎的地层岩性条件、不利结构面组合的偏压现象及地下水软化效应等相互作用为主的大变形成因机制,可概括为应力作用下的松散型大变形、挤压性大变形及软岩结构型变形3种类型。本文研究结论对在建成兰铁路及类似工程地质条件下的隧道工程建设具有重要的指导意义。 成兰铁路软岩隧道大变形具有衬砌开裂、钢架扭曲、隧道断面缩小等一般大变形的特点,更具有其区域特殊性,即成兰铁路穿越龙门山构造带、松潘甘孜褶皱构造带及西秦岭褶皱构造带三大构造单元的10条活动断裂,构造条件极为复杂活跃;全线70%的地层岩性为板岩、千枚岩、片岩及炭质板岩等软质岩,受构造影响,多表现出强烈的揉皱变形和挤压破碎,地层岩性条件极为软弱破碎;穿越汶川512强震区,地震波对岩体震裂损伤作用进一步降低软岩岩体的完整性、增强其透水性,汶川地震效应极为显著;构造应力环境极其复杂,高地壳应力的构造应力场特征明显。成兰铁路呈现以复杂的构造应力条件、软弱破碎的地层岩性条件、不利结构面组合的偏压现象及地下水软化效应等相互作用为主的大变形成因机制,可概括为应力作用下的松散型大变形、挤压性大变形及软岩结构型变形3种类型。本文研究结论对在建成兰铁路及类似工程地质条件下的隧道工程建设具有重要的指导意义。
摘要:
工程区受地质构造运动影响强烈,属高山峡谷地貌,地质条件复杂。发育面上湾崩坡积体,原设计方案采用明线通过,受特大暴雨、开挖等影响,地质条件发生变化;通过定性、定量分析得出在暴雨、地震工况下不满足安全要求。为规避其对公路的不良地质影响,改线采用隧道洞内小角度交岔口设计,将大断面交岔口段分为护壁区、减跨区、扩挖区,并分别进行开挖支护参数设计,结构简单经济易施工,并得以成功实施,希望本文为今后类似工程的处理提供一些经验和参照意义。 工程区受地质构造运动影响强烈,属高山峡谷地貌,地质条件复杂。发育面上湾崩坡积体,原设计方案采用明线通过,受特大暴雨、开挖等影响,地质条件发生变化;通过定性、定量分析得出在暴雨、地震工况下不满足安全要求。为规避其对公路的不良地质影响,改线采用隧道洞内小角度交岔口设计,将大断面交岔口段分为护壁区、减跨区、扩挖区,并分别进行开挖支护参数设计,结构简单经济易施工,并得以成功实施,希望本文为今后类似工程的处理提供一些经验和参照意义。
摘要:
以十房高速公路无面板加筋土路堤为研究对象,结合现场实测数据,采用有限元程序对该类型加筋土路堤的变形破坏特征和破坏模式进行计算分析。在此基础上,对加筋土路堤的加筋刚度、加筋间距进行参数分析。主要结论如下:①加筋土路堤底层填土由于圬工挡墙后部填土厚度较大而出现不均匀沉降,且不同刚度的筋材对其影响不大,施工时需保证圬工挡墙后部填土的压实度。②各层加筋体最大应变值均分布在靠近路堤坡面处,其轴力最大值位于加筋土路堤中下部。③破坏模式为内部破坏,表现为筋材拉断,破坏面靠近加筋土路堤坡面处;圬工挡墙的结构强度和基础稳定性对整个加筋土路堤的稳定性具有重要作用。④随着加筋体轴向刚度的增加和加筋间距的减小,双向位移逐渐减小,而安全系数均相应增大,但加筋体轴向刚度增加到一定程度时,其对加筋土路堤的变形稳定特征影响减弱。研究成果对山区加筋土路堤的设计计算和施工具有一定的理论和借鉴意义。 以十房高速公路无面板加筋土路堤为研究对象,结合现场实测数据,采用有限元程序对该类型加筋土路堤的变形破坏特征和破坏模式进行计算分析。在此基础上,对加筋土路堤的加筋刚度、加筋间距进行参数分析。主要结论如下:①加筋土路堤底层填土由于圬工挡墙后部填土厚度较大而出现不均匀沉降,且不同刚度的筋材对其影响不大,施工时需保证圬工挡墙后部填土的压实度。②各层加筋体最大应变值均分布在靠近路堤坡面处,其轴力最大值位于加筋土路堤中下部。③破坏模式为内部破坏,表现为筋材拉断,破坏面靠近加筋土路堤坡面处;圬工挡墙的结构强度和基础稳定性对整个加筋土路堤的稳定性具有重要作用。④随着加筋体轴向刚度的增加和加筋间距的减小,双向位移逐渐减小,而安全系数均相应增大,但加筋体轴向刚度增加到一定程度时,其对加筋土路堤的变形稳定特征影响减弱。研究成果对山区加筋土路堤的设计计算和施工具有一定的理论和借鉴意义。
摘要:
沿河公路路基冲失水毁机制,实质是路基岩土体抗冲刷能力与路基近壁水流冲击力相互作用的过程。从水力学角度出发分析得到水流的启动切应力是沿河路基冲失水毁的动力来源,再从力的平衡原理出发,分析冲失临空面上部土体在自重作用下的破坏机制。根据实际工程算例对方法进行验证,计算结果表明,预测结果比较符合实情。研究成果对沿河公路路基冲失水毁预测防治具有积极意义。 沿河公路路基冲失水毁机制,实质是路基岩土体抗冲刷能力与路基近壁水流冲击力相互作用的过程。从水力学角度出发分析得到水流的启动切应力是沿河路基冲失水毁的动力来源,再从力的平衡原理出发,分析冲失临空面上部土体在自重作用下的破坏机制。根据实际工程算例对方法进行验证,计算结果表明,预测结果比较符合实情。研究成果对沿河公路路基冲失水毁预测防治具有积极意义。
摘要:
针对日益增长的山区公路建设需求,利用有限元法,通过自然边坡状况、回填土强度和填筑高度这3个设计参数的敏感性分析,对修筑于不同开挖角下加筋路基的应力变形特性进行了对比研究。结果表明:与修筑在水平场地上的路基相比,回填土强度的降低或填筑高度的增加都会更加显著地增大陡坡路基的变形,同时,由于其回填土容易沿着边坡产生整体下滑,导致了其变形、基底压力和面板侧移等过大的问题。在不同坡面摩擦系数、回填土强度和填筑高度下,开挖角为45的加筋陡坡路基的位移比开挖角为63.4(坡比2:1)和90(水平场地)的路基的变形分别高6.8%~96.8%和29.4%~192.3%、6.8%~33.1%和29.4%~77.9%、7.7%~37.9%和27.2%~91.6%。研究结论可为日益增长的山区公路建设提供指导。 针对日益增长的山区公路建设需求,利用有限元法,通过自然边坡状况、回填土强度和填筑高度这3个设计参数的敏感性分析,对修筑于不同开挖角下加筋路基的应力变形特性进行了对比研究。结果表明:与修筑在水平场地上的路基相比,回填土强度的降低或填筑高度的增加都会更加显著地增大陡坡路基的变形,同时,由于其回填土容易沿着边坡产生整体下滑,导致了其变形、基底压力和面板侧移等过大的问题。在不同坡面摩擦系数、回填土强度和填筑高度下,开挖角为45的加筋陡坡路基的位移比开挖角为63.4(坡比2:1)和90(水平场地)的路基的变形分别高6.8%~96.8%和29.4%~192.3%、6.8%~33.1%和29.4%~77.9%、7.7%~37.9%和27.2%~91.6%。研究结论可为日益增长的山区公路建设提供指导。
摘要:
为了研究污染物在地下水中的迁移规律,本文以某电厂地下水中氯化物作为预测因子进行数值模拟。对研究区含水层物质组成、边界条件、初始条件及源汇项等做简化,采用GMS软件建立水文地质模型,在简化的水文地质模型的基础上开展地下水中污染物迁移规律研究。研究结果表明:在污染物排放规律简化为连续恒定排放的点源工况下,(1)污染物平面迁移范围以泄漏点为中心呈椭圆形扩散,污染晕长轴为地下水流动方向;(2)污染物最大迁移距离及污染影响范围均随时间不断增加,但是变化速率不断降低;(3)距离污染源较近的位置,污染物浓度随时间不断增加,但是浓度变化速率逐渐降低;距离污染源较远的位置,污染物浓度随时间不断增加,初期浓度变化速率随时间不断增加,后期浓度变化速率随时间逐渐降低。 为了研究污染物在地下水中的迁移规律,本文以某电厂地下水中氯化物作为预测因子进行数值模拟。对研究区含水层物质组成、边界条件、初始条件及源汇项等做简化,采用GMS软件建立水文地质模型,在简化的水文地质模型的基础上开展地下水中污染物迁移规律研究。研究结果表明:在污染物排放规律简化为连续恒定排放的点源工况下,(1)污染物平面迁移范围以泄漏点为中心呈椭圆形扩散,污染晕长轴为地下水流动方向;(2)污染物最大迁移距离及污染影响范围均随时间不断增加,但是变化速率不断降低;(3)距离污染源较近的位置,污染物浓度随时间不断增加,但是浓度变化速率逐渐降低;距离污染源较远的位置,污染物浓度随时间不断增加,初期浓度变化速率随时间不断增加,后期浓度变化速率随时间逐渐降低。
摘要:
隧洞工程是大量交通、水电工程的重要组成部分,其BIM数字化建模通常需要更多的地质勘察勘探资料作为信息化建模的基础。然而,因为各种原因,在不少隧洞工程项目的早期设计阶段,缺乏地质勘察、勘探资料。这给此阶段的BIM设计应用带来困难,也与当前普遍存在的项目设计周期短、需要快速提交设计产品的现状相矛盾。乏勘察勘探条件下的BIM设计能够解决此阶段勘探资料不足的难题,使得依托BIM设计应用快速提出可用的勘察设计产品成为可能。本文通过一隧洞工程BIM设计实例,介绍了一个在缺乏勘察、勘探资料条件下依赖其他渠道获取地质信息的数字化建模流程,并举例了其中一个隧洞段说明后续的基于BIM的围岩地质分类及通过分析得到有效的地质建议等综合应用,为工程地质专业在隧洞项目初期的BIM设计深入应用提供了参考,并总结了此方法迅速响应、产品可用的优势,最后提出其在项目初期设计及经营决策辅助领域的应用展望。 隧洞工程是大量交通、水电工程的重要组成部分,其BIM数字化建模通常需要更多的地质勘察勘探资料作为信息化建模的基础。然而,因为各种原因,在不少隧洞工程项目的早期设计阶段,缺乏地质勘察、勘探资料。这给此阶段的BIM设计应用带来困难,也与当前普遍存在的项目设计周期短、需要快速提交设计产品的现状相矛盾。乏勘察勘探条件下的BIM设计能够解决此阶段勘探资料不足的难题,使得依托BIM设计应用快速提出可用的勘察设计产品成为可能。本文通过一隧洞工程BIM设计实例,介绍了一个在缺乏勘察、勘探资料条件下依赖其他渠道获取地质信息的数字化建模流程,并举例了其中一个隧洞段说明后续的基于BIM的围岩地质分类及通过分析得到有效的地质建议等综合应用,为工程地质专业在隧洞项目初期的BIM设计深入应用提供了参考,并总结了此方法迅速响应、产品可用的优势,最后提出其在项目初期设计及经营决策辅助领域的应用展望。
摘要:
为了判定八里扁隧道在掘进过程中断面处围岩及其支护体系的稳定状态,揭示隧道围岩变形、破坏及稳定的机理,根据隧道断面ZK77+835处围岩变形的监测数据,建立指数函数回归模型,进行精度判定和监测数据分析,同时进行BP神经网络位移反分析与数值模拟,结果表明:采用指数函数模型对断面ZK77+835处围岩变形值进行回归分析的精确度较高;围岩变形存在3个发展时期,从位移值和位移速率两方面可以判定,在监测15d后,该断面处围岩基本处于稳定状态,可以进行二次衬砌施工;利用BP神经网络位移反分析法反演的参数比较准确,将其带入FLAC3D数值模型中,模拟结果与现场监测数据相差不大。 为了判定八里扁隧道在掘进过程中断面处围岩及其支护体系的稳定状态,揭示隧道围岩变形、破坏及稳定的机理,根据隧道断面ZK77+835处围岩变形的监测数据,建立指数函数回归模型,进行精度判定和监测数据分析,同时进行BP神经网络位移反分析与数值模拟,结果表明:采用指数函数模型对断面ZK77+835处围岩变形值进行回归分析的精确度较高;围岩变形存在3个发展时期,从位移值和位移速率两方面可以判定,在监测15d后,该断面处围岩基本处于稳定状态,可以进行二次衬砌施工;利用BP神经网络位移反分析法反演的参数比较准确,将其带入FLAC3D数值模型中,模拟结果与现场监测数据相差不大。
摘要:
功东高速项目地处构造活动、泥石流发育的东川区,地形、地质条件极为复杂。项目勘察设计坚持可持续发展的测设思想,以安全为根本、以质量为命脉、以科技为主导,在充分结合本地区的复杂地质环境下,贯彻标准选线、安全选线、地形选线、地质选线、生态环保选线的设计原则,科学论证比选,确保设计质量。为山区公路选线理论与方法作深入探讨。 功东高速项目地处构造活动、泥石流发育的东川区,地形、地质条件极为复杂。项目勘察设计坚持可持续发展的测设思想,以安全为根本、以质量为命脉、以科技为主导,在充分结合本地区的复杂地质环境下,贯彻标准选线、安全选线、地形选线、地质选线、生态环保选线的设计原则,科学论证比选,确保设计质量。为山区公路选线理论与方法作深入探讨。
议题二:海洋与近海工程地质
摘要:
通过梳理施工及收集的147个工程地质钻孔,对比了洋口港地区50m以浅土体的形成时代、成因类型、岩性及其物理力学性质,厘定了工程地质层序,将土体划分为6个工程地质层、16个亚层。综合考虑地貌单元、成因类型、土体结构特征及存在的主要环境工程地质问题将研究区划分为海积平原工程地质区、三角洲平原工程地质区和滩涂围垦工程地质区,在工程地质分区的基础上,结合主要持力层和不良地质体进行了地下空间开发利用地质条件评价,为洋口港地区规划、建设与管理提供了基础地质依据。 通过梳理施工及收集的147个工程地质钻孔,对比了洋口港地区50m以浅土体的形成时代、成因类型、岩性及其物理力学性质,厘定了工程地质层序,将土体划分为6个工程地质层、16个亚层。综合考虑地貌单元、成因类型、土体结构特征及存在的主要环境工程地质问题将研究区划分为海积平原工程地质区、三角洲平原工程地质区和滩涂围垦工程地质区,在工程地质分区的基础上,结合主要持力层和不良地质体进行了地下空间开发利用地质条件评价,为洋口港地区规划、建设与管理提供了基础地质依据。
摘要:
波浪会引起松砂和中等密实度的砂质海床发生液化,海床液化直接影响着海洋构筑物的安全。目前文献中常用的液化判别公式主要基于有效应力和超孔压的概念提出。在对当前文献中的4种主要液化判别准则的物理意义进行分析的基础上,基于波浪作用下海床应力和孔压的解析解,对不同计算参数条件下4种液化判别准则得到的液化区分布特征进行了对比,分析了4种液化判别准则的适用性,主要结论为:基于海床平均有效应力的液化判别准则b,在海床饱和度不小于0.99,且海床计算厚度不大于0.4倍波长时不适用;基于海床竖向超孔隙水压力和海床平均上覆有效自重应力的液化准则d,其所得海床液化深度较多情况下超出海床的塑性区深度,且其物理意义不明确,因此不建议使用该液化判别准则;基于海床竖向有效应力的液化准则a,与基于海床竖向超孔隙水压力和海床上覆竖向有效自重应力的液化准则c,其适用性较好,推荐应用该2个液化准则。 波浪会引起松砂和中等密实度的砂质海床发生液化,海床液化直接影响着海洋构筑物的安全。目前文献中常用的液化判别公式主要基于有效应力和超孔压的概念提出。在对当前文献中的4种主要液化判别准则的物理意义进行分析的基础上,基于波浪作用下海床应力和孔压的解析解,对不同计算参数条件下4种液化判别准则得到的液化区分布特征进行了对比,分析了4种液化判别准则的适用性,主要结论为:基于海床平均有效应力的液化判别准则b,在海床饱和度不小于0.99,且海床计算厚度不大于0.4倍波长时不适用;基于海床竖向超孔隙水压力和海床平均上覆有效自重应力的液化准则d,其所得海床液化深度较多情况下超出海床的塑性区深度,且其物理意义不明确,因此不建议使用该液化判别准则;基于海床竖向有效应力的液化准则a,与基于海床竖向超孔隙水压力和海床上覆竖向有效自重应力的液化准则c,其适用性较好,推荐应用该2个液化准则。
议题三:地震工程地质
摘要:
地震引发饱和砂土场地产生液化大变形,其中包括地表震陷造成的地面建筑不均匀沉降,尤其是饱和砂土场地液化引发侧向流滑加剧地表侧向变形,从而造成桩基和埋置管线等结构损坏。本文参照离心机试验对应的自由场地模型,基于OpenSees有限元计算平台,采用适合土体液化变形的边界面塑性本构,将三维自由场简化为一维剪切梁计算模型,并分析了地面倾角、砂土相对密实度、不同地震波特性及其峰值加速度等因素对地表侧向变形的影响。研究结果表明,近断层地震动的脉冲性致使土层侧向位移时程也呈现一定脉冲性,并且对于土层孔压积累的影响不可忽略;地震峰值加速度和地表倾角增大会致使地表最终残余位移增大;砂土密实度对于地表最终侧向位移计算结果影响较大,砂土越密实,地表侧向位移越小。 地震引发饱和砂土场地产生液化大变形,其中包括地表震陷造成的地面建筑不均匀沉降,尤其是饱和砂土场地液化引发侧向流滑加剧地表侧向变形,从而造成桩基和埋置管线等结构损坏。本文参照离心机试验对应的自由场地模型,基于OpenSees有限元计算平台,采用适合土体液化变形的边界面塑性本构,将三维自由场简化为一维剪切梁计算模型,并分析了地面倾角、砂土相对密实度、不同地震波特性及其峰值加速度等因素对地表侧向变形的影响。研究结果表明,近断层地震动的脉冲性致使土层侧向位移时程也呈现一定脉冲性,并且对于土层孔压积累的影响不可忽略;地震峰值加速度和地表倾角增大会致使地表最终残余位移增大;砂土密实度对于地表最终侧向位移计算结果影响较大,砂土越密实,地表侧向位移越小。
摘要:
本文基于Abaqus UMAT子程序开发的弹塑性边界面本构模型,建立动单剪单元试验模型和砂土三维分析模型。分析了地震特性对砂土震陷的影响,重点对地震荷载下,不同相对密度及黏粒含量的砂土震陷进行了研究。研究表明,当砂土黏粒含量小于30%时,随着黏粒含量的逐渐增加,砂土竖向应变减小;当黏粒含量大于30%时,随着黏粒含量的逐渐增加,砂土的竖向应变逐渐增大。并且震陷中的大部分竖向应变在地震最大峰值加速度时产生;对有多个较大加速度峰值的地震动,其竖向应变取决于最大加速度峰值。 本文基于Abaqus UMAT子程序开发的弹塑性边界面本构模型,建立动单剪单元试验模型和砂土三维分析模型。分析了地震特性对砂土震陷的影响,重点对地震荷载下,不同相对密度及黏粒含量的砂土震陷进行了研究。研究表明,当砂土黏粒含量小于30%时,随着黏粒含量的逐渐增加,砂土竖向应变减小;当黏粒含量大于30%时,随着黏粒含量的逐渐增加,砂土的竖向应变逐渐增大。并且震陷中的大部分竖向应变在地震最大峰值加速度时产生;对有多个较大加速度峰值的地震动,其竖向应变取决于最大加速度峰值。
摘要:
汶川地震导致崩塌滑坡等松散固体物源剧增,为泥石流的形成和加剧创造了基本条件。堵沟溃决型泥石流的形成过程特殊,暴发突然,历时短暂,规模远大于正常泥石流,侵蚀携带能力较强,常造成重大危害。本文以汶川震区七盘沟泥石流为例,分析了泥石流的基本形成条件,详细阐述了堵溃点基本特征,重点分析泥石流多级堵溃过程,为进一步认识震后堵溃泥石流的形成过程、参数取值、防治措施提供参考。 汶川地震导致崩塌滑坡等松散固体物源剧增,为泥石流的形成和加剧创造了基本条件。堵沟溃决型泥石流的形成过程特殊,暴发突然,历时短暂,规模远大于正常泥石流,侵蚀携带能力较强,常造成重大危害。本文以汶川震区七盘沟泥石流为例,分析了泥石流的基本形成条件,详细阐述了堵溃点基本特征,重点分析泥石流多级堵溃过程,为进一步认识震后堵溃泥石流的形成过程、参数取值、防治措施提供参考。
摘要:
2015年12月7日,帕米尔高原塔吉克斯坦境内发生Mw7.1地震,1911年在附近曾发生过类似级别的地震并引发了约10亿立方米的山体滑坡堵塞Murghab河形成堰塞湖。对本次地震同震变形的认识,可以为揭示发震断裂展布和区域构造运动模式,分析地震地质灾害发育分布规律,评价工程地质条件提供重要的支撑。本文采用大范围、高精度的InSAR技术对欧空局Sentinel-1合成孔径雷达卫星获取的地震前后SAR影像进行计算,获取了本次地震厘米级精度的地表变形场,结合地质背景分析,对本次地震的发震构造和地表响应有了重要认识:(1)发震断裂为帕米尔构造结中部一条NE-SW走向的左旋走滑断层,这在帕米尔构造结中部以向北突出的弧形逆冲构造为主的格局中较为少见,变形机制有待进一步研究;(2)断层两盘变形量形态相似,变形影响范围超过了120km80km2,其中NW盘LOS变形量为-60cm,SE盘LOS变形量为42cm,最大LOS变形量为102cm(60cm+42cm);(3)D-InSAR观测到的变形最大区域位于Saraz湖NE向约30km处,表明该区域是地震破坏作用最严重的地区;(4)使用InSAR技术观测地表变形场,获取了许多其他手段不易观测的重要地质与地球物理信息,为后续区域地质条件评价工作奠定了基础。 2015年12月7日,帕米尔高原塔吉克斯坦境内发生Mw7.1地震,1911年在附近曾发生过类似级别的地震并引发了约10亿立方米的山体滑坡堵塞Murghab河形成堰塞湖。对本次地震同震变形的认识,可以为揭示发震断裂展布和区域构造运动模式,分析地震地质灾害发育分布规律,评价工程地质条件提供重要的支撑。本文采用大范围、高精度的InSAR技术对欧空局Sentinel-1合成孔径雷达卫星获取的地震前后SAR影像进行计算,获取了本次地震厘米级精度的地表变形场,结合地质背景分析,对本次地震的发震构造和地表响应有了重要认识:(1)发震断裂为帕米尔构造结中部一条NE-SW走向的左旋走滑断层,这在帕米尔构造结中部以向北突出的弧形逆冲构造为主的格局中较为少见,变形机制有待进一步研究;(2)断层两盘变形量形态相似,变形影响范围超过了120km80km2,其中NW盘LOS变形量为-60cm,SE盘LOS变形量为42cm,最大LOS变形量为102cm(60cm+42cm);(3)D-InSAR观测到的变形最大区域位于Saraz湖NE向约30km处,表明该区域是地震破坏作用最严重的地区;(4)使用InSAR技术观测地表变形场,获取了许多其他手段不易观测的重要地质与地球物理信息,为后续区域地质条件评价工作奠定了基础。
摘要:
本文分析了某低中放废物处置预选区的地震构造环境和地震活动性,对研究区潜在震源区的划分进行了修正,采用地震危险性概率分析法对该预选区不同超越概率水平的基岩峰值加速度和烈度进行了计算,分析了基岩峰值加速度的空间分布特征,认为预选区基岩峰值加速度分布与潜在震源区密切相关,在此基础上,对处置场的选址提出了建议。 本文分析了某低中放废物处置预选区的地震构造环境和地震活动性,对研究区潜在震源区的划分进行了修正,采用地震危险性概率分析法对该预选区不同超越概率水平的基岩峰值加速度和烈度进行了计算,分析了基岩峰值加速度的空间分布特征,认为预选区基岩峰值加速度分布与潜在震源区密切相关,在此基础上,对处置场的选址提出了建议。
议题四:自然与文化遗产工程地质
摘要:
青海省明长城历经千百年风雨侵蚀和人为破坏,大多已消失殆尽,仅剩极少部分以土遗址的形式存在。经有关研究表明,明长城土遗址主要发育有包括片状剥离、冲沟、掏蚀、坍塌、裂隙、洞穴以及生物病害等6种典型类型。作为明长城的一种特殊建筑类型,烽火台主要具有传输信息的军事功能,其大多分布于高海拔地区。本文遴选分布于青海省湟中地区17座烽火台,对其病害发育进行现场勘查,并收集相关海拔资料,对烽火台病害发育与海拔进行拟合,旨在探究海拔对烽火台病害发育的影响。通过系统分析得出海拔对生物病害、片状剥离、洞穴以及掏蚀等4种典型病害影响存在一定影响,其中对片状剥离、洞穴以及掏蚀3种病害影响尤为显著,本研究为土遗址病害发育机理研究提供一种新的思路,并为青海省明长城文物保护工作提供有益参考。 青海省明长城历经千百年风雨侵蚀和人为破坏,大多已消失殆尽,仅剩极少部分以土遗址的形式存在。经有关研究表明,明长城土遗址主要发育有包括片状剥离、冲沟、掏蚀、坍塌、裂隙、洞穴以及生物病害等6种典型类型。作为明长城的一种特殊建筑类型,烽火台主要具有传输信息的军事功能,其大多分布于高海拔地区。本文遴选分布于青海省湟中地区17座烽火台,对其病害发育进行现场勘查,并收集相关海拔资料,对烽火台病害发育与海拔进行拟合,旨在探究海拔对烽火台病害发育的影响。通过系统分析得出海拔对生物病害、片状剥离、洞穴以及掏蚀等4种典型病害影响存在一定影响,其中对片状剥离、洞穴以及掏蚀3种病害影响尤为显著,本研究为土遗址病害发育机理研究提供一种新的思路,并为青海省明长城文物保护工作提供有益参考。
摘要:
中国西北地区遗存有大量的土遗址,其种类繁多,形式各异,时刻遭受各类气象因子的影响,裂隙是其普遍发育的病害之一。为了更好地研究气象因子对夯土遗址裂隙发育的影响,本文基于近5a对分布于甘肃和青海境内的多处明代夯土遗址开展的工程实践,分析了降雨、蒸发、温度、日温差和日照等主要气象要素对裂隙发育的影响,较好地揭示了我国西北地区夯土遗址裂隙发育的气象环境效应。分析结果表明:(1)随着降雨量的增大,蒸发量的减小(即干旱指数的减小),温度的降低和日照的减弱,裂隙发育率、平均裂隙长度和最大裂隙长度整体趋于增大,且相对潮湿的自然环境更能促进宽大裂隙的后期发育;(2)随着降雨量的减小,蒸发量的增大(即干旱指数的增大),温度的升高和日照的增强,平均裂隙宽度和最大裂隙宽度整体趋于增大,且干旱状态的自然环境更能促进微小裂隙的前期发育;(3)气象环境对遗址的影响是一个复杂的过程,影响的因素较多,且往往是同时进行、相互影响和相互促进的,其对土遗址所产生的影响结果是相似的。 中国西北地区遗存有大量的土遗址,其种类繁多,形式各异,时刻遭受各类气象因子的影响,裂隙是其普遍发育的病害之一。为了更好地研究气象因子对夯土遗址裂隙发育的影响,本文基于近5a对分布于甘肃和青海境内的多处明代夯土遗址开展的工程实践,分析了降雨、蒸发、温度、日温差和日照等主要气象要素对裂隙发育的影响,较好地揭示了我国西北地区夯土遗址裂隙发育的气象环境效应。分析结果表明:(1)随着降雨量的增大,蒸发量的减小(即干旱指数的减小),温度的降低和日照的减弱,裂隙发育率、平均裂隙长度和最大裂隙长度整体趋于增大,且相对潮湿的自然环境更能促进宽大裂隙的后期发育;(2)随着降雨量的减小,蒸发量的增大(即干旱指数的增大),温度的升高和日照的增强,平均裂隙宽度和最大裂隙宽度整体趋于增大,且干旱状态的自然环境更能促进微小裂隙的前期发育;(3)气象环境对遗址的影响是一个复杂的过程,影响的因素较多,且往往是同时进行、相互影响和相互促进的,其对土遗址所产生的影响结果是相似的。
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以大村滑坡群为例,基于详尽的区域地质和钻孔勘测资料,系统分析滑坡群的空间展布、物质组成、滑带、滑床特征等。对大村古滑坡的形成机制进行了分析和论述,进而综合影响滑坡稳定的内在和外在因素,探讨该滑坡体的活化机制。最后,对大村滑坡群的稳定性进行评估。鯵鱼河对滑坡体前缘的持续冲刷深切和暴雨作用,是古滑坡体形成及现代复活的直接诱因。 以大村滑坡群为例,基于详尽的区域地质和钻孔勘测资料,系统分析滑坡群的空间展布、物质组成、滑带、滑床特征等。对大村古滑坡的形成机制进行了分析和论述,进而综合影响滑坡稳定的内在和外在因素,探讨该滑坡体的活化机制。最后,对大村滑坡群的稳定性进行评估。鯵鱼河对滑坡体前缘的持续冲刷深切和暴雨作用,是古滑坡体形成及现代复活的直接诱因。
摘要:
桂北地区铅锌矿产资源的开采对红黏土土层产生了不同程度的污染,为研究铅离子污染对桂林红黏土力学性质的影响,对其重塑样进行三轴不固结不排水剪切试验,测试获得了不同铅离子浓度、作用时间、围压下的应力-应变关系曲线、弹性模量、抗剪强度参数的变化规律。研究结果表明:铅离子污染对桂林重塑红黏土的力学性质有着显著的影响,随着铅离子浓度的增加,土体力学性质随之衰减,并在浓度最大值(1.0%)时达到最低;铅离子污染红黏土应力-应变曲线均呈硬化型,但是随着铅离子浓度的增大,以及围压的增大,其硬化的趋势均有所减弱;弹性模量、抗剪强度随着浓度的变化有着明显的衰减,但是抗剪强度参数在所选的作用时间梯度内其变化并不明显,说明铅离子污染能够在较短时间内完成对土体结构的主体破坏。 桂北地区铅锌矿产资源的开采对红黏土土层产生了不同程度的污染,为研究铅离子污染对桂林红黏土力学性质的影响,对其重塑样进行三轴不固结不排水剪切试验,测试获得了不同铅离子浓度、作用时间、围压下的应力-应变关系曲线、弹性模量、抗剪强度参数的变化规律。研究结果表明:铅离子污染对桂林重塑红黏土的力学性质有着显著的影响,随着铅离子浓度的增加,土体力学性质随之衰减,并在浓度最大值(1.0%)时达到最低;铅离子污染红黏土应力-应变曲线均呈硬化型,但是随着铅离子浓度的增大,以及围压的增大,其硬化的趋势均有所减弱;弹性模量、抗剪强度随着浓度的变化有着明显的衰减,但是抗剪强度参数在所选的作用时间梯度内其变化并不明显,说明铅离子污染能够在较短时间内完成对土体结构的主体破坏。
摘要:
土遗址保护是目前国内外文物保护研究的热点问题,但关于土遗址的病害量化,各病害间的关联程度以及土遗址的危险性评价却少有研究。通过对青海省湟中明长城的17个单体建筑-烽火台的现场调查,采用灰色关联理论分析坍塌体积、掏蚀体积、冲沟体积、裂隙长度、洞穴体积、片状剥离面积、生物破坏面积7个影响因子的权重及关联性,并建立土遗址单体的危险性评价模型进而对其进行危险性评价,最终确定各单体建筑的危险程度。 土遗址保护是目前国内外文物保护研究的热点问题,但关于土遗址的病害量化,各病害间的关联程度以及土遗址的危险性评价却少有研究。通过对青海省湟中明长城的17个单体建筑-烽火台的现场调查,采用灰色关联理论分析坍塌体积、掏蚀体积、冲沟体积、裂隙长度、洞穴体积、片状剥离面积、生物破坏面积7个影响因子的权重及关联性,并建立土遗址单体的危险性评价模型进而对其进行危险性评价,最终确定各单体建筑的危险程度。
摘要:
黄土高原生态环境脆弱,且随着人类工程活动日益频繁,黄土滑坡等地质灾害问题也日益严重。植物护坡是恢复黄土边坡生态和防治黄土边坡地质灾害的有效手段。本文基于延安地区黄土边坡调查,通过植物科属分布及密度,及其在边坡植被群落结构中的生长特征等分析,查明植物生长特征与边坡生境的相关联系,筛选适宜当地环境的护坡树种;通过原位试验,分析植物根系固土护坡效应;最后在总结上述研究成果的基础上,提出了该地区适宜的护坡植物,为陕北地区黄土边坡植物防护设计提供了理论依据。本研究成果能促进植物在西北黄土地区的工程应用,为西北黄土边坡复合型生态防护技术提供指导。 黄土高原生态环境脆弱,且随着人类工程活动日益频繁,黄土滑坡等地质灾害问题也日益严重。植物护坡是恢复黄土边坡生态和防治黄土边坡地质灾害的有效手段。本文基于延安地区黄土边坡调查,通过植物科属分布及密度,及其在边坡植被群落结构中的生长特征等分析,查明植物生长特征与边坡生境的相关联系,筛选适宜当地环境的护坡树种;通过原位试验,分析植物根系固土护坡效应;最后在总结上述研究成果的基础上,提出了该地区适宜的护坡植物,为陕北地区黄土边坡植物防护设计提供了理论依据。本研究成果能促进植物在西北黄土地区的工程应用,为西北黄土边坡复合型生态防护技术提供指导。
摘要:
研究表明区域地应力场会影响火山岩脉群分布及火山口排列。通常情况下火山口排列与喷发时区域最大水平主应力方向平行,与最小水平主应力垂直。本文结合国外较成熟的火山口排列调查法,以我国黑龙江省的五大连池为研究对象。在遥感图像和火山口年代数据的基础上,经过图像处理,火山群构造图分析及火山群线性模式处理后反演出五大连池的区域地应力场。结果表明:此方法反演出的五大连池最大水平主应力方向是北东向,与震源机制解的应力方向信息相符。国外已对该方法开展了较全面的研究,然而国内这方面几乎没人研究。反演结果论证了方法的实用性,可以将方法应用在国内典型火山群区域,补充区域的应力方向信息。 研究表明区域地应力场会影响火山岩脉群分布及火山口排列。通常情况下火山口排列与喷发时区域最大水平主应力方向平行,与最小水平主应力垂直。本文结合国外较成熟的火山口排列调查法,以我国黑龙江省的五大连池为研究对象。在遥感图像和火山口年代数据的基础上,经过图像处理,火山群构造图分析及火山群线性模式处理后反演出五大连池的区域地应力场。结果表明:此方法反演出的五大连池最大水平主应力方向是北东向,与震源机制解的应力方向信息相符。国外已对该方法开展了较全面的研究,然而国内这方面几乎没人研究。反演结果论证了方法的实用性,可以将方法应用在国内典型火山群区域,补充区域的应力方向信息。
摘要:
构造地貌是由地壳新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌或地形,断层活动控制下的构造地貌的发育演化可以作为比较直观的断层活动证据,本文通过开展遥感解译、地面调查和综合勘查等工作,对长乐-南澳断裂带地区的构造地貌特征及第四纪活动性开展了研究,结果表明:测区北东向与北西向两组断裂控制了本区的地貌发育,形成了纵切成条、横切成块的地貌格局;断裂带线性影像特征清晰,具有明显的分带性;可见多种对断裂第四纪活动性有指示意义的微地貌发育,说明断裂带局部在第四纪有一定活动性,活动方向有垂直和水平两种;区内主要断裂带的活动性有一定的差异,自西北向东南、自内陆向沿海活动性逐渐增强,断裂的主要活动时代为晚更新世以前,局部地段有全新世活动的迹象。 构造地貌是由地壳新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌或地形,断层活动控制下的构造地貌的发育演化可以作为比较直观的断层活动证据,本文通过开展遥感解译、地面调查和综合勘查等工作,对长乐-南澳断裂带地区的构造地貌特征及第四纪活动性开展了研究,结果表明:测区北东向与北西向两组断裂控制了本区的地貌发育,形成了纵切成条、横切成块的地貌格局;断裂带线性影像特征清晰,具有明显的分带性;可见多种对断裂第四纪活动性有指示意义的微地貌发育,说明断裂带局部在第四纪有一定活动性,活动方向有垂直和水平两种;区内主要断裂带的活动性有一定的差异,自西北向东南、自内陆向沿海活动性逐渐增强,断裂的主要活动时代为晚更新世以前,局部地段有全新世活动的迹象。
摘要:
地面沉降是目前长江三角洲经济区最主要的一种地质灾害。随着苏锡常地区地下水的全面禁采,目前土体的压缩变形主要来自弱透水层。本文以无锡市锡山区光明村06号钻孔为例,采用压汞试验(MIP)对钻孔土样中的孔隙分布进行了分析,研究了黏性土中的孔隙与地面沉降之间的关系;根据MIP的孔隙分析结果,提出了团粒间孔隙比emip 的概念,并将此作为评价弱透水层压缩潜力的指标;采用这一指标,对该钻孔中的弱透水层的地面沉降潜力进行了评价。地面沉降潜力由大到小依次为:第Ⅰ-1弱透水层、第Ⅱ弱透水层、第Ⅰ-2弱透水层、第Ⅰ-3弱透水层。这一结果与土样压缩参数及扫描电镜(SEM)的微观结构分析结果完全一致,是判定弱透水层地面沉降压缩潜力行之有效的一种方法。 地面沉降是目前长江三角洲经济区最主要的一种地质灾害。随着苏锡常地区地下水的全面禁采,目前土体的压缩变形主要来自弱透水层。本文以无锡市锡山区光明村06号钻孔为例,采用压汞试验(MIP)对钻孔土样中的孔隙分布进行了分析,研究了黏性土中的孔隙与地面沉降之间的关系;根据MIP的孔隙分析结果,提出了团粒间孔隙比emip 的概念,并将此作为评价弱透水层压缩潜力的指标;采用这一指标,对该钻孔中的弱透水层的地面沉降潜力进行了评价。地面沉降潜力由大到小依次为:第Ⅰ-1弱透水层、第Ⅱ弱透水层、第Ⅰ-2弱透水层、第Ⅰ-3弱透水层。这一结果与土样压缩参数及扫描电镜(SEM)的微观结构分析结果完全一致,是判定弱透水层地面沉降压缩潜力行之有效的一种方法。
议题五:工程地质新理论与新技术
摘要:
以水泥、粉煤灰、矿粉为主要原材料,按照质量比16:3:1分别制得了不同水胶比(0.43、0.5、0.6)不同气泡含量的泡沫混凝土。对试样进行单轴压缩试验,得到了泡沫混凝土的应力-应变曲线和峰值应力,试验研究了不同水胶比的泡沫混凝土其应力-应变曲线变化规律、水胶比对抗压强度和弹性模量的影响。结果表明:不同水胶比的泡沫混凝土其应力-应变曲线变化规律基本一致,均经历密实、弹性、屈服、破坏4个阶段。水胶比对低气泡率泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量影响较大,而对于高气泡率泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小,且对于不同水胶比的泡沫混凝土,其抗压强度和弹性模量均与气泡率呈指数关系。 以水泥、粉煤灰、矿粉为主要原材料,按照质量比16:3:1分别制得了不同水胶比(0.43、0.5、0.6)不同气泡含量的泡沫混凝土。对试样进行单轴压缩试验,得到了泡沫混凝土的应力-应变曲线和峰值应力,试验研究了不同水胶比的泡沫混凝土其应力-应变曲线变化规律、水胶比对抗压强度和弹性模量的影响。结果表明:不同水胶比的泡沫混凝土其应力-应变曲线变化规律基本一致,均经历密实、弹性、屈服、破坏4个阶段。水胶比对低气泡率泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量影响较大,而对于高气泡率泡沫混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小,且对于不同水胶比的泡沫混凝土,其抗压强度和弹性模量均与气泡率呈指数关系。
摘要:
滑坡等地质灾害的治理具有各种难点和迫切性,以往的治理手段都存在各式各样的不足之处。高聚物材料具有强度高、轻质、膨胀性好、凝结时间短、不透水、耐久性好、灌浆设备轻便以及对既有结构损伤小等优点,且在岩土领域主要得到了较为广泛的应用,通过分析发现,高聚物注浆加固技术对滑坡治理的种种不利条件都能够很好地应对。因此,创新性地提出采用高聚物注浆加固技术进行滑坡治理的方法。对高聚物注浆加固前后的边坡变形和稳定性进行有限元分析,结果表明,高聚物注浆可以增大滑弧深度和路径,避免浅层滑坡,从而提高边坡稳定性,减小边坡变形,加固后的安全系数可增大38%,最大位移可减小约29%。因而,初步验证高聚物注浆的有效性。 滑坡等地质灾害的治理具有各种难点和迫切性,以往的治理手段都存在各式各样的不足之处。高聚物材料具有强度高、轻质、膨胀性好、凝结时间短、不透水、耐久性好、灌浆设备轻便以及对既有结构损伤小等优点,且在岩土领域主要得到了较为广泛的应用,通过分析发现,高聚物注浆加固技术对滑坡治理的种种不利条件都能够很好地应对。因此,创新性地提出采用高聚物注浆加固技术进行滑坡治理的方法。对高聚物注浆加固前后的边坡变形和稳定性进行有限元分析,结果表明,高聚物注浆可以增大滑弧深度和路径,避免浅层滑坡,从而提高边坡稳定性,减小边坡变形,加固后的安全系数可增大38%,最大位移可减小约29%。因而,初步验证高聚物注浆的有效性。
摘要:
海床覆盖着的深厚软土具有灵敏度高、强度低、承载力低等特点,传统的孔压静力触探技术(CPTU)不能获取准确的参数,因此全流触探贯入技术(Full Flow Penetration)逐渐发展起来。全流触探贯入技术针对软土的特征进行了优化,增大了探头投影面积可以提高贯入阻力的准确性,改变探头形状可以通过循环贯入试验剪切将土体重塑,这种新技术能够很好地获取和采集测试点的基本参数,对于土层的划分有着较好地适用性,并能通过计算得到土的基本物理力学指标,对于工程地质评价有较高的准确性。本文通过对全流触探贯入技术的种类、方法、贯入机理以及参数估算进行分析,总结了全流触探贯入技术的优缺点和适用范围,展望了未来全流触探贯入技术的发展方向。 海床覆盖着的深厚软土具有灵敏度高、强度低、承载力低等特点,传统的孔压静力触探技术(CPTU)不能获取准确的参数,因此全流触探贯入技术(Full Flow Penetration)逐渐发展起来。全流触探贯入技术针对软土的特征进行了优化,增大了探头投影面积可以提高贯入阻力的准确性,改变探头形状可以通过循环贯入试验剪切将土体重塑,这种新技术能够很好地获取和采集测试点的基本参数,对于土层的划分有着较好地适用性,并能通过计算得到土的基本物理力学指标,对于工程地质评价有较高的准确性。本文通过对全流触探贯入技术的种类、方法、贯入机理以及参数估算进行分析,总结了全流触探贯入技术的优缺点和适用范围,展望了未来全流触探贯入技术的发展方向。
摘要:
三维激光扫描作为一项的获取实物三维空间数据的新兴测量技术,以其限制少、精度高、速度快特点,广泛应用到工程领域中。摩崖石刻类石质文物在勘察和保护设计过程中,崖面的节理裂隙对文物病害的形成和发展有极大影响。利用三维激光扫描及其后处理成果,查明崖面节理裂隙的分布、产状和间距,对于研究文物病害产生原因,提出合理的文物保护措施和治理建议十分重要。本文通过分析石质文物病害产生原因,以及节理裂隙在其中的作用,辅以工程实例,探讨了三维激光扫描在摩崖石刻类石质文物地质勘察中查明节理裂隙的应用方法。 三维激光扫描作为一项的获取实物三维空间数据的新兴测量技术,以其限制少、精度高、速度快特点,广泛应用到工程领域中。摩崖石刻类石质文物在勘察和保护设计过程中,崖面的节理裂隙对文物病害的形成和发展有极大影响。利用三维激光扫描及其后处理成果,查明崖面节理裂隙的分布、产状和间距,对于研究文物病害产生原因,提出合理的文物保护措施和治理建议十分重要。本文通过分析石质文物病害产生原因,以及节理裂隙在其中的作用,辅以工程实例,探讨了三维激光扫描在摩崖石刻类石质文物地质勘察中查明节理裂隙的应用方法。
摘要:
为提高边坡稳定分析精度,后沿张裂缝深度计算十分重要。分析了现有文献中的3种方法,简述了导出这些公式的模型。总结3个裂缝深度公式,虽然形式不同,但计算结果相等,提出了建议采用的公式。对条块模型的极值高度进行分析,发现极值高度条块为极小高度条块,其高度与已有3种方法计算的张裂缝深度相等,条块底倾角是滑面后部最大倾角。从力学角度分析,认为极小高度条块后部坡体即是承受滑体拉力的稳定体。上述分析完善了张裂缝产生的条件与机理。 为提高边坡稳定分析精度,后沿张裂缝深度计算十分重要。分析了现有文献中的3种方法,简述了导出这些公式的模型。总结3个裂缝深度公式,虽然形式不同,但计算结果相等,提出了建议采用的公式。对条块模型的极值高度进行分析,发现极值高度条块为极小高度条块,其高度与已有3种方法计算的张裂缝深度相等,条块底倾角是滑面后部最大倾角。从力学角度分析,认为极小高度条块后部坡体即是承受滑体拉力的稳定体。上述分析完善了张裂缝产生的条件与机理。
摘要:
FLAC3D作为数值模拟中应用很广泛的一种软件,在实现地学领域上的三维模型模拟,主要有以下基本步骤:模型建立、定义本构及参数设定、设置初始条件和边界条件、求解应力场。然而,复杂三维地质体模型的建立一直是FLAC3D软件前处理中的难题。本文提出了一种快速建立复杂三维地质模型的新方法,即借助Matlab软件强大的矩阵功能和Surfer强大的插值功能,对网格进行前处理。结果表明,模型与实体地形和地质结构吻合度极高,建模过程实用、操作性强,是FLAC3D软件前处理的一种新方法。 FLAC3D作为数值模拟中应用很广泛的一种软件,在实现地学领域上的三维模型模拟,主要有以下基本步骤:模型建立、定义本构及参数设定、设置初始条件和边界条件、求解应力场。然而,复杂三维地质体模型的建立一直是FLAC3D软件前处理中的难题。本文提出了一种快速建立复杂三维地质模型的新方法,即借助Matlab软件强大的矩阵功能和Surfer强大的插值功能,对网格进行前处理。结果表明,模型与实体地形和地质结构吻合度极高,建模过程实用、操作性强,是FLAC3D软件前处理的一种新方法。
摘要:
传统T型触探探头截面为圆形,受探头表面粗糙度的影响,完全光滑与完全粗糙两种极限条件下,阻力系数差值与平均值之比为26%,阻力系数受表面粗糙度的影响较大。为了减少探头表面粗糙度的影响,研究了椭圆形截面T型触探贯入阻力以及最优的轴长比。假定软土强度服从Tresca强度条件,采用上下限定理,求得了椭圆形截面无限长杆在无限软黏土空间中均速运动的阻力系数。结果表明,沿短轴下压,随着椭圆短轴与长轴比的减小,探头表面粗糙度对阻力系数的影响逐渐减小。轴长比为0.3~0.5时,贯入阻力系数差值与平均值之比降至9%~14%。 传统T型触探探头截面为圆形,受探头表面粗糙度的影响,完全光滑与完全粗糙两种极限条件下,阻力系数差值与平均值之比为26%,阻力系数受表面粗糙度的影响较大。为了减少探头表面粗糙度的影响,研究了椭圆形截面T型触探贯入阻力以及最优的轴长比。假定软土强度服从Tresca强度条件,采用上下限定理,求得了椭圆形截面无限长杆在无限软黏土空间中均速运动的阻力系数。结果表明,沿短轴下压,随着椭圆短轴与长轴比的减小,探头表面粗糙度对阻力系数的影响逐渐减小。轴长比为0.3~0.5时,贯入阻力系数差值与平均值之比降至9%~14%。
摘要:
北川地区的山坡坡面和沟壑中覆盖着由2008年5月12日汶川地震而产生的大量松散土石堆积体,并在震后的几个月到几年的过程中,因持续降雨作用经历了几次严重的山体滑坡和泥石流灾害。本文基于北川地质、地形和降雨等实地考察资料,对北川土和粉细砂两种斜坡堆积土,进行了一系列降雨条件下的泥石流启动室内模型试验,分析了降雨历时、雨强、土坡坡角、土体密度等因素对泥石流启动的影响,揭示了北川土和粉细砂在降雨作用下泥石流启动的过程和机理。结果表明:(1)北川土的泥石流启动过程仅经历了完全入渗阶段,泥石流启动所需的临界雨强相对较大;(2)粉细砂的泥石流启动过程经历了完全入渗、薄层和深层地表径流3个阶段,当雨强超过一定量时,坡度越大,泥石流启动所需降雨历时越长;(3)粉细砂和北川土泥石流的启动均是重力和渗流共同作用的结果,而重力和渗流作用的大小取决于土的颗粒大小和级配。本研究成果为降雨作用下北川地区的泥石流灾害预警提供了重要的参考依据。 北川地区的山坡坡面和沟壑中覆盖着由2008年5月12日汶川地震而产生的大量松散土石堆积体,并在震后的几个月到几年的过程中,因持续降雨作用经历了几次严重的山体滑坡和泥石流灾害。本文基于北川地质、地形和降雨等实地考察资料,对北川土和粉细砂两种斜坡堆积土,进行了一系列降雨条件下的泥石流启动室内模型试验,分析了降雨历时、雨强、土坡坡角、土体密度等因素对泥石流启动的影响,揭示了北川土和粉细砂在降雨作用下泥石流启动的过程和机理。结果表明:(1)北川土的泥石流启动过程仅经历了完全入渗阶段,泥石流启动所需的临界雨强相对较大;(2)粉细砂的泥石流启动过程经历了完全入渗、薄层和深层地表径流3个阶段,当雨强超过一定量时,坡度越大,泥石流启动所需降雨历时越长;(3)粉细砂和北川土泥石流的启动均是重力和渗流共同作用的结果,而重力和渗流作用的大小取决于土的颗粒大小和级配。本研究成果为降雨作用下北川地区的泥石流灾害预警提供了重要的参考依据。
摘要:
通过对CFG桩复合地基性能分析发现,CFG桩-筏复合地基在边桩外侧约一倍桩距的区域形成了一条塑性变形带,是导致复合地基的整体失稳的主要原因。在塑性变形带增加一排护桩,并对加桩前后复合地基的应力变化、地基沉降等特征进行对比分析,发现加桩后地基性能得到明显改变,在相同条件下,地基沉降量明显减少,地基稳定性明显提高。 通过对CFG桩复合地基性能分析发现,CFG桩-筏复合地基在边桩外侧约一倍桩距的区域形成了一条塑性变形带,是导致复合地基的整体失稳的主要原因。在塑性变形带增加一排护桩,并对加桩前后复合地基的应力变化、地基沉降等特征进行对比分析,发现加桩后地基性能得到明显改变,在相同条件下,地基沉降量明显减少,地基稳定性明显提高。
摘要:
针对灌注桩抗拔试验过程中出现裂缝的问题,以山东某新建换流站试桩工程为例,研究了灌注桩裂缝产生的过程、裂缝缝宽的变化规律以及裂缝的分布范围,在此基础上分析了裂缝产生的原因,最后提出了相应的防治措施,以供类似工程进行借鉴。 针对灌注桩抗拔试验过程中出现裂缝的问题,以山东某新建换流站试桩工程为例,研究了灌注桩裂缝产生的过程、裂缝缝宽的变化规律以及裂缝的分布范围,在此基础上分析了裂缝产生的原因,最后提出了相应的防治措施,以供类似工程进行借鉴。
摘要:
摘要为了研究柴油污染砂土体积含水量的快速测试方法,通过向砂土中人为掺入不同比例柴油,配制成不同污染程度的有机物污染土,并通过对受柴油污染的砂土进行TDR测试,探讨一定干密度下砂土介电常数与砂土含水量和含油量之间的关系。试验结果表明:当砂土中只含有去离子水或孔隙液为去离子水与柴油混合液时,TDR反射波形随着含水量的增加有明显延迟现象,计算得到介电常数随含水量的增加而增大;当砂土中只含有柴油时,TDR反射波形随着含油量的增加只有小幅延迟,计算得到的介电常数亦随着含油量的增加而增加;TDR测试可用于快速检测柴油污染土的污染程度。 摘要为了研究柴油污染砂土体积含水量的快速测试方法,通过向砂土中人为掺入不同比例柴油,配制成不同污染程度的有机物污染土,并通过对受柴油污染的砂土进行TDR测试,探讨一定干密度下砂土介电常数与砂土含水量和含油量之间的关系。试验结果表明:当砂土中只含有去离子水或孔隙液为去离子水与柴油混合液时,TDR反射波形随着含水量的增加有明显延迟现象,计算得到介电常数随含水量的增加而增大;当砂土中只含有柴油时,TDR反射波形随着含油量的增加只有小幅延迟,计算得到的介电常数亦随着含油量的增加而增加;TDR测试可用于快速检测柴油污染土的污染程度。
摘要:
近年来,随着油气储运技术的发展,管道已经日益在各种地质地貌复杂的区域和各种特殊地理环境中成功的进行了敷设。但湿陷性黄土地区和山体滑坡地区等特殊管段,油气管道会受到条件的制约,甚至在铺设或运营过程中出现种种问题。本文在力学分析与计算的基础上,通过建立力学模型;结合相似模拟实验分析管道在边坡按不同角度敷设,水流冲刷对油气管道的影响作用;同时借鉴国外管道风险评价技术的基本思想和处理方法,建立了黄土地区特殊管段的风险评价方法,研究对黄土区的管道铺设具有一定指导意义及参考价值。 近年来,随着油气储运技术的发展,管道已经日益在各种地质地貌复杂的区域和各种特殊地理环境中成功的进行了敷设。但湿陷性黄土地区和山体滑坡地区等特殊管段,油气管道会受到条件的制约,甚至在铺设或运营过程中出现种种问题。本文在力学分析与计算的基础上,通过建立力学模型;结合相似模拟实验分析管道在边坡按不同角度敷设,水流冲刷对油气管道的影响作用;同时借鉴国外管道风险评价技术的基本思想和处理方法,建立了黄土地区特殊管段的风险评价方法,研究对黄土区的管道铺设具有一定指导意义及参考价值。
摘要:
本文采用应变控制式三轴仪,在分级加载条件下,分别对含石量为20%和30%的土石混合体进行三轴应力松弛试验。根据试验结果,对土石混合体的应力松弛阶段进行了划分,通过对不同含石量试样的应力松弛特征的对比和分析发现:随着初始应力的增加,应力松弛量增大,应力松弛比减小。高含石量的应力松弛量和应力松弛比均较小,即增加含石量可以减小土石混合体的应力衰减。采用Wiechert模型能够较好的描述土石混合体的应力松弛特征,基于该模型的拟合曲线与试验结果较为吻合。 本文采用应变控制式三轴仪,在分级加载条件下,分别对含石量为20%和30%的土石混合体进行三轴应力松弛试验。根据试验结果,对土石混合体的应力松弛阶段进行了划分,通过对不同含石量试样的应力松弛特征的对比和分析发现:随着初始应力的增加,应力松弛量增大,应力松弛比减小。高含石量的应力松弛量和应力松弛比均较小,即增加含石量可以减小土石混合体的应力衰减。采用Wiechert模型能够较好的描述土石混合体的应力松弛特征,基于该模型的拟合曲线与试验结果较为吻合。
摘要:
针对高速滑坡具有启程剧动的特点,本文认为滑坡高速启动是由于锁固段突然发生脆性断裂产生震动,使滑体获得加速度,在与自身重力的耦合作用下,滑坡骤然启动。以云南头寨大型高速滑坡为例,根据现场调查结果,运用断裂力学理论,对锁固段从剪断到震动加速的过程进行理论分析,计算出了锁固段在剪切破坏过程中所释放的应变能,换算成相应的震级后与头寨滑坡所诱发地震的震级相吻合,并得出滑坡启动速度为46.1ms-1。在此基础上,利用PFC2D软件对锁固段颗粒流进行数值模拟,模拟结果表明,随着锁固段颗粒刚度增大,在受到剪应力作用时颗粒内积聚应变能也越大,从而导致滑体获得较大的启动速度。 针对高速滑坡具有启程剧动的特点,本文认为滑坡高速启动是由于锁固段突然发生脆性断裂产生震动,使滑体获得加速度,在与自身重力的耦合作用下,滑坡骤然启动。以云南头寨大型高速滑坡为例,根据现场调查结果,运用断裂力学理论,对锁固段从剪断到震动加速的过程进行理论分析,计算出了锁固段在剪切破坏过程中所释放的应变能,换算成相应的震级后与头寨滑坡所诱发地震的震级相吻合,并得出滑坡启动速度为46.1ms-1。在此基础上,利用PFC2D软件对锁固段颗粒流进行数值模拟,模拟结果表明,随着锁固段颗粒刚度增大,在受到剪应力作用时颗粒内积聚应变能也越大,从而导致滑体获得较大的启动速度。
摘要:
随着城市建设的快速发展,预制桩因其良好性能广泛的应用于工程中。针对预制桩沉桩对桩周土的影响,本文利用室内模型实验和有限元大变形法模拟,分析桩周土的孔压场和应力场的变化。发现预制桩沉桩过程中,在相同深度下距离桩轴越远,桩周土超孔隙水压力越小但消散的越快,其影响半径大约为10倍桩径,在深度方向也有相似的规律;沉桩时桩周径向的挤压重塑主要发生在距离桩周1倍桩径范围内,位移场的影响范围约为5倍桩径;沉桩时会产生较大的侧向挤压应力,应力场的影响范围约为7.5倍桩径。 随着城市建设的快速发展,预制桩因其良好性能广泛的应用于工程中。针对预制桩沉桩对桩周土的影响,本文利用室内模型实验和有限元大变形法模拟,分析桩周土的孔压场和应力场的变化。发现预制桩沉桩过程中,在相同深度下距离桩轴越远,桩周土超孔隙水压力越小但消散的越快,其影响半径大约为10倍桩径,在深度方向也有相似的规律;沉桩时桩周径向的挤压重塑主要发生在距离桩周1倍桩径范围内,位移场的影响范围约为5倍桩径;沉桩时会产生较大的侧向挤压应力,应力场的影响范围约为7.5倍桩径。
摘要:
水泥土搅拌桩缺乏有效的质量检测手段长久以来困扰从业者,也限制其发展。基于已有研究成果和常用检测方法的对比分析,提出以标贯击数为主要评判指标、辅以芯样观测的检测方法,分土层对搅拌桩质量进行评价,并基于上海某实际搅拌桩工程,对标贯试验的评价体系进行了试验研究。研究表明:桩体标贯击数与桩体加固效果随深度与龄期的变化规律均受到土层性质的显著影响,应当在评价标准中予以体现;通过对标贯击数进行分土层统计分析,得到了各土层中桩体标贯击数的最大概率区间以及建议范围,其中第③层中的建议范围为10~18击,第④层为5~12击,第②3与③夹层为11~23击。在此基础上,提出上海地区水泥土搅拌桩综合检测细则的草案,为实际运用提供参考。 水泥土搅拌桩缺乏有效的质量检测手段长久以来困扰从业者,也限制其发展。基于已有研究成果和常用检测方法的对比分析,提出以标贯击数为主要评判指标、辅以芯样观测的检测方法,分土层对搅拌桩质量进行评价,并基于上海某实际搅拌桩工程,对标贯试验的评价体系进行了试验研究。研究表明:桩体标贯击数与桩体加固效果随深度与龄期的变化规律均受到土层性质的显著影响,应当在评价标准中予以体现;通过对标贯击数进行分土层统计分析,得到了各土层中桩体标贯击数的最大概率区间以及建议范围,其中第③层中的建议范围为10~18击,第④层为5~12击,第②3与③夹层为11~23击。在此基础上,提出上海地区水泥土搅拌桩综合检测细则的草案,为实际运用提供参考。
议题六:工程地质教育与学科发展
摘要:
黄土地貌是地貌学重要研究内容之一,它在环境地质、水文地质、工程地质等学科中具有着广泛而重要的应用,因此很早就吸引了国内外学者的关注。然而,由于黄土地貌的分布、形态及成因的复杂性,至今仍没有一套系统、全面而又不失实用性的分类系统。目前许多地貌类型的分类与命名缺乏统一的定义与具体释义,因而造成了大量概念混淆、错用误用的现象。本文在对黄土地貌研究历史和黄土地貌成因进行总结的基础上,结合野外调查资料,按照成因和形态相结合,兼顾地貌分类的全面性、系统性、实用性原则,尝试建立了一套新的黄土地貌分类系统。黄土地貌成因包括新生代构造运动(内营力)、岩土性质、外营力、人类活动的影响等。新的分类系统不仅补充了旧的分类中所缺少的地貌类型,而且对以往容易混淆的黄土地貌概念赋予了特定的内涵,最终将黄土地貌划分为黄土侵蚀-构造堆积地貌、黄土现代构造(变形)地貌、黄土湿陷地貌、黄土侵蚀地貌4大类。并对这4类黄土地貌类型进行了简单介绍。新的分类系统既考虑了黄土地貌分类的全面性、系统性,也兼顾了实际科研和生产工作的需要,因此更具理论和实际应用价值。 黄土地貌是地貌学重要研究内容之一,它在环境地质、水文地质、工程地质等学科中具有着广泛而重要的应用,因此很早就吸引了国内外学者的关注。然而,由于黄土地貌的分布、形态及成因的复杂性,至今仍没有一套系统、全面而又不失实用性的分类系统。目前许多地貌类型的分类与命名缺乏统一的定义与具体释义,因而造成了大量概念混淆、错用误用的现象。本文在对黄土地貌研究历史和黄土地貌成因进行总结的基础上,结合野外调查资料,按照成因和形态相结合,兼顾地貌分类的全面性、系统性、实用性原则,尝试建立了一套新的黄土地貌分类系统。黄土地貌成因包括新生代构造运动(内营力)、岩土性质、外营力、人类活动的影响等。新的分类系统不仅补充了旧的分类中所缺少的地貌类型,而且对以往容易混淆的黄土地貌概念赋予了特定的内涵,最终将黄土地貌划分为黄土侵蚀-构造堆积地貌、黄土现代构造(变形)地貌、黄土湿陷地貌、黄土侵蚀地貌4大类。并对这4类黄土地貌类型进行了简单介绍。新的分类系统既考虑了黄土地貌分类的全面性、系统性,也兼顾了实际科研和生产工作的需要,因此更具理论和实际应用价值。
议题七:能源与资源开发工程地质
摘要:
由于页岩气赋存机理的特殊性,页岩气成藏受保存条件及顶板类型的影响。封存顶板岩层对页岩气封盖影响极大。本文对页岩气藏封存顶板的破裂机理进行理论分析,并建立模型对顶板进行数值模拟。顶板岩层破裂与注水压力、岩石抗拉强度、地应力有关。封存顶板的破裂机理为压裂初始阶段,储层膨胀变形,封存顶板受压产生剪切裂纹,压裂液进入顶板,当注水压力小于最小主应力时,岩层发生剪切破裂,注水压力达到最小主应力和地应力之和时,岩石发生剪切破裂和张性破裂,裂缝增加并扩展,形成网状体系。数值模拟结果显示,压裂注水会在储层产生水力破坏区域,注水压力升高,水力破坏区域扩大并相互叠加影响,使得水力破坏集中于中间注水口的上部,当顶板岩层内部出现水力破坏区域时,岩石会发生破裂产生裂缝。在储层压裂的整个过程中,开始1h内,裂缝在储层内发展,顶板保持稳定,空隙水压力和变形很小,顶板岩层底部有少量裂纹。压裂2h,顶板底部裂缝增多,岩石空隙水压力上升,且顶板发生变形,中间变形最为明显。压裂3h,裂缝从顶板底部延伸到上部,岩层内部裂缝快速发育,空隙水压力持续升高,变形加大。数值模拟的结果与破裂机理的分析结果相吻合。 由于页岩气赋存机理的特殊性,页岩气成藏受保存条件及顶板类型的影响。封存顶板岩层对页岩气封盖影响极大。本文对页岩气藏封存顶板的破裂机理进行理论分析,并建立模型对顶板进行数值模拟。顶板岩层破裂与注水压力、岩石抗拉强度、地应力有关。封存顶板的破裂机理为压裂初始阶段,储层膨胀变形,封存顶板受压产生剪切裂纹,压裂液进入顶板,当注水压力小于最小主应力时,岩层发生剪切破裂,注水压力达到最小主应力和地应力之和时,岩石发生剪切破裂和张性破裂,裂缝增加并扩展,形成网状体系。数值模拟结果显示,压裂注水会在储层产生水力破坏区域,注水压力升高,水力破坏区域扩大并相互叠加影响,使得水力破坏集中于中间注水口的上部,当顶板岩层内部出现水力破坏区域时,岩石会发生破裂产生裂缝。在储层压裂的整个过程中,开始1h内,裂缝在储层内发展,顶板保持稳定,空隙水压力和变形很小,顶板岩层底部有少量裂纹。压裂2h,顶板底部裂缝增多,岩石空隙水压力上升,且顶板发生变形,中间变形最为明显。压裂3h,裂缝从顶板底部延伸到上部,岩层内部裂缝快速发育,空隙水压力持续升高,变形加大。数值模拟的结果与破裂机理的分析结果相吻合。
摘要:
哈萨克斯坦marsel区块具有较好的生烃条件但勘探程度较低,且不同阶段对其资源潜力的认识差别较大。烃源岩内有机碳含量TOC常用作有效烃源岩判别和评价的标准,也是成因法计算资源量的关键参数,受烃源岩热演化作用和生排烃作用的影响,其内TOC的含量必然会有所降低,因此基于当前测定的残余TOC评价出的有效烃源岩和计算出的资源量也势必会产生一定误差,进而影响油气勘探决策的部署。为准确地反映marsel区块烃源岩的有效性和资源潜力,本文基于物质平衡原理和TOC恢复系数公式对marsel区块烃源岩内残余TOC进行恢复,根据恢复的结果重新拟定了研究区有效烃源岩判别标准,并计算出石炭系和泥盆系的资源量。结果表明,marsel区块石炭系和泥盆系有效烃源岩TOC下限值分别为0.30%和0.25%;估算可采资源量约为(2.62~5.10)1012m3,平均约为3.791012m3。用恢复后的TOC评价的有效烃源岩分布范围和估算出的可采资源量更能准确反映marsel区块主力层系的实际资源潜力,该方法对于烃源岩热演化程度较高、现今残余TOC较低的低勘探程度研究区具有一定指导意义。 哈萨克斯坦marsel区块具有较好的生烃条件但勘探程度较低,且不同阶段对其资源潜力的认识差别较大。烃源岩内有机碳含量TOC常用作有效烃源岩判别和评价的标准,也是成因法计算资源量的关键参数,受烃源岩热演化作用和生排烃作用的影响,其内TOC的含量必然会有所降低,因此基于当前测定的残余TOC评价出的有效烃源岩和计算出的资源量也势必会产生一定误差,进而影响油气勘探决策的部署。为准确地反映marsel区块烃源岩的有效性和资源潜力,本文基于物质平衡原理和TOC恢复系数公式对marsel区块烃源岩内残余TOC进行恢复,根据恢复的结果重新拟定了研究区有效烃源岩判别标准,并计算出石炭系和泥盆系的资源量。结果表明,marsel区块石炭系和泥盆系有效烃源岩TOC下限值分别为0.30%和0.25%;估算可采资源量约为(2.62~5.10)1012m3,平均约为3.791012m3。用恢复后的TOC评价的有效烃源岩分布范围和估算出的可采资源量更能准确反映marsel区块主力层系的实际资源潜力,该方法对于烃源岩热演化程度较高、现今残余TOC较低的低勘探程度研究区具有一定指导意义。
摘要:
针对榆神府矿区侏罗系煤层开采导水裂缝带发育高度与传统预计结果存在明显差异的问题,以榆阳煤矿为实际研究背景,在分析水文工程地质条件的基础上,利用原位测试、理论分析与计算机数值模拟等方法,研究了整体结构覆岩下导水裂缝带高度发育特征。研究结果表明:侏罗纪覆岩中砂岩的含量百分数为85%左右,较石炭-二叠纪煤田覆岩中砂岩含量高,侏罗纪煤层顶板覆岩沉积面不明显且纵向裂隙不发育;导致导高发育异常主要原因为顶板覆岩结构的整体性与岩性特征;离散元数值计算结果中覆岩中结构面发育与结构面不发育的情况下导水裂隙带高度分别为60m与95m,验证了覆岩结构整体性是导致导水裂隙带高度异常的主要因素之一。 针对榆神府矿区侏罗系煤层开采导水裂缝带发育高度与传统预计结果存在明显差异的问题,以榆阳煤矿为实际研究背景,在分析水文工程地质条件的基础上,利用原位测试、理论分析与计算机数值模拟等方法,研究了整体结构覆岩下导水裂缝带高度发育特征。研究结果表明:侏罗纪覆岩中砂岩的含量百分数为85%左右,较石炭-二叠纪煤田覆岩中砂岩含量高,侏罗纪煤层顶板覆岩沉积面不明显且纵向裂隙不发育;导致导高发育异常主要原因为顶板覆岩结构的整体性与岩性特征;离散元数值计算结果中覆岩中结构面发育与结构面不发育的情况下导水裂隙带高度分别为60m与95m,验证了覆岩结构整体性是导致导水裂隙带高度异常的主要因素之一。
摘要:
新疆煤质气管道沿线经过的新疆、甘肃等地区分布着大量的盐渍土,盐渍土的盐胀和腐蚀作用通常会导致输油输气管道发生变形甚至泄漏。因此查明盐渍土地区成因、结构特性以及对管道的腐蚀,进而提供有效的防治措施,是管道建设当前和未来发展的一个关键问题。本文主要对研究路线上盐渍土的分布、成因与微观结构进行分析,结合盐渍土对输气管道的腐蚀性室内试验研究,分析腐蚀形貌和腐蚀速率。结果表明:X80钢在盐渍土模拟溶液中发生了严重的全面腐蚀,伴随着局部的点蚀;4组试样都在腐蚀初期产生最大腐蚀速率,腐蚀速率随着温度的适当升高而加快;随着腐蚀时间的延长,模拟溶液对X80钢的腐蚀速率会逐渐下降。本文综合新疆煤制气管道沿线典型盐渍土,研究盐渍土腐蚀性对管道的影响作用,为管线建设和运营提供一定的现实依据。 新疆煤质气管道沿线经过的新疆、甘肃等地区分布着大量的盐渍土,盐渍土的盐胀和腐蚀作用通常会导致输油输气管道发生变形甚至泄漏。因此查明盐渍土地区成因、结构特性以及对管道的腐蚀,进而提供有效的防治措施,是管道建设当前和未来发展的一个关键问题。本文主要对研究路线上盐渍土的分布、成因与微观结构进行分析,结合盐渍土对输气管道的腐蚀性室内试验研究,分析腐蚀形貌和腐蚀速率。结果表明:X80钢在盐渍土模拟溶液中发生了严重的全面腐蚀,伴随着局部的点蚀;4组试样都在腐蚀初期产生最大腐蚀速率,腐蚀速率随着温度的适当升高而加快;随着腐蚀时间的延长,模拟溶液对X80钢的腐蚀速率会逐渐下降。本文综合新疆煤制气管道沿线典型盐渍土,研究盐渍土腐蚀性对管道的影响作用,为管线建设和运营提供一定的现实依据。
摘要:
仙游抽水蓄能电站地质勘察工作从1993年9月开始,2013年12月电站4台机组全部投入商业运行,前后历时20多年,随着勘察工作的深化及工程开工建设开挖揭露情况,工程地质条件也逐渐明朗化,电站的设计工作根据现场揭露的工程地质条件亦进行了相关优化等,在提高工程安全性、稳定性上或降低工程的投资上都起到了相当作用。本文通过仙游抽水蓄能电站前期勘察阶段与施工阶段揭露的工程地质条件对比,针对现场揭露的工程地质条件,阐述相关的设计处理措施,对于类似工程具有借鉴作用。 仙游抽水蓄能电站地质勘察工作从1993年9月开始,2013年12月电站4台机组全部投入商业运行,前后历时20多年,随着勘察工作的深化及工程开工建设开挖揭露情况,工程地质条件也逐渐明朗化,电站的设计工作根据现场揭露的工程地质条件亦进行了相关优化等,在提高工程安全性、稳定性上或降低工程的投资上都起到了相当作用。本文通过仙游抽水蓄能电站前期勘察阶段与施工阶段揭露的工程地质条件对比,针对现场揭露的工程地质条件,阐述相关的设计处理措施,对于类似工程具有借鉴作用。
摘要:
岩溶问题是大岩洞水电站存在的复杂地质工程问题之一,本文着重介绍了该工程针对该问题的勘察评价方法。该工程前期设计阶段通过采取适宜的勘察测试方法,对工程区内主要发育的岩溶现象进行了详细调查,对岩溶发育的主要特征指标进行了统计分析,对岩溶总体发育特征进行了总结,提出了针对该工程的岩溶发育程度划分标准。并结合工程特点,重点对坝基渗漏方面的影响进行了分析评价。 岩溶问题是大岩洞水电站存在的复杂地质工程问题之一,本文着重介绍了该工程针对该问题的勘察评价方法。该工程前期设计阶段通过采取适宜的勘察测试方法,对工程区内主要发育的岩溶现象进行了详细调查,对岩溶发育的主要特征指标进行了统计分析,对岩溶总体发育特征进行了总结,提出了针对该工程的岩溶发育程度划分标准。并结合工程特点,重点对坝基渗漏方面的影响进行了分析评价。
摘要:
锦屏一级水电站坝基地质缺陷发育,采用水泥-化学复合灌浆法对断层、挤压带和岩脉等软弱岩带进行灌浆处理。灌浆后检测成果显示,水泥-化学复核灌浆对坝区岩块岩屑型、岩屑夹泥型及煌斑岩脉等结构面在抗渗性能、变形性能等方面均有较大改善。岩块岩屑型软弱岩带的声波波速较灌前提高约12%~18%,灌后钻孔变模值约为6.0~6.5GPa;岩屑夹泥型软弱岩带声波波速灌前提高6.8%,钻孔变模改善作用较为有限。灌后声波波速、变形模量以及灌后各性能指标提高幅度等能为其他类似工程提供借鉴和参考。 锦屏一级水电站坝基地质缺陷发育,采用水泥-化学复合灌浆法对断层、挤压带和岩脉等软弱岩带进行灌浆处理。灌浆后检测成果显示,水泥-化学复核灌浆对坝区岩块岩屑型、岩屑夹泥型及煌斑岩脉等结构面在抗渗性能、变形性能等方面均有较大改善。岩块岩屑型软弱岩带的声波波速较灌前提高约12%~18%,灌后钻孔变模值约为6.0~6.5GPa;岩屑夹泥型软弱岩带声波波速灌前提高6.8%,钻孔变模改善作用较为有限。灌后声波波速、变形模量以及灌后各性能指标提高幅度等能为其他类似工程提供借鉴和参考。
议题八:城市工程地质
摘要:
对城市地面塌陷进行成因机理分析及分类,是城市地面塌陷预防、探测、治理、研究的基础和关键问题之一。本文以2014年到2015年国内有报道的城市地面塌陷案例为基础,采用统计分析的方法得到了我国城市地面塌陷特点及其诱发原因。并根据成因机理将非洞室诱发城市地面塌陷分为潜蚀型塌陷、冲爆型塌陷、真空吸蚀型塌陷、松散土体型塌陷4类。 对城市地面塌陷进行成因机理分析及分类,是城市地面塌陷预防、探测、治理、研究的基础和关键问题之一。本文以2014年到2015年国内有报道的城市地面塌陷案例为基础,采用统计分析的方法得到了我国城市地面塌陷特点及其诱发原因。并根据成因机理将非洞室诱发城市地面塌陷分为潜蚀型塌陷、冲爆型塌陷、真空吸蚀型塌陷、松散土体型塌陷4类。
摘要:
定向钻穿越技术在各类管道铺设工程中已得到广泛应用,但在输煤管线工程中应用较少,对其可行性开展研究具有重要的工程意义。本文以神渭输煤管线渭河段穿越为研究对象,在现场调查和室内外试验的基础上,建立了曲线型定向钻穿越的三维数值模型,分析了穿越后管线范围内最大主应力和最大剪应力的变化。模拟结果显示,钻孔进入和穿出地面的倾斜段孔壁最大主应力和最大剪应力随着深度的增加而增大,且均超过该区段内岩土体极限平衡状态时的主应力和剪应力强度,形成失稳段;钻至中部水平段时,孔壁最大主应力和最大剪应力基本保持不变,且均小于区段内岩土体极限强度,处于稳定状态。采用泥浆护壁对失稳段土体进行处理,通过提高管道周围土体的抗剪强度指标,增强土体强度。分析结果表明,采用泥浆护壁后整个岩土体均处于稳定状态。本文研究成果可应用于穿越工程的管道支护设计,并可为以后相关工程建设提供参考和技术支持。 定向钻穿越技术在各类管道铺设工程中已得到广泛应用,但在输煤管线工程中应用较少,对其可行性开展研究具有重要的工程意义。本文以神渭输煤管线渭河段穿越为研究对象,在现场调查和室内外试验的基础上,建立了曲线型定向钻穿越的三维数值模型,分析了穿越后管线范围内最大主应力和最大剪应力的变化。模拟结果显示,钻孔进入和穿出地面的倾斜段孔壁最大主应力和最大剪应力随着深度的增加而增大,且均超过该区段内岩土体极限平衡状态时的主应力和剪应力强度,形成失稳段;钻至中部水平段时,孔壁最大主应力和最大剪应力基本保持不变,且均小于区段内岩土体极限强度,处于稳定状态。采用泥浆护壁对失稳段土体进行处理,通过提高管道周围土体的抗剪强度指标,增强土体强度。分析结果表明,采用泥浆护壁后整个岩土体均处于稳定状态。本文研究成果可应用于穿越工程的管道支护设计,并可为以后相关工程建设提供参考和技术支持。
摘要:
本文对黄土高原不同区域马兰黄土的孔隙和颗粒微细观结构特征进行了对比分析。分别选取陕西泾阳、甘肃正宁和甘肃黑方台地区的原状样,进行颗粒分析试验,并用光学显微镜和图像合成技术,获取了其微细结构图像,对孔隙面积、等效直径进行统计,得到黄土孔隙的定量参数。对比表明:平均粒径自西向东递减,甘肃黑方台马兰黄土最大,甘肃正宁居中,泾阳最小,而黄土孔隙平均直径甘肃正宁最小,泾阳与黑方台相近。黄土成分和结构与沉积环境有关,其孔隙分布特征与粒度组成间存在一定关系。 本文对黄土高原不同区域马兰黄土的孔隙和颗粒微细观结构特征进行了对比分析。分别选取陕西泾阳、甘肃正宁和甘肃黑方台地区的原状样,进行颗粒分析试验,并用光学显微镜和图像合成技术,获取了其微细结构图像,对孔隙面积、等效直径进行统计,得到黄土孔隙的定量参数。对比表明:平均粒径自西向东递减,甘肃黑方台马兰黄土最大,甘肃正宁居中,泾阳最小,而黄土孔隙平均直径甘肃正宁最小,泾阳与黑方台相近。黄土成分和结构与沉积环境有关,其孔隙分布特征与粒度组成间存在一定关系。
摘要:
为探究黄土的微观结构特征及其对湿陷性的影响,以黑方台10m、20m、26m和30m埋深的Q3黄土为研究对象,采用双线法测得土体的湿陷系数,并用光学显微镜和图像合成技术获得湿陷前后的微结构图像,统计出孔隙的面积和等效半径,分析了颗粒组成及孔隙等效半径随深度的变化规律,探讨了孔隙分布特征对湿陷性的影响。结果表明:随埋深增大,黑方台黄土颗粒粒径减小、大孔隙减少而中小孔隙增加,峰值对应的孔隙等效半径减小,小于10m的孔隙减小;土体的孔隙分布特征会对其湿陷性产生显著的影响,黄土中的大中孔隙越多,其湿陷系数越大,湿陷性越强。 为探究黄土的微观结构特征及其对湿陷性的影响,以黑方台10m、20m、26m和30m埋深的Q3黄土为研究对象,采用双线法测得土体的湿陷系数,并用光学显微镜和图像合成技术获得湿陷前后的微结构图像,统计出孔隙的面积和等效半径,分析了颗粒组成及孔隙等效半径随深度的变化规律,探讨了孔隙分布特征对湿陷性的影响。结果表明:随埋深增大,黑方台黄土颗粒粒径减小、大孔隙减少而中小孔隙增加,峰值对应的孔隙等效半径减小,小于10m的孔隙减小;土体的孔隙分布特征会对其湿陷性产生显著的影响,黄土中的大中孔隙越多,其湿陷系数越大,湿陷性越强。
摘要:
以江苏某城市的垃圾炉渣为实验材料,通过标准分析筛得到粒径小于等于2mm的颗粒,将制样重复利用后的炉渣颗粒配比成不同含水率后,通过分层击实实验制成不同干密度的试样,制样干密度为d=1.4、1.5和1.6的试样,制样模具为高80mm、直径39.1mm。不同干密度的试样分别做龄期为3d、7d、14d、28d无侧限抗压强度试验,其中一种干密度试样在某一龄期做5组实验以降低离散性的影响。通过大量的实验数据,研究重复利用后炉渣颗粒制成试样的强度随龄期、干密度的变化趋势,并与炉渣初次使用时制成的试样强度进行对比,得出炉渣的强度具有一定的离散性,但总体上随龄期和干密度的增加而增加,且炉渣颗粒重复利用后制成的试样强度有很明显的降低。对炉渣材料做XRD分析,以获得炉渣的主要组成成分来更好的理解炉渣试样的强度特性。文中得出的结论为更好的将炉渣应用到具体的工程中提供参考意见。 以江苏某城市的垃圾炉渣为实验材料,通过标准分析筛得到粒径小于等于2mm的颗粒,将制样重复利用后的炉渣颗粒配比成不同含水率后,通过分层击实实验制成不同干密度的试样,制样干密度为d=1.4、1.5和1.6的试样,制样模具为高80mm、直径39.1mm。不同干密度的试样分别做龄期为3d、7d、14d、28d无侧限抗压强度试验,其中一种干密度试样在某一龄期做5组实验以降低离散性的影响。通过大量的实验数据,研究重复利用后炉渣颗粒制成试样的强度随龄期、干密度的变化趋势,并与炉渣初次使用时制成的试样强度进行对比,得出炉渣的强度具有一定的离散性,但总体上随龄期和干密度的增加而增加,且炉渣颗粒重复利用后制成的试样强度有很明显的降低。对炉渣材料做XRD分析,以获得炉渣的主要组成成分来更好的理解炉渣试样的强度特性。文中得出的结论为更好的将炉渣应用到具体的工程中提供参考意见。
摘要:
川藏联网工程是我国首个进藏的电网工程,工程始于四川乡城县,途径巴塘县,止于西藏昌都市,全长1500多公里。川藏联网工程地处青藏高原一级阶梯向云贵高原二级阶梯急剧过渡地带,以及印度洋板块向欧亚板块俯冲的边缘区,经过金沙江、巴楚河、定曲河、澜沧江,地势西高东低、北高南低,海拔高程在2400~5000m之间,平均海拔3850m,最高海拔为4918m。该工程是世界上海拔最高的电网工程,工程区位于世界上地质构造最为复杂、地质灾害分布最广泛地区,对工程施工和安全运营产生极大的挑战。本文根据区域及线路沿线的地质资料(包括工程沿线县市地质灾害调查与区划资料、勘测设计资料)以及遥感影像等,研究川藏联网输电线路的地质环境条件,并根据沿线的地形地貌、地层岩性、断裂构造条件及地质灾害的分布情况,进行了工程地质条件分区,将全线分为工程地质条件极差、差、较差、较好、好等5大类,并对每一分区的工程地质条件进行了详细分析,确保川藏联网工程顺利建成。 川藏联网工程是我国首个进藏的电网工程,工程始于四川乡城县,途径巴塘县,止于西藏昌都市,全长1500多公里。川藏联网工程地处青藏高原一级阶梯向云贵高原二级阶梯急剧过渡地带,以及印度洋板块向欧亚板块俯冲的边缘区,经过金沙江、巴楚河、定曲河、澜沧江,地势西高东低、北高南低,海拔高程在2400~5000m之间,平均海拔3850m,最高海拔为4918m。该工程是世界上海拔最高的电网工程,工程区位于世界上地质构造最为复杂、地质灾害分布最广泛地区,对工程施工和安全运营产生极大的挑战。本文根据区域及线路沿线的地质资料(包括工程沿线县市地质灾害调查与区划资料、勘测设计资料)以及遥感影像等,研究川藏联网输电线路的地质环境条件,并根据沿线的地形地貌、地层岩性、断裂构造条件及地质灾害的分布情况,进行了工程地质条件分区,将全线分为工程地质条件极差、差、较差、较好、好等5大类,并对每一分区的工程地质条件进行了详细分析,确保川藏联网工程顺利建成。
摘要:
为了科学地指导和规范地下工程地质环境保护技术,提高地下工程地质环境保护效率,设计并实现了一种基于GIS平台、数据库平台和.NET开发平台的重庆市地下工程地质环境信息系统。该系统采用B/S模式和.NET技术设计,以C#作为主要开发语言,以SQLserver2012作为后台数据库服务器,应用MapServer和Openlayers技术实现地图的发布与显示,实现了地下工程地质环境信息管理的网络化和可视化,为重庆市地下工程开发研究、生态环境治理、地质环境保护等提供了直观、动态的信息服务。 为了科学地指导和规范地下工程地质环境保护技术,提高地下工程地质环境保护效率,设计并实现了一种基于GIS平台、数据库平台和.NET开发平台的重庆市地下工程地质环境信息系统。该系统采用B/S模式和.NET技术设计,以C#作为主要开发语言,以SQLserver2012作为后台数据库服务器,应用MapServer和Openlayers技术实现地图的发布与显示,实现了地下工程地质环境信息管理的网络化和可视化,为重庆市地下工程开发研究、生态环境治理、地质环境保护等提供了直观、动态的信息服务。
摘要:
研究并控制金属矿山开采所引起的地表沉降意义重大,但由于受到矿区地质条件、地应力场、开采方式等多重因素的影响,使得研究具有很大的难度。新疆哈密市镜儿泉矿区前期采用浅孔留矿法进行开采,对上覆岩体造成了巨大扰动,后期采用充填法进行开采。针对该矿区较差的地质环境选用随机介质理论进行分析,根据矿体结构建立数学模型,以地表GPS监测数据为基础,通过反分析的方式确定地表移动参数,最终得到地下开采引起的地表沉降曲线。在此基础上,根据开采所引起的地表沉降趋势,分析了开采过程中不同阶段地表变形机制以及移动规律。 研究并控制金属矿山开采所引起的地表沉降意义重大,但由于受到矿区地质条件、地应力场、开采方式等多重因素的影响,使得研究具有很大的难度。新疆哈密市镜儿泉矿区前期采用浅孔留矿法进行开采,对上覆岩体造成了巨大扰动,后期采用充填法进行开采。针对该矿区较差的地质环境选用随机介质理论进行分析,根据矿体结构建立数学模型,以地表GPS监测数据为基础,通过反分析的方式确定地表移动参数,最终得到地下开采引起的地表沉降曲线。在此基础上,根据开采所引起的地表沉降趋势,分析了开采过程中不同阶段地表变形机制以及移动规律。
摘要:
黄土的大孔隙结构使其在浸水后易发生破坏产生湿陷,从而对工程的安全性造成影响。本文以西安地铁五号线区内的湿陷性黄土为研究对象,通过现场浸水试验对其浸水特性开展研究。试验场地布设了直径为23.0m的渗水试坑,注水历时39d,停水后观测15d。试验结果表明:①随着浸水时间增长,坑内和坑外各水分计读数依次变化,浸水前期变化速率较快,后期趋于平稳,停水后逐渐降低;土体垂直渗透速率明显优于水平渗透速率。②地基土在浸水后的影响范围形状类似一个倒置的漏斗,在古土壤处略微向外突出;浸润区与饱和区的影响范围随深度的增加而逐渐增大,饱和范围总体小于浸润范围。③地表沉降总体上以中心Z0标点为中心大致呈对称发展,自重湿陷量随着距试坑中心点Z0距离增加呈减小趋势,组合测线沉降剖面呈不规则的U字形;各浅标点沉降速率呈现小大小稳定的特点。④湿陷量发展过程与水分扩散过程较为吻合,大致呈现4个阶段:湿陷迟滞段,湿陷突变段,湿陷缓和段,湿陷平稳段。本文的研究成果可为西安地铁五号线及区域内其他相关工程建设的开展提供技术支持和参考。 黄土的大孔隙结构使其在浸水后易发生破坏产生湿陷,从而对工程的安全性造成影响。本文以西安地铁五号线区内的湿陷性黄土为研究对象,通过现场浸水试验对其浸水特性开展研究。试验场地布设了直径为23.0m的渗水试坑,注水历时39d,停水后观测15d。试验结果表明:①随着浸水时间增长,坑内和坑外各水分计读数依次变化,浸水前期变化速率较快,后期趋于平稳,停水后逐渐降低;土体垂直渗透速率明显优于水平渗透速率。②地基土在浸水后的影响范围形状类似一个倒置的漏斗,在古土壤处略微向外突出;浸润区与饱和区的影响范围随深度的增加而逐渐增大,饱和范围总体小于浸润范围。③地表沉降总体上以中心Z0标点为中心大致呈对称发展,自重湿陷量随着距试坑中心点Z0距离增加呈减小趋势,组合测线沉降剖面呈不规则的U字形;各浅标点沉降速率呈现小大小稳定的特点。④湿陷量发展过程与水分扩散过程较为吻合,大致呈现4个阶段:湿陷迟滞段,湿陷突变段,湿陷缓和段,湿陷平稳段。本文的研究成果可为西安地铁五号线及区域内其他相关工程建设的开展提供技术支持和参考。
摘要:
为探究上海地铁二号线运行引发的龙阳路站附近地面振动,本文对该区段地面进行振动测试,并对实测数据进行处理,分析了不同频段的衰减规律及波动的影响因素;同时,利用有限元软件ANSYS建立二维地铁隧道模型,模拟地铁振动荷载计算地表振动,分析了地表振动位移峰值随距离增加的传播规律及不同隧道埋深对其影响。结果表明:场地地形及土层条件等因素对实测结果影响较大;随距离增加,地面振动加速度竖向振动幅值衰减比水平向更慢,地面振动竖向位移峰值持续减小,水平位移峰值先增加后减小;隧道深埋影响地面振动位移,且埋深越大,地面振动位移越小。 为探究上海地铁二号线运行引发的龙阳路站附近地面振动,本文对该区段地面进行振动测试,并对实测数据进行处理,分析了不同频段的衰减规律及波动的影响因素;同时,利用有限元软件ANSYS建立二维地铁隧道模型,模拟地铁振动荷载计算地表振动,分析了地表振动位移峰值随距离增加的传播规律及不同隧道埋深对其影响。结果表明:场地地形及土层条件等因素对实测结果影响较大;随距离增加,地面振动加速度竖向振动幅值衰减比水平向更慢,地面振动竖向位移峰值持续减小,水平位移峰值先增加后减小;隧道深埋影响地面振动位移,且埋深越大,地面振动位移越小。
摘要:
运营高铁受临近工程建设影响将面临日益严峻的安全、环境和可持续发展问题。本文以某地铁新建盾构隧道侧穿临近高铁桥梁桩基工程为例,通过数值模拟和现场实测对比分析了有无隔离桩时高铁桥墩及桩基变形等响应情况,对隔离桩保护桩基的效果进行了评价,并进一步探究了隔离桩设计的合适深度、纵向长度。研究结果表明:隔离桩能有效控制桩基和桥墩变形,桩基竖向沉降减少率在20%以上,横向变形减少率在20%左右;隔离桩设计深度宜取为1.2~1.4倍桥桩桩长,隔离桩墙设计纵向长度宜取2.0倍桥墩长度。 运营高铁受临近工程建设影响将面临日益严峻的安全、环境和可持续发展问题。本文以某地铁新建盾构隧道侧穿临近高铁桥梁桩基工程为例,通过数值模拟和现场实测对比分析了有无隔离桩时高铁桥墩及桩基变形等响应情况,对隔离桩保护桩基的效果进行了评价,并进一步探究了隔离桩设计的合适深度、纵向长度。研究结果表明:隔离桩能有效控制桩基和桥墩变形,桩基竖向沉降减少率在20%以上,横向变形减少率在20%左右;隔离桩设计深度宜取为1.2~1.4倍桥桩桩长,隔离桩墙设计纵向长度宜取2.0倍桥墩长度。
摘要:
应用探地雷达进行城市地下管道的探查已经在市政工程中广泛采用,但是利用探地雷达进行地下管道泄漏的探查在我国尚未被广泛采用。本文研究了探地雷达在城市地下供水管道渗漏探查中的应用。首先利用Geo-studio软件模拟了不同工况下的管线渗流情况,分析了不同管线大小,不同渗漏位置与不同时间下的渗漏区的分布、渗漏部位含水量发育特征等几何和物理参数;在此基础上,通过采用GprMax探地雷达正演模拟软件对管道的渗漏进行了病害正演,建立了不同埋深、不同管线大小、不同渗漏位置和程度的系列探地雷达响应特征数据。为实际利用探地雷达探测城市供水管道渗漏提供了基础的参数数据和识别参考。 应用探地雷达进行城市地下管道的探查已经在市政工程中广泛采用,但是利用探地雷达进行地下管道泄漏的探查在我国尚未被广泛采用。本文研究了探地雷达在城市地下供水管道渗漏探查中的应用。首先利用Geo-studio软件模拟了不同工况下的管线渗流情况,分析了不同管线大小,不同渗漏位置与不同时间下的渗漏区的分布、渗漏部位含水量发育特征等几何和物理参数;在此基础上,通过采用GprMax探地雷达正演模拟软件对管道的渗漏进行了病害正演,建立了不同埋深、不同管线大小、不同渗漏位置和程度的系列探地雷达响应特征数据。为实际利用探地雷达探测城市供水管道渗漏提供了基础的参数数据和识别参考。
摘要:
厦门市轨道交通1号线某地铁车站站后设置停车线,依据工程图纸,左线隧道和停车线采用双线单洞大断面暗挖法施工(CRD工法),隧道直径11.53m,右线隧道采用盾构法施工,隧道直径6.2m,两隧道净距3.85m。本文应用三维动态数值模拟的方法,对不同断面、混合工法、小净距双线隧道的施工顺序进行了研究,并分析了两隧道净距对先行隧道的影响。研究结果表明:1)采用先小后大的施工顺序(即先采用盾构法施工右线隧道,后采用大断面暗挖法施工停车线)可有效减小地表沉降、邻近建筑物变形及隧道结构体系变形。2)当两隧道净距大于1.5D(D为大断面隧道直径)时,后行隧道施工对先行隧道影响较小,附加变形小于3mm。3)大断面暗挖隧道中隔墙拆除阶段对地表沉降量及邻近建筑物变形影响较大,对于此时的变化速率应加以重视。研究结果对相关工程的设计和施工具有一定的借鉴意义。 厦门市轨道交通1号线某地铁车站站后设置停车线,依据工程图纸,左线隧道和停车线采用双线单洞大断面暗挖法施工(CRD工法),隧道直径11.53m,右线隧道采用盾构法施工,隧道直径6.2m,两隧道净距3.85m。本文应用三维动态数值模拟的方法,对不同断面、混合工法、小净距双线隧道的施工顺序进行了研究,并分析了两隧道净距对先行隧道的影响。研究结果表明:1)采用先小后大的施工顺序(即先采用盾构法施工右线隧道,后采用大断面暗挖法施工停车线)可有效减小地表沉降、邻近建筑物变形及隧道结构体系变形。2)当两隧道净距大于1.5D(D为大断面隧道直径)时,后行隧道施工对先行隧道影响较小,附加变形小于3mm。3)大断面暗挖隧道中隔墙拆除阶段对地表沉降量及邻近建筑物变形影响较大,对于此时的变化速率应加以重视。研究结果对相关工程的设计和施工具有一定的借鉴意义。
摘要:
本文以陕北某105m黄土高填方边坡为研究对象,首先对边坡填筑体的工程性质做了大量室内试验研究,依据研究区的工程地质条件和该填方边坡的具体情况,选择典型剖面建立计算模型,然后采用蒙特卡洛法分别计算出天然、暴雨工况下不同高度地下水位时填方高边坡的可靠指标和失效概率。通过分析结果得出该黄土高填方边坡目前处于稳定状态,最后采用模糊综合评判的方法在原始坡型设计方案和3种优化设计方案中选出最佳的坡型优化模型,为工程实际提供参考。 本文以陕北某105m黄土高填方边坡为研究对象,首先对边坡填筑体的工程性质做了大量室内试验研究,依据研究区的工程地质条件和该填方边坡的具体情况,选择典型剖面建立计算模型,然后采用蒙特卡洛法分别计算出天然、暴雨工况下不同高度地下水位时填方高边坡的可靠指标和失效概率。通过分析结果得出该黄土高填方边坡目前处于稳定状态,最后采用模糊综合评判的方法在原始坡型设计方案和3种优化设计方案中选出最佳的坡型优化模型,为工程实际提供参考。
摘要:
大范围采用下向胶结充填无矿柱连续开采方法以及高产量等特点,使得金川二矿区充填体的整体稳定性一直是人们长期所关注的问题。结合金川二矿区1#矿体开采的工程实例,对16行垂直矿柱的数值模拟分析认为,随着双中段开采的进行,垂直矿柱中的应力集中程度和应力增高区的范围会不断加大,最终将导致垂直矿柱中的岩体变的更为破碎,但矿柱的留设可以有效减小上方残留水平矿体和充填体的垂直位移;对16行垂直矿柱的力学作用分析表明,垂直矿柱的留设可以有效地减小上方位移,矿柱的支撑力与矿柱的强度有关,而矿柱的强度又与其受到的侧限压力有关,侧限压力越大,其强度越高,因此,在充填过程中,提高充填体的接顶率和充填质量有利于提高16行矿柱的支撑能力。 大范围采用下向胶结充填无矿柱连续开采方法以及高产量等特点,使得金川二矿区充填体的整体稳定性一直是人们长期所关注的问题。结合金川二矿区1#矿体开采的工程实例,对16行垂直矿柱的数值模拟分析认为,随着双中段开采的进行,垂直矿柱中的应力集中程度和应力增高区的范围会不断加大,最终将导致垂直矿柱中的岩体变的更为破碎,但矿柱的留设可以有效减小上方残留水平矿体和充填体的垂直位移;对16行垂直矿柱的力学作用分析表明,垂直矿柱的留设可以有效地减小上方位移,矿柱的支撑力与矿柱的强度有关,而矿柱的强度又与其受到的侧限压力有关,侧限压力越大,其强度越高,因此,在充填过程中,提高充填体的接顶率和充填质量有利于提高16行矿柱的支撑能力。
摘要:
2013年8月24日18点左右,雅安市宝兴县永富乡局地形成强降雨,强降雨过程历时6个小时,并于当日晚10点30分左右中岗沟发生了大规模泥石流灾害,泥石流过程历时约1.5h。通过对2013年8月24日中岗沟泥石流的野外实地调查,分析了泥石流的基本特征、成因、冲淤特征及其成灾模式等。 2013年8月24日18点左右,雅安市宝兴县永富乡局地形成强降雨,强降雨过程历时6个小时,并于当日晚10点30分左右中岗沟发生了大规模泥石流灾害,泥石流过程历时约1.5h。通过对2013年8月24日中岗沟泥石流的野外实地调查,分析了泥石流的基本特征、成因、冲淤特征及其成灾模式等。
摘要:
2015年7月11日23时,受前期连续降雨和灿鸿台风短时强降雨影响,浙江省绍兴市太平山村滑坡在2000年首次发生滑动变形基础上,再次出现剧烈的变形迹象,前缘土体明显隆起,滑坡边界急剧扩大,直接威胁到下方约25幢居民住户的生命财产安全。本文在地表裂缝、滑坡表面位移及坡体深层水平位移监测基础上,结合详细的地质调查、现场工程地质测绘、含水率及渗透试验等手段,对太平山村滑坡的基本特征进行了分析,并形成了滑坡形成机制及破坏模式的初步认识。结果表明:(1)滑坡平面形态呈圈椅状,主滑方向约140,滑坡体斜长约330m,前缘宽150~180m,后缘宽度约75~105m,厚15~25m,体积105104m3,以残坡积和坡洪积含碎石粉质黏土层为主;(2)强降雨是诱发滑坡体失稳变形的主要因素;(3)滑坡基本呈蠕动变形状态,滑动速度缓慢,仅在强降雨条件下出现依次明显的错动,一般时期内基本保持稳定状态,可以判定为牵引式滑坡。 2015年7月11日23时,受前期连续降雨和灿鸿台风短时强降雨影响,浙江省绍兴市太平山村滑坡在2000年首次发生滑动变形基础上,再次出现剧烈的变形迹象,前缘土体明显隆起,滑坡边界急剧扩大,直接威胁到下方约25幢居民住户的生命财产安全。本文在地表裂缝、滑坡表面位移及坡体深层水平位移监测基础上,结合详细的地质调查、现场工程地质测绘、含水率及渗透试验等手段,对太平山村滑坡的基本特征进行了分析,并形成了滑坡形成机制及破坏模式的初步认识。结果表明:(1)滑坡平面形态呈圈椅状,主滑方向约140,滑坡体斜长约330m,前缘宽150~180m,后缘宽度约75~105m,厚15~25m,体积105104m3,以残坡积和坡洪积含碎石粉质黏土层为主;(2)强降雨是诱发滑坡体失稳变形的主要因素;(3)滑坡基本呈蠕动变形状态,滑动速度缓慢,仅在强降雨条件下出现依次明显的错动,一般时期内基本保持稳定状态,可以判定为牵引式滑坡。
摘要:
丘陵山区城市由于平地较少,城市快速扩张对建设用地需求日渐增大,人地矛盾尤为突出,为科学、安全地利用丘陵山区城市储备丰富的低丘缓坡土地以拓展城市发展空间,应对丘陵山区城市低丘缓坡土地的工程建设适宜性进行评价。本文以成渝城市群南部丘陵区宜宾市城市规划区为例,根据研究区的地形地貌特征,提出了低丘缓坡土地定义。并在对研究区地质环境、社会经济条件的调查和综合分析的基础上,建立了包括自然和社会经济属性两方面的5个评价要素和18个评价因子的多层次工程建设评价指标体系,运用层次分析法确定了评价指标的权重,采用评价单元多因子分级加权指数和法在arcgis10.0平台上,对宜宾市城市规划区低丘缓坡土地工程建设适宜性进行了评价。结果表明:研究区低丘缓坡土地资源丰富,低丘缓坡土地共2106.38km2,占全区面积的68.77%;低丘缓坡土地工程建设适宜性整体较好,其中适宜性较好区占全区低丘缓坡土地的42.21%,适宜性好区占18.73%,适宜性较差区占29.72%,适宜性差区占9.34%,适宜性好-较好的土地分布面积广,且成片分布规律好,开发潜力大,为城市建设区域的拓展提供了充足的空间。研究成果在完善低丘缓坡工程建设适宜性评价理论体系基础上可为区内低丘缓坡土地利用与规划、城市规划及土地利用优化布局提供科学依据。 丘陵山区城市由于平地较少,城市快速扩张对建设用地需求日渐增大,人地矛盾尤为突出,为科学、安全地利用丘陵山区城市储备丰富的低丘缓坡土地以拓展城市发展空间,应对丘陵山区城市低丘缓坡土地的工程建设适宜性进行评价。本文以成渝城市群南部丘陵区宜宾市城市规划区为例,根据研究区的地形地貌特征,提出了低丘缓坡土地定义。并在对研究区地质环境、社会经济条件的调查和综合分析的基础上,建立了包括自然和社会经济属性两方面的5个评价要素和18个评价因子的多层次工程建设评价指标体系,运用层次分析法确定了评价指标的权重,采用评价单元多因子分级加权指数和法在arcgis10.0平台上,对宜宾市城市规划区低丘缓坡土地工程建设适宜性进行了评价。结果表明:研究区低丘缓坡土地资源丰富,低丘缓坡土地共2106.38km2,占全区面积的68.77%;低丘缓坡土地工程建设适宜性整体较好,其中适宜性较好区占全区低丘缓坡土地的42.21%,适宜性好区占18.73%,适宜性较差区占29.72%,适宜性差区占9.34%,适宜性好-较好的土地分布面积广,且成片分布规律好,开发潜力大,为城市建设区域的拓展提供了充足的空间。研究成果在完善低丘缓坡工程建设适宜性评价理论体系基础上可为区内低丘缓坡土地利用与规划、城市规划及土地利用优化布局提供科学依据。
摘要:
地震动与地脉动的主要区别是振幅不同,但是对于同一个场地而言,两者的选频率效果相同,即对某一范围内的频率有明显的放大效果,所以了解场地的地脉动特征对于抗震减灾意义重大。为了了解黄土地区边坡地脉动特性,并揭示边坡动力响应特征。本文针对不同类型的边坡开展了地脉动测试,根据天水市西侧黄土地区现场测试的68个地脉动测点数据,运用频谱分析法得出边坡的卓越周期;利用7个钻孔编录和剪切波速测试数据,按场地土层一维动力响应理论分析结果计算边坡土体自振周期,两种方法所得结果比较一致。此外,运用统计法得到边坡地脉动卓越周期与高程以及边坡覆盖层厚度的数学关系,为天水市黄土地区大型滑坡和自然斜坡的动力特性分析提供了依据。 地震动与地脉动的主要区别是振幅不同,但是对于同一个场地而言,两者的选频率效果相同,即对某一范围内的频率有明显的放大效果,所以了解场地的地脉动特征对于抗震减灾意义重大。为了了解黄土地区边坡地脉动特性,并揭示边坡动力响应特征。本文针对不同类型的边坡开展了地脉动测试,根据天水市西侧黄土地区现场测试的68个地脉动测点数据,运用频谱分析法得出边坡的卓越周期;利用7个钻孔编录和剪切波速测试数据,按场地土层一维动力响应理论分析结果计算边坡土体自振周期,两种方法所得结果比较一致。此外,运用统计法得到边坡地脉动卓越周期与高程以及边坡覆盖层厚度的数学关系,为天水市黄土地区大型滑坡和自然斜坡的动力特性分析提供了依据。
摘要:
北京浅山区面积较大,地质条件复杂,在工程建设中会经常遇到不均匀地基问题。不同于平原区建筑地基,山区建筑不均匀地基常常涉及基础的稳定性,对地质勘察、岩土设计或施工要求较高,作为一种不良地基现象及问题,若对其认识不清或处理方案设计不合理,常会导致建筑地基基础的变形过大,甚至产生失稳,工程危害性较大。北京浅山区不均匀地基类型较多,在地基处理时须针对场地稳定性、地基承载力及地基处理方案,并结合场地环境地质条件采取适宜的处理措施,以减缓或避免不均匀地基对工程建设的不利影响。本文试对北京浅山区不均匀地基类型、问题进行归纳总结,从勘察、设计、施工及监督等多个方面入手,提出针对性的应对措施,希望能为北京山区工程建设安全提供一些参考和帮助。 北京浅山区面积较大,地质条件复杂,在工程建设中会经常遇到不均匀地基问题。不同于平原区建筑地基,山区建筑不均匀地基常常涉及基础的稳定性,对地质勘察、岩土设计或施工要求较高,作为一种不良地基现象及问题,若对其认识不清或处理方案设计不合理,常会导致建筑地基基础的变形过大,甚至产生失稳,工程危害性较大。北京浅山区不均匀地基类型较多,在地基处理时须针对场地稳定性、地基承载力及地基处理方案,并结合场地环境地质条件采取适宜的处理措施,以减缓或避免不均匀地基对工程建设的不利影响。本文试对北京浅山区不均匀地基类型、问题进行归纳总结,从勘察、设计、施工及监督等多个方面入手,提出针对性的应对措施,希望能为北京山区工程建设安全提供一些参考和帮助。
摘要:
玉磨铁路是泛亚铁路中通道一带一路的重要组成部份,地处印度板块与欧亚板块相碰撞的缝合带附近,位于地中海-南亚地热异常带。地质条件具三高四活跃的特点。通过认真分析区域地质灾害发育分布特征,结合高烈度地震山区铁路综合选线技术研究,开展地质选线研究,对拟建的地形地质条件相似的川藏、滇藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。 玉磨铁路是泛亚铁路中通道一带一路的重要组成部份,地处印度板块与欧亚板块相碰撞的缝合带附近,位于地中海-南亚地热异常带。地质条件具三高四活跃的特点。通过认真分析区域地质灾害发育分布特征,结合高烈度地震山区铁路综合选线技术研究,开展地质选线研究,对拟建的地形地质条件相似的川藏、滇藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。
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目前国内地铁建设需求日益加大,地铁建设技术要求也越发严苛。本文旨在解决目前在国内地铁隧道小角度、小净距上跨施工技术难题,基于青岛地铁某研究区间隧道小角度、小净距上跨既有地铁线隧道工程实践,结合国内外有关地铁隧道小角度、小净距上跨建设施工案例及技术文献,分析评价工程区域工程地质条件和区域建筑环境,实验测试岩土体力学性质,综合运用帷幕法、超前小导管、自进式管棚及锚杆、格栅等技术手段,综合优化此类小角度小距离上跨隧道工程施工方案。优化施工方案综合运用了多种支护技术手段,最大发挥支护结构自身平衡性能,最大发挥整体支护系统的支护能力,本方案对施工成本控制、工程进度均有很好的促进作用,研究成果可为同类工程提供借鉴和参考。 目前国内地铁建设需求日益加大,地铁建设技术要求也越发严苛。本文旨在解决目前在国内地铁隧道小角度、小净距上跨施工技术难题,基于青岛地铁某研究区间隧道小角度、小净距上跨既有地铁线隧道工程实践,结合国内外有关地铁隧道小角度、小净距上跨建设施工案例及技术文献,分析评价工程区域工程地质条件和区域建筑环境,实验测试岩土体力学性质,综合运用帷幕法、超前小导管、自进式管棚及锚杆、格栅等技术手段,综合优化此类小角度小距离上跨隧道工程施工方案。优化施工方案综合运用了多种支护技术手段,最大发挥支护结构自身平衡性能,最大发挥整体支护系统的支护能力,本方案对施工成本控制、工程进度均有很好的促进作用,研究成果可为同类工程提供借鉴和参考。
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在水电工程中,防渗形式不仅关系到工程的安全,同时也牢牢控制着工程投资和进度。因此,根据现场实际条件选择合适的防渗形式极为重要。基于此,在充分考虑现场条件的基础上对玉瓦水电站闸基的防渗形式进行了研究和设计优化。主要的研究成果如下:①采用双环试坑注水法对覆盖层第①层的渗透参数进行了复核,结果表明,根据现场抽(注)水试验所确定的该层的渗透系数和允许水力比降建议值是合理的;②因试验数据较少,前期根据工程经验类比所确定的覆盖层第③层的允许水力比降值偏于保守,施工阶段结合颗分试验成果对其进行了进一步复核,将其由0.07~0.10调整为0.10~0.12;③结合调整后的允许水力比降值对设计方案进行了优化,铺盖长度由80m缩减至55m,取得了较大的经济效益。文中所提方法及思路对类似工程设计具有一定的参考价值。 在水电工程中,防渗形式不仅关系到工程的安全,同时也牢牢控制着工程投资和进度。因此,根据现场实际条件选择合适的防渗形式极为重要。基于此,在充分考虑现场条件的基础上对玉瓦水电站闸基的防渗形式进行了研究和设计优化。主要的研究成果如下:①采用双环试坑注水法对覆盖层第①层的渗透参数进行了复核,结果表明,根据现场抽(注)水试验所确定的该层的渗透系数和允许水力比降建议值是合理的;②因试验数据较少,前期根据工程经验类比所确定的覆盖层第③层的允许水力比降值偏于保守,施工阶段结合颗分试验成果对其进行了进一步复核,将其由0.07~0.10调整为0.10~0.12;③结合调整后的允许水力比降值对设计方案进行了优化,铺盖长度由80m缩减至55m,取得了较大的经济效益。文中所提方法及思路对类似工程设计具有一定的参考价值。
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昆明地铁首期工程是沟通昆明南、北市区的重要交通动脉,首期工程八标环城南路站-昆明火车站站区间采用盾构法施工,需下穿不间断运营昆明火车站,昆明火车站是云南省、昆明市重要交通门户的特等站,而且该处地层为滇池沉积地层,该地层结构特征多元化、软硬不均、渗透性多样、含水丰富且规律预见性差等特点,施工风险非常大。结合昆明地铁环城南路站-昆明火车站区间下穿昆明火车站的特点,以及滇池沉积层特征,提出了针对的盾构参数,包括土仓压力、出土量、注浆压力、注浆量等参数,保证了正常盾构施工及昆明火车站的安全运营。 昆明地铁首期工程是沟通昆明南、北市区的重要交通动脉,首期工程八标环城南路站-昆明火车站站区间采用盾构法施工,需下穿不间断运营昆明火车站,昆明火车站是云南省、昆明市重要交通门户的特等站,而且该处地层为滇池沉积地层,该地层结构特征多元化、软硬不均、渗透性多样、含水丰富且规律预见性差等特点,施工风险非常大。结合昆明地铁环城南路站-昆明火车站区间下穿昆明火车站的特点,以及滇池沉积层特征,提出了针对的盾构参数,包括土仓压力、出土量、注浆压力、注浆量等参数,保证了正常盾构施工及昆明火车站的安全运营。
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通过现场和室内试验,研究了CFG桩复合地基的施工工艺及相关控制参数,其中CFG桩长螺旋钻机成孔、管内泵压混合料成桩工艺成桩速度快,质量好,更适用于客运专线复合地基加固处理。采用低应变反射波法、钻芯法、单桩静载荷试验及单桩复合地基载荷试验,对CFG桩体质量以及CFG桩网结构加固地基的效果进行了分析评价。研究结果表明:CFG桩复合地基加固处理客运专线软弱土地基时,能够较好地满足上部荷载所要求的承载力和设计变形值,能够较好地控制工后沉降,而且加固效果明显,承载力提高较大。研究成果对类似工程采用CFG桩法处理地基具有指导作用。 通过现场和室内试验,研究了CFG桩复合地基的施工工艺及相关控制参数,其中CFG桩长螺旋钻机成孔、管内泵压混合料成桩工艺成桩速度快,质量好,更适用于客运专线复合地基加固处理。采用低应变反射波法、钻芯法、单桩静载荷试验及单桩复合地基载荷试验,对CFG桩体质量以及CFG桩网结构加固地基的效果进行了分析评价。研究结果表明:CFG桩复合地基加固处理客运专线软弱土地基时,能够较好地满足上部荷载所要求的承载力和设计变形值,能够较好地控制工后沉降,而且加固效果明显,承载力提高较大。研究成果对类似工程采用CFG桩法处理地基具有指导作用。
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随着社会经济突飞猛进的发展,地铁逐渐成为了城市发展中一项非常重要的设施。在遇到复杂的熔岩地层时,会给地铁的开发和施工带来巨大的阻碍,解决这方面的问题不仅面临巨大的挑战,还需要很大的经济投入。昆明轨道交通6号线二期工程菊-东区间1#盾构井围护结构冲孔发生了严重的的泥浆流失,部分孔位伴有塌孔现象。通过地质钻机抽芯加试验,利用跨孔电磁波透射,地质水文观测等手段,分析掌握了该地段地质水文情况,岩层溶蚀现象严重,溶洞是极其发育的。本文简要介绍溶洞的一些勘察方法,对岩溶发育地区地铁施工进行施工探讨,这对其他地区溶洞勘察和设计施工具有重要的指导意义。 随着社会经济突飞猛进的发展,地铁逐渐成为了城市发展中一项非常重要的设施。在遇到复杂的熔岩地层时,会给地铁的开发和施工带来巨大的阻碍,解决这方面的问题不仅面临巨大的挑战,还需要很大的经济投入。昆明轨道交通6号线二期工程菊-东区间1#盾构井围护结构冲孔发生了严重的的泥浆流失,部分孔位伴有塌孔现象。通过地质钻机抽芯加试验,利用跨孔电磁波透射,地质水文观测等手段,分析掌握了该地段地质水文情况,岩层溶蚀现象严重,溶洞是极其发育的。本文简要介绍溶洞的一些勘察方法,对岩溶发育地区地铁施工进行施工探讨,这对其他地区溶洞勘察和设计施工具有重要的指导意义。
议题九:地质灾害风险评估与防控
摘要:
天水花南村滑坡发生于2014年3月,经过数次现场调查,发现该滑坡属于黄土-泥岩接触面滑坡,本次滑动系由冻结滞水引起孔隙水压力升高,融冰后孔隙水压力无法及时消散造成。基于现场测量得到该滑坡面积1.24104m2,体积约1.24105m3,滑坡发生后摧毁了310国道K1428+10~K1428+210所有挡土墙,并且大量滑坡堆积物堆积于路面上,长约200m的路面一侧车道堆满滑坡堆积物,造成该段路面经常性堵车。通过2014年3月、2014年8月以及2015年1月3个阶段持续调查,发现该滑坡一直具有复活滑动痕迹-剪出口滑坡堆积物不断增多。同时,详细调查了花南村滑坡的地质环境和滑坡特征,结合滑坡发生过程,研究了花南村滑坡发生的地质成因,认为冻结滞水解冻后引起孔隙水压力升高无法及时消散对该滑坡的发生具有控制作用;持续强降雨和修路人工开挖形成的临空面是该滑坡发生的重要诱发因素。 天水花南村滑坡发生于2014年3月,经过数次现场调查,发现该滑坡属于黄土-泥岩接触面滑坡,本次滑动系由冻结滞水引起孔隙水压力升高,融冰后孔隙水压力无法及时消散造成。基于现场测量得到该滑坡面积1.24104m2,体积约1.24105m3,滑坡发生后摧毁了310国道K1428+10~K1428+210所有挡土墙,并且大量滑坡堆积物堆积于路面上,长约200m的路面一侧车道堆满滑坡堆积物,造成该段路面经常性堵车。通过2014年3月、2014年8月以及2015年1月3个阶段持续调查,发现该滑坡一直具有复活滑动痕迹-剪出口滑坡堆积物不断增多。同时,详细调查了花南村滑坡的地质环境和滑坡特征,结合滑坡发生过程,研究了花南村滑坡发生的地质成因,认为冻结滞水解冻后引起孔隙水压力升高无法及时消散对该滑坡的发生具有控制作用;持续强降雨和修路人工开挖形成的临空面是该滑坡发生的重要诱发因素。
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山坡地的建设开发需要大面积填方势必形成高大复杂的人工填土边坡,随着其规模和所处的位置,尤其处在厂房和民居附近时,其稳定性计算和评价愈发重要。本文以某营房项目的人工填土边坡稳定分析和加固设计的实践实例,提出了评价此类复杂边坡加固前后可分别采用两种不同分析方法(极限平衡方法和强度折减方法)和两种大型商业模拟软件进行计算和对比分析得出其稳定性的评价结论,并对该边坡进行了针对性的加固设计,位于坡顶靠近中部监测点的数据表明边坡在经历了雨季的考验后,边坡是稳定安全的。另外,针对填方边坡坡脚平台易被雨水冲刷脱空的问题,采用了微型钢管桩顶托技术,可供类似工程参考。 山坡地的建设开发需要大面积填方势必形成高大复杂的人工填土边坡,随着其规模和所处的位置,尤其处在厂房和民居附近时,其稳定性计算和评价愈发重要。本文以某营房项目的人工填土边坡稳定分析和加固设计的实践实例,提出了评价此类复杂边坡加固前后可分别采用两种不同分析方法(极限平衡方法和强度折减方法)和两种大型商业模拟软件进行计算和对比分析得出其稳定性的评价结论,并对该边坡进行了针对性的加固设计,位于坡顶靠近中部监测点的数据表明边坡在经历了雨季的考验后,边坡是稳定安全的。另外,针对填方边坡坡脚平台易被雨水冲刷脱空的问题,采用了微型钢管桩顶托技术,可供类似工程参考。
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通过对引汉济渭二期工程北线不同地貌单元地基土的湿陷性进行评价,结合现行规范进行讨论发现:由于引水线路工程开挖减载作用使得不同地貌单元湿陷性均较室内试验计算有所降低;结合现有工程实践及研究成果,发现不同地貌单元地下水变化对引水线路湿陷性评价影响程度不同;建议引水工程埋管及箱涵建筑物的地基处理可参考现行规范埋地设置的室外水池进行,同时建议规范修订时应考虑关中地区不同地貌单元修正系数的差异,对荷载减小类工程湿陷参数的复核进行说明。 通过对引汉济渭二期工程北线不同地貌单元地基土的湿陷性进行评价,结合现行规范进行讨论发现:由于引水线路工程开挖减载作用使得不同地貌单元湿陷性均较室内试验计算有所降低;结合现有工程实践及研究成果,发现不同地貌单元地下水变化对引水线路湿陷性评价影响程度不同;建议引水工程埋管及箱涵建筑物的地基处理可参考现行规范埋地设置的室外水池进行,同时建议规范修订时应考虑关中地区不同地貌单元修正系数的差异,对荷载减小类工程湿陷参数的复核进行说明。
摘要:
为了揭示复杂山区堆积层滑坡的孕育规律,本文基于大关地区98处堆积层滑坡的基础资料,利用综合影响指数分析法,展开地形地貌因子对滑坡发育程度影响指数的分析研究,划分不同因素对滑坡发育的影响指数等级。不同地形地貌条件对堆积层滑坡发育、发生的影响程度差异很大,高差中等(60~90m)、坡向北东、西向(NE,W)的凸型(T)、缓(21~35)斜坡最利于滑坡的发育。在分析结果的基础上,初步建立滇东北山区基于地形地貌因素的堆积型滑坡发育程度(条件)评价标准,为地质灾害调查提供一种快速判别不稳定斜坡发育程度的方法。 为了揭示复杂山区堆积层滑坡的孕育规律,本文基于大关地区98处堆积层滑坡的基础资料,利用综合影响指数分析法,展开地形地貌因子对滑坡发育程度影响指数的分析研究,划分不同因素对滑坡发育的影响指数等级。不同地形地貌条件对堆积层滑坡发育、发生的影响程度差异很大,高差中等(60~90m)、坡向北东、西向(NE,W)的凸型(T)、缓(21~35)斜坡最利于滑坡的发育。在分析结果的基础上,初步建立滇东北山区基于地形地貌因素的堆积型滑坡发育程度(条件)评价标准,为地质灾害调查提供一种快速判别不稳定斜坡发育程度的方法。
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隧道施工突水突泥灾害,严重威胁隧道工程建设的安全。弄清灾害成因,是隧道施工灾害防控措施决策的基础。本文在简述隧道施工突水突泥定义的基础上,从突水突泥致灾构造、隔水隔泥岩土盘突破和突水突泥致灾构造规模3个方面分析提出了隧道施工突水突泥3种成因,提出了包括确保隔水隔泥岩土盘厚度、节理裂隙化隔水隔泥岩土盘处理、突水致灾构造处理和突泥致灾构造固结支护的突水突泥灾害综合防控体系。 隧道施工突水突泥灾害,严重威胁隧道工程建设的安全。弄清灾害成因,是隧道施工灾害防控措施决策的基础。本文在简述隧道施工突水突泥定义的基础上,从突水突泥致灾构造、隔水隔泥岩土盘突破和突水突泥致灾构造规模3个方面分析提出了隧道施工突水突泥3种成因,提出了包括确保隔水隔泥岩土盘厚度、节理裂隙化隔水隔泥岩土盘处理、突水致灾构造处理和突泥致灾构造固结支护的突水突泥灾害综合防控体系。
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西藏某水电站安置点边坡危岩发育,稳定性差-极差,危险性大,存在失稳的可能,极大威胁安置点人员和财产安全以及省道通行安全。本文对安置点边坡危岩的稳定性进行了评价,对危岩的危险性进行了分级,并利用日本道路公团法和RCOKFALL软件对危岩的冲击力、落距、弹挑高度、总动能、水平运动距离进行了分析,得出了危岩的运动距离与安置点的关系,最后提出了合理的防治措施建议,为危岩治理提供了科学的依据。 西藏某水电站安置点边坡危岩发育,稳定性差-极差,危险性大,存在失稳的可能,极大威胁安置点人员和财产安全以及省道通行安全。本文对安置点边坡危岩的稳定性进行了评价,对危岩的危险性进行了分级,并利用日本道路公团法和RCOKFALL软件对危岩的冲击力、落距、弹挑高度、总动能、水平运动距离进行了分析,得出了危岩的运动距离与安置点的关系,最后提出了合理的防治措施建议,为危岩治理提供了科学的依据。
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为了探究近地裂缝处场地自振频率的计算方法,本文在传统剪切梁法的基础上假设地裂缝上下盘水平位移连续,推倒了地裂缝上下盘处单层及任意多层场地自振频率的递推公式和隐式解答,并且与正常场地剪切梁法结果进行了对比。结果显示:近地裂缝处上盘场地基频比正常场地偏低、下盘场地基频则偏高,并且随着计算范围的扩大上下盘场地的基频越来越接近正常场地解。另外,随着自振频率阶数的提高,本文解也逐渐接近正常场地解。上述结论表明,本文得出的近地裂缝处场地自振频率的隐式解答还是比较合理的。 为了探究近地裂缝处场地自振频率的计算方法,本文在传统剪切梁法的基础上假设地裂缝上下盘水平位移连续,推倒了地裂缝上下盘处单层及任意多层场地自振频率的递推公式和隐式解答,并且与正常场地剪切梁法结果进行了对比。结果显示:近地裂缝处上盘场地基频比正常场地偏低、下盘场地基频则偏高,并且随着计算范围的扩大上下盘场地的基频越来越接近正常场地解。另外,随着自振频率阶数的提高,本文解也逐渐接近正常场地解。上述结论表明,本文得出的近地裂缝处场地自振频率的隐式解答还是比较合理的。
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隧道施工突泥灾害以其发生的突然性、掩埋性和巨大的危害性,为隧道工程界所广泛关注。根据以往隧道施工突水灾害与引发突水灾害的不良地质体的关系,总结提出了包括泥水混合充填岩溶、与地表相通的黏土充填岩溶、黏土充填深大岩溶沟槽、深部黏土充填岩溶、压性断层主干断层带糜棱岩或断层泥、未胶结富水压性断层强烈破碎带和底部黏土夹破碎岩块充填岩溶7种可能导致隧道施工突泥灾害发生的突泥致灾构造;根据突泥致灾构造构成、可能的隔泥岩土盘类型和广泛采取的工程处理措施,提出了突水致灾构造分类三原则,将突水致灾构造划分成泥水混合充填岩溶、黏土充填岩溶、破碎岩石块体裂隙空隙孔隙充填黏土和压性断层主干断层带糜棱岩或断层泥4类。 隧道施工突泥灾害以其发生的突然性、掩埋性和巨大的危害性,为隧道工程界所广泛关注。根据以往隧道施工突水灾害与引发突水灾害的不良地质体的关系,总结提出了包括泥水混合充填岩溶、与地表相通的黏土充填岩溶、黏土充填深大岩溶沟槽、深部黏土充填岩溶、压性断层主干断层带糜棱岩或断层泥、未胶结富水压性断层强烈破碎带和底部黏土夹破碎岩块充填岩溶7种可能导致隧道施工突泥灾害发生的突泥致灾构造;根据突泥致灾构造构成、可能的隔泥岩土盘类型和广泛采取的工程处理措施,提出了突水致灾构造分类三原则,将突水致灾构造划分成泥水混合充填岩溶、黏土充填岩溶、破碎岩石块体裂隙空隙孔隙充填黏土和压性断层主干断层带糜棱岩或断层泥4类。
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提出了微型桩加固公路加筋土挡墙的方法,通过将微型桩贯穿加筋回填土区域,并锚固进地基,同时利用连接构件将墙顶的公路护栏与微型桩相连,形成微型桩-加筋土挡墙系统,即可一举多得地提高公路加筋土挡墙的内部稳定性、外部稳定性和护栏防撞性能。为了初步检验微型桩-加筋土挡墙的护栏防撞性能,采用数值计算手段,通过在护栏上施加碰撞荷载时程曲线,对加固前后的加筋土挡墙的动力响应进行数值模拟对比分析。结果表明:通过自上而下贯穿整个加筋土挡墙的微型桩,微型桩-加筋土挡墙能够利用整体结构来抵抗碰撞荷载导致的变形,因而有效提高了护栏的防撞性能,可减小约90%的护栏碰撞位移,且回填土和筋材应变也有效降低,防止挡土墙发生局部失稳破坏。因此,初步验证了微型桩-加筋土挡墙护栏防撞性能的可靠性。 提出了微型桩加固公路加筋土挡墙的方法,通过将微型桩贯穿加筋回填土区域,并锚固进地基,同时利用连接构件将墙顶的公路护栏与微型桩相连,形成微型桩-加筋土挡墙系统,即可一举多得地提高公路加筋土挡墙的内部稳定性、外部稳定性和护栏防撞性能。为了初步检验微型桩-加筋土挡墙的护栏防撞性能,采用数值计算手段,通过在护栏上施加碰撞荷载时程曲线,对加固前后的加筋土挡墙的动力响应进行数值模拟对比分析。结果表明:通过自上而下贯穿整个加筋土挡墙的微型桩,微型桩-加筋土挡墙能够利用整体结构来抵抗碰撞荷载导致的变形,因而有效提高了护栏的防撞性能,可减小约90%的护栏碰撞位移,且回填土和筋材应变也有效降低,防止挡土墙发生局部失稳破坏。因此,初步验证了微型桩-加筋土挡墙护栏防撞性能的可靠性。
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川西高原受青藏高原新生代持续隆升和河流快速下切作用,形成大量的坡度高陡、坡型复杂,岩体破碎的岸坡和陡崖。红军山危岩崩塌具有规模大、分布范围广、破坏模式多样、力学机制复杂等特点。本文在工程地质测绘的基础上,调查了危岩的分布范围、规模大小、破坏特征,研究了危岩的破坏模式,对不同模式进行了稳定性计算。主要认识有:①岩体结构具有明显的区域性和分带性。②危岩产生及破坏模式表现为块体失稳、阶梯状滑动。③根据危岩体发育特征,变形破坏力学机制,考虑天然、暴雨、地震3种工况进行稳定性计算。最大的危岩体,隆聋危岩在天然工况下处于稳定状态,暴雨和地震工况下稳定系数明显降低,处于基本稳定-不稳定状态。其他危岩体在各种工况下稳定性较差,处于基本稳定-不稳定状态。④对危岩体进行清除、加固、监测,雨季巡排查等预防措施。 川西高原受青藏高原新生代持续隆升和河流快速下切作用,形成大量的坡度高陡、坡型复杂,岩体破碎的岸坡和陡崖。红军山危岩崩塌具有规模大、分布范围广、破坏模式多样、力学机制复杂等特点。本文在工程地质测绘的基础上,调查了危岩的分布范围、规模大小、破坏特征,研究了危岩的破坏模式,对不同模式进行了稳定性计算。主要认识有:①岩体结构具有明显的区域性和分带性。②危岩产生及破坏模式表现为块体失稳、阶梯状滑动。③根据危岩体发育特征,变形破坏力学机制,考虑天然、暴雨、地震3种工况进行稳定性计算。最大的危岩体,隆聋危岩在天然工况下处于稳定状态,暴雨和地震工况下稳定系数明显降低,处于基本稳定-不稳定状态。其他危岩体在各种工况下稳定性较差,处于基本稳定-不稳定状态。④对危岩体进行清除、加固、监测,雨季巡排查等预防措施。
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多年的调查与研究表明,建于淤泥质地基上的水闸与海塘等水工建筑物常常因海塘与水闸连接部位产生过大的差异沉降,影响水闸的正常使用,甚至造成连接部位完全破环。在海塘与水闸之间构建连接段则可以有效减小两者过大的差异沉降,进而减小差异沉降对建筑物的不利影响,但单纯设置连接段对于控制过大差异沉降效果极其有限。论文以浙东沿海某海堤围垦工程为背景,基于有限差分数值模拟软件(FLAC3D),模拟了海塘堆载及流固耦合过程,并考虑通过调节连接段水泥搅拌桩的桩径、桩长及桩间距的连续变化对地基处理措施进行优化,计算出了不同优化措施下水闸与海塘的差异沉降。计算结果表明:基于连接段地基桩桩长的连续变化,再通过调节桩间距的大小可以很大程度控制海塘与水闸之间的差异沉降。 多年的调查与研究表明,建于淤泥质地基上的水闸与海塘等水工建筑物常常因海塘与水闸连接部位产生过大的差异沉降,影响水闸的正常使用,甚至造成连接部位完全破环。在海塘与水闸之间构建连接段则可以有效减小两者过大的差异沉降,进而减小差异沉降对建筑物的不利影响,但单纯设置连接段对于控制过大差异沉降效果极其有限。论文以浙东沿海某海堤围垦工程为背景,基于有限差分数值模拟软件(FLAC3D),模拟了海塘堆载及流固耦合过程,并考虑通过调节连接段水泥搅拌桩的桩径、桩长及桩间距的连续变化对地基处理措施进行优化,计算出了不同优化措施下水闸与海塘的差异沉降。计算结果表明:基于连接段地基桩桩长的连续变化,再通过调节桩间距的大小可以很大程度控制海塘与水闸之间的差异沉降。
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某工程厂区原始地貌主要为黄土低山丘陵,在建设过程中对原始地貌进行场地平整后,形成了厚度近20m的厚层填土,填土成分以削挖梁峁区产生的黄土与砂岩泥岩的混合物,粒径不等,其承载性能不能满足主要建筑物对地基土的要求,考虑采用灌注桩基础。由于填土下伏砂岩及其与泥岩互层的基岩,综合考虑各种成孔工艺及其地层适应性,决定选择冲击成孔工艺,以克服填土区的通桩性并满足嵌岩要求。针对以上方案,开展了现场足尺试验研究,通过采用竖向抗压载荷试验、水平承载力试验及桩身应力应变测试等方法,对厚填土地层中冲击成孔灌注桩的承载性能、施工参数等进行了评价和分析,取得了可靠的试验数据,对类似工程具有一定的参考价值。 某工程厂区原始地貌主要为黄土低山丘陵,在建设过程中对原始地貌进行场地平整后,形成了厚度近20m的厚层填土,填土成分以削挖梁峁区产生的黄土与砂岩泥岩的混合物,粒径不等,其承载性能不能满足主要建筑物对地基土的要求,考虑采用灌注桩基础。由于填土下伏砂岩及其与泥岩互层的基岩,综合考虑各种成孔工艺及其地层适应性,决定选择冲击成孔工艺,以克服填土区的通桩性并满足嵌岩要求。针对以上方案,开展了现场足尺试验研究,通过采用竖向抗压载荷试验、水平承载力试验及桩身应力应变测试等方法,对厚填土地层中冲击成孔灌注桩的承载性能、施工参数等进行了评价和分析,取得了可靠的试验数据,对类似工程具有一定的参考价值。
摘要:
为研究挖填场地桩基础的承载特性,应用ABAQUS有限元软件分析了分级轴向加载作用下挖方区、挖填结合区和填方区的灌注桩弯矩、轴力和侧摩阻力沿桩深分布规律的异同,并分析了不同场地中灌注桩的荷载沉降曲线,预测了不同挖填场地中灌注桩的承载力大小。结果表明,挖填结合场地中的灌注桩均属于端承摩擦桩,且结合区的灌注桩在结合面附近出现了较大的正弯矩和负摩阻力;在荷载作用下,填方区灌注桩沉降最大,承载性能最弱,挖方区灌注桩沉降最小,承载力最大。结合有关资料提出了挖填场地灌注桩配筋设计的相关建议,以及减小灌注桩负摩阻力和增强其承载性能的施工控制措施,得出的相关结论以期能为本工程及其他高填方建设场地中桩基础的设计与施工提供参考。 为研究挖填场地桩基础的承载特性,应用ABAQUS有限元软件分析了分级轴向加载作用下挖方区、挖填结合区和填方区的灌注桩弯矩、轴力和侧摩阻力沿桩深分布规律的异同,并分析了不同场地中灌注桩的荷载沉降曲线,预测了不同挖填场地中灌注桩的承载力大小。结果表明,挖填结合场地中的灌注桩均属于端承摩擦桩,且结合区的灌注桩在结合面附近出现了较大的正弯矩和负摩阻力;在荷载作用下,填方区灌注桩沉降最大,承载性能最弱,挖方区灌注桩沉降最小,承载力最大。结合有关资料提出了挖填场地灌注桩配筋设计的相关建议,以及减小灌注桩负摩阻力和增强其承载性能的施工控制措施,得出的相关结论以期能为本工程及其他高填方建设场地中桩基础的设计与施工提供参考。
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受512汶川强震影响,大量崩滑体出现在震中岷江流域,伴随极端降雨天气它们逐步转化为泥石流灾害。2011年7月3日,受强降雨影响震中附近高家沟暴发泥石流,完全摧毁沟口地物,并且部分堵塞岷江,严重威胁高速公路隧道入口及国道。为了减少强震区泥石流堵江带来的损失,本文选取强震区岷江流域高家沟泥石流作为研究对象,采用数值模拟的方法,模拟不同降雨强度下(5a、20年、50a、100年)高家沟泥石流的运动特征,进而分析其不同程度的堵江模式。经过野外验证2011a73高家沟泥石流数值模拟精度可达81.4%,模拟结果表明,高家沟泥石流5年一遇降雨条件下没有松散堆积物冲出,20年一遇降雨条件下虽有部分松散堆积物进入岷江但未形成堵江,50年一遇降雨条件下则出现部分堵断岷江现象,100年一遇降雨条件下则完全堵塞岷江。该研究结果将为今后强震区泥石流堵江判识及监测预警提供科学依据。 受512汶川强震影响,大量崩滑体出现在震中岷江流域,伴随极端降雨天气它们逐步转化为泥石流灾害。2011年7月3日,受强降雨影响震中附近高家沟暴发泥石流,完全摧毁沟口地物,并且部分堵塞岷江,严重威胁高速公路隧道入口及国道。为了减少强震区泥石流堵江带来的损失,本文选取强震区岷江流域高家沟泥石流作为研究对象,采用数值模拟的方法,模拟不同降雨强度下(5a、20年、50a、100年)高家沟泥石流的运动特征,进而分析其不同程度的堵江模式。经过野外验证2011a73高家沟泥石流数值模拟精度可达81.4%,模拟结果表明,高家沟泥石流5年一遇降雨条件下没有松散堆积物冲出,20年一遇降雨条件下虽有部分松散堆积物进入岷江但未形成堵江,50年一遇降雨条件下则出现部分堵断岷江现象,100年一遇降雨条件下则完全堵塞岷江。该研究结果将为今后强震区泥石流堵江判识及监测预警提供科学依据。
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滑坡的位移是由多种因素影响的复杂非线性问题。滑坡位移的预测一直是滑坡研究中的重点与难点。位移预测对于分析滑坡的发展趋势具有重要的作用。本文采用小波理论与人工神经网络理论,对滑坡位移进行预测研究。由于滑坡的位移包括一定的偶然因素,如降雨等不定因素,对滑坡位移的预测存在一定的干扰作用。故本文采用小波理论对滑坡位移进行降噪,提取数据中的有用部分。将降噪后的数据采用人工神经网络进行滑坡位移的预测。由数据结果可见,滑坡预测位移与真实位移间的误差为2%~3%,预测结果好,证明本文所用方法能较好的运用到滑坡位移的预测中。 滑坡的位移是由多种因素影响的复杂非线性问题。滑坡位移的预测一直是滑坡研究中的重点与难点。位移预测对于分析滑坡的发展趋势具有重要的作用。本文采用小波理论与人工神经网络理论,对滑坡位移进行预测研究。由于滑坡的位移包括一定的偶然因素,如降雨等不定因素,对滑坡位移的预测存在一定的干扰作用。故本文采用小波理论对滑坡位移进行降噪,提取数据中的有用部分。将降噪后的数据采用人工神经网络进行滑坡位移的预测。由数据结果可见,滑坡预测位移与真实位移间的误差为2%~3%,预测结果好,证明本文所用方法能较好的运用到滑坡位移的预测中。
摘要:
选择合适的降雨型滑坡气象因子有利于提高预测精度,详细研究了四川省雅安市雨城区滑坡和降雨数据,利用不同组的数据进行回归分析,发现前期几日降雨量与滑坡的相关性不大,确定气象因子选取为当日降雨量和累积降雨量,讨论了累积降雨量中衰减系数的选取,确定为0.9。然后利用样本数据中的120组数据进行二元逻辑回归,得到了研究区的滑坡灾害概率预测方程。在此基础上制作了当日降雨量与累计降雨量关系散点图,得到了研究区降雨滑坡的临界表达式。最后选用5个降雨事件滑坡和5个未降雨事件滑坡进行验证,结果完全符合要求,说明此模型的准确性较高。综合表明这种以当日和累计降雨量为自变量的回归模型是一种行之有效的预测方法,可为降雨型滑坡预测提供科学依据。 选择合适的降雨型滑坡气象因子有利于提高预测精度,详细研究了四川省雅安市雨城区滑坡和降雨数据,利用不同组的数据进行回归分析,发现前期几日降雨量与滑坡的相关性不大,确定气象因子选取为当日降雨量和累积降雨量,讨论了累积降雨量中衰减系数的选取,确定为0.9。然后利用样本数据中的120组数据进行二元逻辑回归,得到了研究区的滑坡灾害概率预测方程。在此基础上制作了当日降雨量与累计降雨量关系散点图,得到了研究区降雨滑坡的临界表达式。最后选用5个降雨事件滑坡和5个未降雨事件滑坡进行验证,结果完全符合要求,说明此模型的准确性较高。综合表明这种以当日和累计降雨量为自变量的回归模型是一种行之有效的预测方法,可为降雨型滑坡预测提供科学依据。
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近年来大比例尺单体滑坡灾害风险研究是滑坡研究领域的重点及难点,本文以湖北省宣恩县罗家沟滑坡为例,研究了不同降雨工况下(10年、20年、50年)的滑坡破坏概率,在承灾体详细现场调查的基础上,采用定性方法确定滑坡影响范围内不同区域承灾体易损性,定量计算了不同降雨工况下滑坡人员、经济总风险,并利用年超越概率方法计算了滑坡人员与经济的年风险值;最后结合遥感影像数据,以ARCGIS系统为平台制作三维数字模型直观展示了滑坡不同降雨工况下房屋、人员风险的变化情况。结果显示,滑坡风险值在10年和20年一遇暴雨工况下相近,50年一遇暴雨工况下,滑坡破坏概率增大,滑坡总风险值随之增大。 近年来大比例尺单体滑坡灾害风险研究是滑坡研究领域的重点及难点,本文以湖北省宣恩县罗家沟滑坡为例,研究了不同降雨工况下(10年、20年、50年)的滑坡破坏概率,在承灾体详细现场调查的基础上,采用定性方法确定滑坡影响范围内不同区域承灾体易损性,定量计算了不同降雨工况下滑坡人员、经济总风险,并利用年超越概率方法计算了滑坡人员与经济的年风险值;最后结合遥感影像数据,以ARCGIS系统为平台制作三维数字模型直观展示了滑坡不同降雨工况下房屋、人员风险的变化情况。结果显示,滑坡风险值在10年和20年一遇暴雨工况下相近,50年一遇暴雨工况下,滑坡破坏概率增大,滑坡总风险值随之增大。
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高陡挖方边坡稳定性研究历来是工程界和学术界关注的研究课题。本文结合某换流站站址全-强风化粉砂质泥岩挖方边坡的设计情况,针对该站址边坡坡高较高、水量丰富和粉砂质泥岩节理发育、抗风化性能差的特点,从参数选取、坡形设计、稳定性计算、支护设计、排水系统设计、边坡绿化等方面进行研究、总结,根据稳定性分析结果提出工程支护建议,合理有效的控制了支护成本。本文边坡设计、支护方案完整,以期能对类似边坡设计提供借鉴。 高陡挖方边坡稳定性研究历来是工程界和学术界关注的研究课题。本文结合某换流站站址全-强风化粉砂质泥岩挖方边坡的设计情况,针对该站址边坡坡高较高、水量丰富和粉砂质泥岩节理发育、抗风化性能差的特点,从参数选取、坡形设计、稳定性计算、支护设计、排水系统设计、边坡绿化等方面进行研究、总结,根据稳定性分析结果提出工程支护建议,合理有效的控制了支护成本。本文边坡设计、支护方案完整,以期能对类似边坡设计提供借鉴。
摘要:
本文根据抽水蓄能电站上水库渗漏问题研究特点,构建了上水库渗漏分析工程地质系统。应用该系统,分析评价了某抽水蓄能电站上水库渗漏问题。结果表明,研究区上水库库岸渗漏段长度约占环库周总长的90%,渗漏部位主要集中在坝址区、库区右岸及库尾,综合建议上水库采取全库防渗处理措施。 本文根据抽水蓄能电站上水库渗漏问题研究特点,构建了上水库渗漏分析工程地质系统。应用该系统,分析评价了某抽水蓄能电站上水库渗漏问题。结果表明,研究区上水库库岸渗漏段长度约占环库周总长的90%,渗漏部位主要集中在坝址区、库区右岸及库尾,综合建议上水库采取全库防渗处理措施。
摘要:
采用显式物质点法模拟高速远程滑坡的破坏过程。计算方法采用广义插值物质点法,计算流程采用MUSL格式,本构关系采用基于Drucker-Prager屈服准则下的弹塑性模型。首先,利用泡沫铝材料模型试验验证了物质点法模拟大变形问题的有效性。其次,构建远程滑坡模型,模拟远程滑坡的整个破坏过程,讨论了内摩擦角对大变形滑坡滑距的影响。结果表明,内摩擦角对远程滑坡的滑距起着决定性的作用,内摩擦角的减小,滑坡的滑距越大。从土体强度理论分析,土体内摩擦角越小,对应于非饱和土体的三轴不固结不排水剪切试验的强度,说明土体的固结效果和排水效果较差。因此对于一些杂填土边坡,要保证土体完全固结和排水,否则极易产生高速远程滑坡。 采用显式物质点法模拟高速远程滑坡的破坏过程。计算方法采用广义插值物质点法,计算流程采用MUSL格式,本构关系采用基于Drucker-Prager屈服准则下的弹塑性模型。首先,利用泡沫铝材料模型试验验证了物质点法模拟大变形问题的有效性。其次,构建远程滑坡模型,模拟远程滑坡的整个破坏过程,讨论了内摩擦角对大变形滑坡滑距的影响。结果表明,内摩擦角对远程滑坡的滑距起着决定性的作用,内摩擦角的减小,滑坡的滑距越大。从土体强度理论分析,土体内摩擦角越小,对应于非饱和土体的三轴不固结不排水剪切试验的强度,说明土体的固结效果和排水效果较差。因此对于一些杂填土边坡,要保证土体完全固结和排水,否则极易产生高速远程滑坡。
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通常情况下,人们一般采用最小安全系数评价边坡的安全性,这也是规范推荐的指标。事实上,采用最大加速度也可以用来评价边坡的安全性。安全系数体现的是边坡的强度储备,加速度是从动力学方面考察边坡当前状态与滑动状态之间的距离,即在运动加速度方面的储备。结合典型无黏性土边坡和黏性土边坡,通过算例分析加速度的主要影响因素,并对最小安全系数和最大加速度之间的关系进行分析。计算结果表明,黏聚力在土的抗剪强度中占的比重越小,加速度与安全系数的相关性越好。 通常情况下,人们一般采用最小安全系数评价边坡的安全性,这也是规范推荐的指标。事实上,采用最大加速度也可以用来评价边坡的安全性。安全系数体现的是边坡的强度储备,加速度是从动力学方面考察边坡当前状态与滑动状态之间的距离,即在运动加速度方面的储备。结合典型无黏性土边坡和黏性土边坡,通过算例分析加速度的主要影响因素,并对最小安全系数和最大加速度之间的关系进行分析。计算结果表明,黏聚力在土的抗剪强度中占的比重越小,加速度与安全系数的相关性越好。
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本文基于滑坡自身形态特征以及场地因素,运用运动学原理推导出滑坡滑动距离预测计算公式,并通过收集44例典型降雨型滑坡基础数据,对该计算模型进行结果和过程两种方法的非线性拟合,最后,利用实例滑坡对计算模型进行对比分析及适用性检验。结果表明:推导的运动学公式计算结果与44例典型降雨型滑坡实际滑动距离经过结果和过程拟合后,其相关系数分别为0.926和0.928,拟合结果较好;利用推导的理论公式计算红桃山滑坡的滑动距离为83.16m,其计算结果比实际滑动距离89.37m小,绝对误差6.21m,相对误差6.95%,采用结果拟合方法后滑体的滑动距离与实际值的绝对误差6.07m,相对误差6.80%,而过程拟合则与实际值的绝对误差3.52m,相对误差3.94%,表明公式经拟合后适用性良好。该研究成果对滑坡运动距离的预测提供一种新途径。 本文基于滑坡自身形态特征以及场地因素,运用运动学原理推导出滑坡滑动距离预测计算公式,并通过收集44例典型降雨型滑坡基础数据,对该计算模型进行结果和过程两种方法的非线性拟合,最后,利用实例滑坡对计算模型进行对比分析及适用性检验。结果表明:推导的运动学公式计算结果与44例典型降雨型滑坡实际滑动距离经过结果和过程拟合后,其相关系数分别为0.926和0.928,拟合结果较好;利用推导的理论公式计算红桃山滑坡的滑动距离为83.16m,其计算结果比实际滑动距离89.37m小,绝对误差6.21m,相对误差6.95%,采用结果拟合方法后滑体的滑动距离与实际值的绝对误差6.07m,相对误差6.80%,而过程拟合则与实际值的绝对误差3.52m,相对误差3.94%,表明公式经拟合后适用性良好。该研究成果对滑坡运动距离的预测提供一种新途径。
摘要:
黄土地区普遍发育的滑坡灾害与黄土-基岩不整合面的关系密切,深入分析该类不整合面对黄土滑坡的控制作用是灾害防治的需要。本文以兰州地区为例,在分析滑坡的分布规律和一般特征的基础上,探讨了黄土-基岩不整合面与滑坡的发育密度和体积之间的空间关系。结果表明:(1)滑坡的发育长度、宽度、面积及体积,总体表现出随滑坡规模的增加,具有在特定范围集中分布的趋势;(2)滑坡的宽度与体积之间的相关性较差,滑坡长度与体积之间的相关性较好,描述滑坡规模指标间的拟合关系都表现出随滑坡规模的增大,离散性增加的特点;(3)滑坡在不整合面两侧近对称分布,且在该类不整合面附近,以黄土-基岩滑坡较为发育,滑坡规模大且数量多,而远离不整合面的滑坡规模小且数量少;(4)滑坡的数量、体积与该类不整合面间的距离服从分段幂律分布。 黄土地区普遍发育的滑坡灾害与黄土-基岩不整合面的关系密切,深入分析该类不整合面对黄土滑坡的控制作用是灾害防治的需要。本文以兰州地区为例,在分析滑坡的分布规律和一般特征的基础上,探讨了黄土-基岩不整合面与滑坡的发育密度和体积之间的空间关系。结果表明:(1)滑坡的发育长度、宽度、面积及体积,总体表现出随滑坡规模的增加,具有在特定范围集中分布的趋势;(2)滑坡的宽度与体积之间的相关性较差,滑坡长度与体积之间的相关性较好,描述滑坡规模指标间的拟合关系都表现出随滑坡规模的增大,离散性增加的特点;(3)滑坡在不整合面两侧近对称分布,且在该类不整合面附近,以黄土-基岩滑坡较为发育,滑坡规模大且数量多,而远离不整合面的滑坡规模小且数量少;(4)滑坡的数量、体积与该类不整合面间的距离服从分段幂律分布。
摘要:
1920年海原8.5级大地震在位于Ⅸ、Ⅹ度区的西吉县境内诱发了大量的群发性黄土地震滑坡,造成了惨重的人员伤亡和严重的生态破坏。本文在野外调查的基础上,运用Google Earth影像解译手段对研究区内的314处滑坡进行总结研究。总结了研究区地震滑坡的分布特征,并对滑坡形成的主要影响因素进行分析。根据本文的研究成果,对宁南山区的工程选址、建设开挖及防灾减灾工作提出几点参考建议。 1920年海原8.5级大地震在位于Ⅸ、Ⅹ度区的西吉县境内诱发了大量的群发性黄土地震滑坡,造成了惨重的人员伤亡和严重的生态破坏。本文在野外调查的基础上,运用Google Earth影像解译手段对研究区内的314处滑坡进行总结研究。总结了研究区地震滑坡的分布特征,并对滑坡形成的主要影响因素进行分析。根据本文的研究成果,对宁南山区的工程选址、建设开挖及防灾减灾工作提出几点参考建议。
摘要:
在我国滑坡地质灾害繁多,而滑坡的变形破坏很复杂,为了探讨一种较为合理的滑坡加固方法,本文针对3种类型滑坡,分析其变形过程,提出了3种类型滑坡变形破坏模式;基于滑坡的变形破坏模式,结合滑坡的工程地质特征及变形特点,对不同变形破坏类型滑坡分区段开展研究,把牵引式滑坡分为牵引区和被牵引区,推移式滑坡分为加载区和推移区,复合式滑坡分为后缘启动区、中间主滑区、前缘启动区;针对不同类型滑坡,分析滑坡演化过程中不同区的变形先后及相互依存的关系,确定主动变形区和被动变形区,提出了基于变形破坏模式的滑坡加固方法,加固的主要思想为:控制主动变形区、确保被动变形区稳定,即不同区段采用不同的安全系数进行控制,并通过3个典型的滑坡工程实例进行计算分析,论证了此方法在工程实践中具有一定的应用价值。 在我国滑坡地质灾害繁多,而滑坡的变形破坏很复杂,为了探讨一种较为合理的滑坡加固方法,本文针对3种类型滑坡,分析其变形过程,提出了3种类型滑坡变形破坏模式;基于滑坡的变形破坏模式,结合滑坡的工程地质特征及变形特点,对不同变形破坏类型滑坡分区段开展研究,把牵引式滑坡分为牵引区和被牵引区,推移式滑坡分为加载区和推移区,复合式滑坡分为后缘启动区、中间主滑区、前缘启动区;针对不同类型滑坡,分析滑坡演化过程中不同区的变形先后及相互依存的关系,确定主动变形区和被动变形区,提出了基于变形破坏模式的滑坡加固方法,加固的主要思想为:控制主动变形区、确保被动变形区稳定,即不同区段采用不同的安全系数进行控制,并通过3个典型的滑坡工程实例进行计算分析,论证了此方法在工程实践中具有一定的应用价值。
摘要:
回顾了滑坡监测中测斜仪测斜技术的发展历史,并对其测斜技术原理及应用现状进行分析,旨在总结历史经验,以期为滑坡深部监测技术的研究提供科学参考。滑坡深部位移监测有两个重要指标,即表征钻孔变形量大小及方向的顶角和方位角。其中,顶角的测量由倾角传感器实现,可分为摆式及加速度计式2类倾角传感器;方位角的量测有滑轮-导槽定向、电子罗盘和陀螺仪等方式。为清晰阐明现有各类测斜仪测斜技术,基于顶角和方位角测量原理的不同,对测斜仪测斜原理进行归类介绍,并辅以实例加以说明。基于文献及市场调研,对比分析了20世纪80年代及当下国内外较为广泛使用的测斜仪及其发展现状;指明了滑坡监测具有多参数、系统化、自动化程度不断增高之趋势。 回顾了滑坡监测中测斜仪测斜技术的发展历史,并对其测斜技术原理及应用现状进行分析,旨在总结历史经验,以期为滑坡深部监测技术的研究提供科学参考。滑坡深部位移监测有两个重要指标,即表征钻孔变形量大小及方向的顶角和方位角。其中,顶角的测量由倾角传感器实现,可分为摆式及加速度计式2类倾角传感器;方位角的量测有滑轮-导槽定向、电子罗盘和陀螺仪等方式。为清晰阐明现有各类测斜仪测斜技术,基于顶角和方位角测量原理的不同,对测斜仪测斜原理进行归类介绍,并辅以实例加以说明。基于文献及市场调研,对比分析了20世纪80年代及当下国内外较为广泛使用的测斜仪及其发展现状;指明了滑坡监测具有多参数、系统化、自动化程度不断增高之趋势。
摘要:
灰岩地区危岩体具有类砌体结构特征,其在崩塌过程中常呈现解体破坏现象,为了探讨类砌体型危岩的解体特性,遴选危岩体的黏结方式、高宽比和倾角的不同组合,做了81种工况的模型试验,得到不同组合对危岩解体时最先开裂的位置特征。结果表明:高宽比越大(瘦高型危岩)的试验模型,其开裂位置越靠近下端部(危岩根部);主控结构面倾角越大,其初始开裂位置越靠近危岩体上部;在实验条件下黏结方式对初始开裂位置的影响很小;并对危岩模型发生倒塌时的表面开裂特性进行了研究,研究成果为三峡库区具有类砌体结构特征的危岩解体机制提供依据。 灰岩地区危岩体具有类砌体结构特征,其在崩塌过程中常呈现解体破坏现象,为了探讨类砌体型危岩的解体特性,遴选危岩体的黏结方式、高宽比和倾角的不同组合,做了81种工况的模型试验,得到不同组合对危岩解体时最先开裂的位置特征。结果表明:高宽比越大(瘦高型危岩)的试验模型,其开裂位置越靠近下端部(危岩根部);主控结构面倾角越大,其初始开裂位置越靠近危岩体上部;在实验条件下黏结方式对初始开裂位置的影响很小;并对危岩模型发生倒塌时的表面开裂特性进行了研究,研究成果为三峡库区具有类砌体结构特征的危岩解体机制提供依据。
摘要:
碎屑流是一种常见的地质灾害,往往对流通路径上的各种设施造成严重灾难,同时碎屑流还给泥石流提供物质来源,从而形成不良堆积坝堵塞河道或形成堰塞湖。本文建立了碎屑流动力过程的力学模型及其高分辨率数值算法,预测和评估碎屑流的铺展和堆积过程。应用该数值模型,首先计算了一维经典溃坝问题,计算结果和理论解符合较好。其次,初步分析了碎屑流和障碍物相互作用后的分流和堆积规律,并讨论了碎屑流灾害防治的可能方案。 碎屑流是一种常见的地质灾害,往往对流通路径上的各种设施造成严重灾难,同时碎屑流还给泥石流提供物质来源,从而形成不良堆积坝堵塞河道或形成堰塞湖。本文建立了碎屑流动力过程的力学模型及其高分辨率数值算法,预测和评估碎屑流的铺展和堆积过程。应用该数值模型,首先计算了一维经典溃坝问题,计算结果和理论解符合较好。其次,初步分析了碎屑流和障碍物相互作用后的分流和堆积规律,并讨论了碎屑流灾害防治的可能方案。
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基于描述流体在多孔介质中毛细传导行为的Richards方程,Iverson(2000)推导了斜坡中任意深度处的孔隙水压力对降雨入渗的响应方程,本文在此基础上进一步推导了降雨型浅层滑坡稳定性计算表达式。该表达式考虑了坡体非饱和区饱和度和坡体重度在降雨入渗过程中的变化。算例结果表明:降雨入渗过程中浅层滑坡稳定性系数逐渐降低,且在降雨停止后的较短时间内达到最小值,之后逐渐增大,但增大速率比降低速率要低。这种变化趋势在不同初始地下水位竖向埋深情况下是一致的,但稳定性系数随初始地下水位竖向埋深增大而减小。降雨历时和降雨入渗率对浅层滑坡的稳定性均有显著影响,表现为降雨历时和降雨入渗率越长(大),稳定性系数降低幅度越大,但后者的影响受到滑坡体竖向渗透系数的控制。 基于描述流体在多孔介质中毛细传导行为的Richards方程,Iverson(2000)推导了斜坡中任意深度处的孔隙水压力对降雨入渗的响应方程,本文在此基础上进一步推导了降雨型浅层滑坡稳定性计算表达式。该表达式考虑了坡体非饱和区饱和度和坡体重度在降雨入渗过程中的变化。算例结果表明:降雨入渗过程中浅层滑坡稳定性系数逐渐降低,且在降雨停止后的较短时间内达到最小值,之后逐渐增大,但增大速率比降低速率要低。这种变化趋势在不同初始地下水位竖向埋深情况下是一致的,但稳定性系数随初始地下水位竖向埋深增大而减小。降雨历时和降雨入渗率对浅层滑坡的稳定性均有显著影响,表现为降雨历时和降雨入渗率越长(大),稳定性系数降低幅度越大,但后者的影响受到滑坡体竖向渗透系数的控制。
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拱坝的修建对河床坝基、两岸坝肩及拱座岩体条件要求高,尤其象乌东德水电站这种高达270m的高拱坝,河床建基面的选择在拱坝勘察中就显的尤为重要。乌东德水电站在小口径钻探常规勘察手段的基础上,结合运用钻孔数字彩电、声波测试等物探手段进行建基面研究。综合分析钻孔芯样、岩心获得率、压水试验成果、钻孔彩电及声波解译成果,提出河床坝基建基面选择地质建议,最终确定利用岩体完整,工程地质性状好的Ⅱ1级岩体作为河床坝基,建基面最低高程718m。其研究方法及思路可供类似工程勘察借鉴。 拱坝的修建对河床坝基、两岸坝肩及拱座岩体条件要求高,尤其象乌东德水电站这种高达270m的高拱坝,河床建基面的选择在拱坝勘察中就显的尤为重要。乌东德水电站在小口径钻探常规勘察手段的基础上,结合运用钻孔数字彩电、声波测试等物探手段进行建基面研究。综合分析钻孔芯样、岩心获得率、压水试验成果、钻孔彩电及声波解译成果,提出河床坝基建基面选择地质建议,最终确定利用岩体完整,工程地质性状好的Ⅱ1级岩体作为河床坝基,建基面最低高程718m。其研究方法及思路可供类似工程勘察借鉴。
摘要:
明确危岩变形失稳模式是预防和治理研究的前提,但如今的传统预测方法存在成本高昂、实用性不强等缺点,尤其是在强烈地震诱发下。本文采用基于Levenberg-Marquardt法的神经网络结构,并借助三维离散元数值模拟手段,综合考虑了陡崖层状危岩的节理倾角、危岩边长、危岩高宽比、危岩堆积层数等影响变形失稳模式因素,以危岩变形失稳模式为研究对象,影响因素为切入点,建立了陡崖层状危岩变形失稳模式预测的神经网络模型。并基于由数值模拟计算得到的危岩变形失稳模式样本训练所建立的神经网络,最后分析了该预测模型的准确性。结果表明:该模型具有较好的学习和泛化能力,预测精度达到86.7%,验证了基于Levenberg-Marquardt法的神经网络预测危岩变形失稳模式的方法是有效且实际可行的。 明确危岩变形失稳模式是预防和治理研究的前提,但如今的传统预测方法存在成本高昂、实用性不强等缺点,尤其是在强烈地震诱发下。本文采用基于Levenberg-Marquardt法的神经网络结构,并借助三维离散元数值模拟手段,综合考虑了陡崖层状危岩的节理倾角、危岩边长、危岩高宽比、危岩堆积层数等影响变形失稳模式因素,以危岩变形失稳模式为研究对象,影响因素为切入点,建立了陡崖层状危岩变形失稳模式预测的神经网络模型。并基于由数值模拟计算得到的危岩变形失稳模式样本训练所建立的神经网络,最后分析了该预测模型的准确性。结果表明:该模型具有较好的学习和泛化能力,预测精度达到86.7%,验证了基于Levenberg-Marquardt法的神经网络预测危岩变形失稳模式的方法是有效且实际可行的。
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以大型物理模型试验为基础,采用flac3D有限差分软件建立了滑坡格构锚固模型,模拟分析了格构锚固体系从滑坡初始状态到极限状态的受力特性。结果表明:格构锚固技术可有效地限制滑坡滑移,坡顶荷载作用下,滑坡应力发生变化,在格构梁作用处较大,并向四周逐渐减小,最大应力出现于底梁节点处;锚杆承受非均匀的轴向力,轴力在自由段基本相等,在锚固段自滑面向末端逐渐减小;锚杆从坡顶至坡脚所受拉力逐渐增大;格构梁受力表现为跨中外侧受拉,节点处内侧受拉,最大剪力及弯矩出现于节点处;各横梁受力不同,上排横梁受力小于下排横梁,横梁竖梁受力不同,内力计算时应分别考虑。 以大型物理模型试验为基础,采用flac3D有限差分软件建立了滑坡格构锚固模型,模拟分析了格构锚固体系从滑坡初始状态到极限状态的受力特性。结果表明:格构锚固技术可有效地限制滑坡滑移,坡顶荷载作用下,滑坡应力发生变化,在格构梁作用处较大,并向四周逐渐减小,最大应力出现于底梁节点处;锚杆承受非均匀的轴向力,轴力在自由段基本相等,在锚固段自滑面向末端逐渐减小;锚杆从坡顶至坡脚所受拉力逐渐增大;格构梁受力表现为跨中外侧受拉,节点处内侧受拉,最大剪力及弯矩出现于节点处;各横梁受力不同,上排横梁受力小于下排横梁,横梁竖梁受力不同,内力计算时应分别考虑。
摘要:
水文地质结构系统控制地下水系,但在构造控水方面的研究仍较为薄弱。华北型淮南煤田整体断层、褶皱等地质构造极为发育,研究这些地质构造对地下水的控制作用机理、总结地质构造对岩层富水性的控制规律,对地质构造复杂地区采矿工程中的矿区地下水富集特征认识及煤层底板水害防治有指导作用。本文以淮南煤田北部矿区为研究对象,研究区地质构造复杂,运用水文地质结构系统分析法并结合大量实测数据研究了典型地质构造对岩层富水性的控制机理,认为地质构造对岩层富水性的控制有直接和间接两种途径,分述了两种途径的作用过程。丰富了构造控水理论,对矿山水文地质条件再认识有着重要现实意义。 水文地质结构系统控制地下水系,但在构造控水方面的研究仍较为薄弱。华北型淮南煤田整体断层、褶皱等地质构造极为发育,研究这些地质构造对地下水的控制作用机理、总结地质构造对岩层富水性的控制规律,对地质构造复杂地区采矿工程中的矿区地下水富集特征认识及煤层底板水害防治有指导作用。本文以淮南煤田北部矿区为研究对象,研究区地质构造复杂,运用水文地质结构系统分析法并结合大量实测数据研究了典型地质构造对岩层富水性的控制机理,认为地质构造对岩层富水性的控制有直接和间接两种途径,分述了两种途径的作用过程。丰富了构造控水理论,对矿山水文地质条件再认识有着重要现实意义。
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兖州煤田各矿区目前已相继开始下组煤开采工作,深部下组煤开采受高地应力、高奥灰水压力影响,开采难度远大于浅部煤层。本文以兴隆庄煤矿开采下组煤中的16上煤和17煤两层煤为例,利用有限差分软件FLAC3D模拟了高地应力条件下近断层煤层反复采动过程,获得了采煤工作面距断层不同距离时的采场围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布图;对比分析了初次采动和第二次采动时围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布规律;利用塑性区分布范围是否与含水断层接触判断煤层底板是否突水,并得到了工作面发生底板突水时的临界突水距离,与规范计算结果进行对比,两者基本一致。研究成果对指导煤矿防治水害工作和确定防隔水煤岩柱留设宽度具有一定参考意义。 兖州煤田各矿区目前已相继开始下组煤开采工作,深部下组煤开采受高地应力、高奥灰水压力影响,开采难度远大于浅部煤层。本文以兴隆庄煤矿开采下组煤中的16上煤和17煤两层煤为例,利用有限差分软件FLAC3D模拟了高地应力条件下近断层煤层反复采动过程,获得了采煤工作面距断层不同距离时的采场围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布图;对比分析了初次采动和第二次采动时围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布规律;利用塑性区分布范围是否与含水断层接触判断煤层底板是否突水,并得到了工作面发生底板突水时的临界突水距离,与规范计算结果进行对比,两者基本一致。研究成果对指导煤矿防治水害工作和确定防隔水煤岩柱留设宽度具有一定参考意义。
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本文利用巴东县第三高级中滑坡钻孔测斜数据资料,来研究滑带土所处深度和滑坡滑动方向。在数据分析中引入误差检验方法,认为测斜仪在地表浅部监测数据偶然误差大。结合滑坡抗滑桩人工开挖编录情况,发现了明显的滑带土,将测斜数据与实际观察的滑坡滑动方向及滑带深度进行对比,发现测斜数据揭示的滑带土深度和滑动方向与桩内发现情况一致,证明了深部位移监测数据与实际情况十分吻合。因此可以得出,测斜仪地表附近监测数据偶然误差较大,但对于揭示滑坡内部滑带的准确性高,肯定了深部位移监测数据对滑坡滑带深度和滑动方向分析中的准确性。 本文利用巴东县第三高级中滑坡钻孔测斜数据资料,来研究滑带土所处深度和滑坡滑动方向。在数据分析中引入误差检验方法,认为测斜仪在地表浅部监测数据偶然误差大。结合滑坡抗滑桩人工开挖编录情况,发现了明显的滑带土,将测斜数据与实际观察的滑坡滑动方向及滑带深度进行对比,发现测斜数据揭示的滑带土深度和滑动方向与桩内发现情况一致,证明了深部位移监测数据与实际情况十分吻合。因此可以得出,测斜仪地表附近监测数据偶然误差较大,但对于揭示滑坡内部滑带的准确性高,肯定了深部位移监测数据对滑坡滑带深度和滑动方向分析中的准确性。
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水土腐蚀性评价标准与混凝土结构耐久性设计的防护标准是相互作用,相互影响的。本文通过2个地下水实例,比较了桩基础和地下室底板在不同规范体系下水土腐蚀性评价标准和防护标准的差异。腐蚀环境越严重,混凝土结构耐久性设计差异越大,因此,有必要统一水土腐蚀性评价标准和混凝土结构耐久性设计的防护标准。针对SO42-和CL-腐蚀性评价差异较大的情况,本文给出了干湿交替作用及其强度的定义,提出了一种统一水土腐蚀性评价指标及其分级的建议方案。干湿交替作用是指在固体表面能够形成液相水与气相水交替转换或持续转换的一种现象,干湿交替作用强度定义为固体表面液态水的相对蒸发速率和固体表层饱和度的乘积。 水土腐蚀性评价标准与混凝土结构耐久性设计的防护标准是相互作用,相互影响的。本文通过2个地下水实例,比较了桩基础和地下室底板在不同规范体系下水土腐蚀性评价标准和防护标准的差异。腐蚀环境越严重,混凝土结构耐久性设计差异越大,因此,有必要统一水土腐蚀性评价标准和混凝土结构耐久性设计的防护标准。针对SO42-和CL-腐蚀性评价差异较大的情况,本文给出了干湿交替作用及其强度的定义,提出了一种统一水土腐蚀性评价指标及其分级的建议方案。干湿交替作用是指在固体表面能够形成液相水与气相水交替转换或持续转换的一种现象,干湿交替作用强度定义为固体表面液态水的相对蒸发速率和固体表层饱和度的乘积。
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杨房沟水电站右岸布置两条导流洞,导流洞施工期洞身共设置13个永久监测断面,通过已安装的多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计获取的大量施工期监测数据及成果分析表明:导流洞洞身变形主要发生在左边墙,下层开挖施工对洞室稳定影响较大,且爆破对边墙的影响要比顶拱大。目前变质粉砂岩洞段以及转弯段左右边墙部位围岩存在应力调整,但围岩整体已趋于稳定。安全监测较好地指导了现场施工组织,为工程的顺利施工保驾护航,同时也为后续类似工程的施工提供了值得借鉴的宝贵经验。 杨房沟水电站右岸布置两条导流洞,导流洞施工期洞身共设置13个永久监测断面,通过已安装的多点位移计、锚杆应力计、锚索测力计获取的大量施工期监测数据及成果分析表明:导流洞洞身变形主要发生在左边墙,下层开挖施工对洞室稳定影响较大,且爆破对边墙的影响要比顶拱大。目前变质粉砂岩洞段以及转弯段左右边墙部位围岩存在应力调整,但围岩整体已趋于稳定。安全监测较好地指导了现场施工组织,为工程的顺利施工保驾护航,同时也为后续类似工程的施工提供了值得借鉴的宝贵经验。
摘要:
为了更好的研究双排桩在深基坑开挖中的受力和变形性状,本文根据相似理论的原理,采用大型物理模型试验模拟双排桩在基坑开挖中的变形规律。选取北京东部地区典型地层为代表,探讨基坑开挖过程中双排桩应变、位移和土压力的变化情况,同时运用数值模拟验证物理模型试验的规律和结果。研究结果表明,前排桩的应变、位移均大于后排桩,前排桩前土压力呈右凸形分布,后排桩在土层分界面处发生明显的土压力变化。并且同数值模拟得出的变化规律基本一致,该规律性结论可靠合理,可以为实际工程提出建设性参考。 为了更好的研究双排桩在深基坑开挖中的受力和变形性状,本文根据相似理论的原理,采用大型物理模型试验模拟双排桩在基坑开挖中的变形规律。选取北京东部地区典型地层为代表,探讨基坑开挖过程中双排桩应变、位移和土压力的变化情况,同时运用数值模拟验证物理模型试验的规律和结果。研究结果表明,前排桩的应变、位移均大于后排桩,前排桩前土压力呈右凸形分布,后排桩在土层分界面处发生明显的土压力变化。并且同数值模拟得出的变化规律基本一致,该规律性结论可靠合理,可以为实际工程提出建设性参考。
摘要:
黄土是世界公认的特殊性问题土。结构性黄土具有显著的水敏感性特征,黄土地区遇到的各种工程问题多和其密切相关。本文通过不同含水量原状Q2黄土的室内直剪试验研究了黄土抗剪强度的水敏感性特征,从定量的角度探讨了峰值抗剪强度、残余抗剪强度、最终残余抗剪强度和土体结构强度等强度参量与含水量和法向压力间的相关关系,研究结果表明:原状Q2黄土峰值强度的水敏感性强于残余强度和最终残余强度的水敏感性,指数函数和线性函数可以分别用来描述峰值强度以及残余强度和最终残余强度与含水量间的相关关系。不同法向压力下原状Q2黄土的峰值强度与含水量间相关关系可以进行归一化处理,指数函数能够用来描述这种归一化关系。结构强度和含水量之间也存在指数函数形式的定量关系。由于具有较高的结构强度,不同法向压力下原状Q2黄土的破坏剪应变多位于1%~2%之间。本文的研究成果对于进一步理解和认知非饱和结构性黄土抗剪强度的发挥机制及其抗剪强度设计准则均具有一定的借鉴意义。 黄土是世界公认的特殊性问题土。结构性黄土具有显著的水敏感性特征,黄土地区遇到的各种工程问题多和其密切相关。本文通过不同含水量原状Q2黄土的室内直剪试验研究了黄土抗剪强度的水敏感性特征,从定量的角度探讨了峰值抗剪强度、残余抗剪强度、最终残余抗剪强度和土体结构强度等强度参量与含水量和法向压力间的相关关系,研究结果表明:原状Q2黄土峰值强度的水敏感性强于残余强度和最终残余强度的水敏感性,指数函数和线性函数可以分别用来描述峰值强度以及残余强度和最终残余强度与含水量间的相关关系。不同法向压力下原状Q2黄土的峰值强度与含水量间相关关系可以进行归一化处理,指数函数能够用来描述这种归一化关系。结构强度和含水量之间也存在指数函数形式的定量关系。由于具有较高的结构强度,不同法向压力下原状Q2黄土的破坏剪应变多位于1%~2%之间。本文的研究成果对于进一步理解和认知非饱和结构性黄土抗剪强度的发挥机制及其抗剪强度设计准则均具有一定的借鉴意义。
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拼接加宽桥梁桩的沉降与原有桥桩的沉降差对上部结构受力影响较大,需要控制新建桥桩的沉降。桩基后压浆技术可以固化桩底沉渣,改善桩侧泥皮性能,减小桩基沉降。而后压浆技术在泥岩地层的经验比较少,因此结合长平高速公路K94+920.9通道桥改扩建工程,对嵌泥岩钻孔灌注桩桩端后压浆减小桩基沉降效果进行试验。对后压浆桩及未压浆桩荷载位移特征、侧摩阻力发挥特征进行对比分析发现:嵌泥岩后压浆桩的沉降较未压浆桩各级荷载下平均沉降减小约40%,说明采用桩端后压浆减少桩基沉降效果明显;未压浆试桩全风化泥岩侧摩阻力在桩土相对位移达到约5mm时趋于稳定,全风化泥岩的侧摩阻力为120kPa左右,压浆桩全风化泥岩摩阻力达到240kPa,说明浆液上返范围内全风化泥岩的极限侧摩阻力提高了1倍;浆液水灰比为0.5,压浆压力为2MPa时,浆液最大上返高度为4m,可为该地区泥岩地层桩端后注浆桩设计及沉降控制提供参考。 拼接加宽桥梁桩的沉降与原有桥桩的沉降差对上部结构受力影响较大,需要控制新建桥桩的沉降。桩基后压浆技术可以固化桩底沉渣,改善桩侧泥皮性能,减小桩基沉降。而后压浆技术在泥岩地层的经验比较少,因此结合长平高速公路K94+920.9通道桥改扩建工程,对嵌泥岩钻孔灌注桩桩端后压浆减小桩基沉降效果进行试验。对后压浆桩及未压浆桩荷载位移特征、侧摩阻力发挥特征进行对比分析发现:嵌泥岩后压浆桩的沉降较未压浆桩各级荷载下平均沉降减小约40%,说明采用桩端后压浆减少桩基沉降效果明显;未压浆试桩全风化泥岩侧摩阻力在桩土相对位移达到约5mm时趋于稳定,全风化泥岩的侧摩阻力为120kPa左右,压浆桩全风化泥岩摩阻力达到240kPa,说明浆液上返范围内全风化泥岩的极限侧摩阻力提高了1倍;浆液水灰比为0.5,压浆压力为2MPa时,浆液最大上返高度为4m,可为该地区泥岩地层桩端后注浆桩设计及沉降控制提供参考。
摘要:
断裂带水文地质工作是放射性废物地质处置场址性能评价中的一项基础性工作,地质构造对区域和场址地下水渗流的控制性影响需要重点研究。在查阅大量国内外文献基础上,本文对断裂带渗透结构的特征、研究手段、研究尺度等作了概述,以期对放射性废物处置场断裂带地水文地质评价提供参考。 断裂带水文地质工作是放射性废物地质处置场址性能评价中的一项基础性工作,地质构造对区域和场址地下水渗流的控制性影响需要重点研究。在查阅大量国内外文献基础上,本文对断裂带渗透结构的特征、研究手段、研究尺度等作了概述,以期对放射性废物处置场断裂带地水文地质评价提供参考。
摘要:
集对分析理论是一种处理确定性和不确定性的定量系统分析方法。本文通过模糊联系度对集对分析理论中的差异度系数做进一步挖掘和分析,建立了模糊-集对分析算法,即通过模糊联系度挖掘样本数据讨论类别与相邻类别间的接近程度,得出该类别与相邻类别之间的同异反信息。为了验证模型的适用性,通过实测北京房山区和门头沟区6条泥石流小流域基础数据,进行了危险性评价,并将评价结果与传统评价理论进行对比分析。得出结论:模糊-集对分析理论可以深度挖掘样本类别与相邻类别之间的同异反关系,通过对比现场调查数据发现模糊-集对分析法对泥石流小流域的评价结果更切合实际,且评价结果与可拓学等评价结果基本一致,该方法具有较高的准确性和严密性。 集对分析理论是一种处理确定性和不确定性的定量系统分析方法。本文通过模糊联系度对集对分析理论中的差异度系数做进一步挖掘和分析,建立了模糊-集对分析算法,即通过模糊联系度挖掘样本数据讨论类别与相邻类别间的接近程度,得出该类别与相邻类别之间的同异反信息。为了验证模型的适用性,通过实测北京房山区和门头沟区6条泥石流小流域基础数据,进行了危险性评价,并将评价结果与传统评价理论进行对比分析。得出结论:模糊-集对分析理论可以深度挖掘样本类别与相邻类别之间的同异反关系,通过对比现场调查数据发现模糊-集对分析法对泥石流小流域的评价结果更切合实际,且评价结果与可拓学等评价结果基本一致,该方法具有较高的准确性和严密性。
摘要:
论文结合京沪高速铁路李窑试验段,对比分析了深厚软土CFG桩复合地基加固区、下卧层附加应力和沉降的不同计算方法,并对现场案例的加固区和下卧层在不同计算方法的沉降计算结果进行了分析研究。结果表明:(1)Boussinesq解能够准确计算复合地基加固区附加应力,Mindlin-Geddes解能够准确计算复合地基下卧层附加应力;(2)面积加权法能够有效计算复合地基加固区沉降;(3)通过线性叠加,计算复合地基下卧层附加应力,能够有效考虑群桩下的复合地基下卧层沉降;(4)由面积加权法和弹性力学法计算得出加固区的沉降量接近,而远大于桩土模量比法计算结果;(5)复合地基置换率相同的情况下,随着桩数的增加下卧层的沉降随之增加。 论文结合京沪高速铁路李窑试验段,对比分析了深厚软土CFG桩复合地基加固区、下卧层附加应力和沉降的不同计算方法,并对现场案例的加固区和下卧层在不同计算方法的沉降计算结果进行了分析研究。结果表明:(1)Boussinesq解能够准确计算复合地基加固区附加应力,Mindlin-Geddes解能够准确计算复合地基下卧层附加应力;(2)面积加权法能够有效计算复合地基加固区沉降;(3)通过线性叠加,计算复合地基下卧层附加应力,能够有效考虑群桩下的复合地基下卧层沉降;(4)由面积加权法和弹性力学法计算得出加固区的沉降量接近,而远大于桩土模量比法计算结果;(5)复合地基置换率相同的情况下,随着桩数的增加下卧层的沉降随之增加。
摘要:
膨胀土的胀缩特性、裂隙性、超固结性常对膨胀土地层中的工程建设造成不良影响,以热-力耦合数值模拟为基础对膨胀土深基坑开挖过程中的受力变形特性进行研究。首先由室内试验测定原状膨胀土的膨胀力,然后以FLAC3D热-力耦合模块模拟一环刀土样推导目标膨胀力下的膨胀系数,最后以扬州某膨胀土深基坑为例,计算上述膨胀系数下深基坑在开挖过程中的受力变形特性,并与基坑实测数据进行了对比。结果表明:(1)围护结构侧向变形轮廓线为鱼腹型,最大侧向变形位置发生在开挖面以上一定范围内,最大侧向变形值大致为(0.15%~0.30%)H;(2)立柱隆沉曲线平缓,数值大致处于(-0.04%~0.14%)H;(3)墙后地表沉降槽呈型,影响范围达到了2.5He以外,最大地表沉降值为vm=(0.05%~0.15%)H,最大地表沉降与最大围护结构侧向变形的关系约为vm=(0.33~0.56)hm;(4)土压力值均处于视土压力包络线范围以内,大致为1.07He。 膨胀土的胀缩特性、裂隙性、超固结性常对膨胀土地层中的工程建设造成不良影响,以热-力耦合数值模拟为基础对膨胀土深基坑开挖过程中的受力变形特性进行研究。首先由室内试验测定原状膨胀土的膨胀力,然后以FLAC3D热-力耦合模块模拟一环刀土样推导目标膨胀力下的膨胀系数,最后以扬州某膨胀土深基坑为例,计算上述膨胀系数下深基坑在开挖过程中的受力变形特性,并与基坑实测数据进行了对比。结果表明:(1)围护结构侧向变形轮廓线为鱼腹型,最大侧向变形位置发生在开挖面以上一定范围内,最大侧向变形值大致为(0.15%~0.30%)H;(2)立柱隆沉曲线平缓,数值大致处于(-0.04%~0.14%)H;(3)墙后地表沉降槽呈型,影响范围达到了2.5He以外,最大地表沉降值为vm=(0.05%~0.15%)H,最大地表沉降与最大围护结构侧向变形的关系约为vm=(0.33~0.56)hm;(4)土压力值均处于视土压力包络线范围以内,大致为1.07He。
摘要:
泥石流是一种危害性极大的山区自然灾害,其危险性评价的意义在防灾减灾预案中尤为重要。论文结合近十年来支持向量机方法在泥石流危险性评价中的应用情况,重点探讨泥石流不同评价指标的选取、影响支持向量机性能的参数确定、泥石流数据的不均衡性等对评价结果的影响以及泥石流评价模型的可推广性问题。首先,引入粗糙集理论,对选定的泥石流评价指标进行属性约简,筛选出影响泥石流评价结果的核心指标;其次,比较使用较广泛的网格搜索算法、遗传算法和粒子群优化算法3种方法确定的支持向量机的惩罚指标和核函数参数对评价效果的影响;最后,通过对泥石流单沟的不同评价指标和危险等级的实测数据进行训练和测试,建立泥石流危险性评价的改进支持向量机模型,研究泥石流数据的不均衡性对危险性评价结果的影响,并将建立的模型应用于不同区域的泥石流危险性评价中进行推广性验证。研究结果表明支持向量机模型能够应用于泥石流危险度评价中,但其评价精度的高低、泛化能力的强弱与评价指标的选择、支持向量机性能参数的确定、泥石流数据的均衡性紧密相关,在实际应用中应该加强与支持向量机模型相关问题的研究,才能建立具有较好适用性的泥石流危险性评价模型。 泥石流是一种危害性极大的山区自然灾害,其危险性评价的意义在防灾减灾预案中尤为重要。论文结合近十年来支持向量机方法在泥石流危险性评价中的应用情况,重点探讨泥石流不同评价指标的选取、影响支持向量机性能的参数确定、泥石流数据的不均衡性等对评价结果的影响以及泥石流评价模型的可推广性问题。首先,引入粗糙集理论,对选定的泥石流评价指标进行属性约简,筛选出影响泥石流评价结果的核心指标;其次,比较使用较广泛的网格搜索算法、遗传算法和粒子群优化算法3种方法确定的支持向量机的惩罚指标和核函数参数对评价效果的影响;最后,通过对泥石流单沟的不同评价指标和危险等级的实测数据进行训练和测试,建立泥石流危险性评价的改进支持向量机模型,研究泥石流数据的不均衡性对危险性评价结果的影响,并将建立的模型应用于不同区域的泥石流危险性评价中进行推广性验证。研究结果表明支持向量机模型能够应用于泥石流危险度评价中,但其评价精度的高低、泛化能力的强弱与评价指标的选择、支持向量机性能参数的确定、泥石流数据的均衡性紧密相关,在实际应用中应该加强与支持向量机模型相关问题的研究,才能建立具有较好适用性的泥石流危险性评价模型。
摘要:
岩溶隧道掌子面不采取支护措施,极易成为突水灾害的常发部位,其又为隧道施工的工作面,突水灾害势必会带来严重后果。在岩溶隧道掘进过程中,掌子面与前方含水构造间的隔水岩盘厚度留设问题非常关键,决定着突水灾害的发生与否。对掌子面前方隔水岩盘安全厚度的影响因素进行分析,认为岩盘质量与岩溶水压是主导因子。利用三维有限元方法模拟岩溶隧道开挖过程,研究隔水岩盘安全厚度与其主导因子的相关变化规律。基于非线性回归方法,提出了能简单快速预测掌子面前方隔水岩盘安全厚度的数学模型,并为工程实例所验证。该预测模型具有简易、快捷、实用等特点,为岩溶隧道隔水岩盘安全厚度的预测提供了一个为现场工程师所接受的强有力工具。 岩溶隧道掌子面不采取支护措施,极易成为突水灾害的常发部位,其又为隧道施工的工作面,突水灾害势必会带来严重后果。在岩溶隧道掘进过程中,掌子面与前方含水构造间的隔水岩盘厚度留设问题非常关键,决定着突水灾害的发生与否。对掌子面前方隔水岩盘安全厚度的影响因素进行分析,认为岩盘质量与岩溶水压是主导因子。利用三维有限元方法模拟岩溶隧道开挖过程,研究隔水岩盘安全厚度与其主导因子的相关变化规律。基于非线性回归方法,提出了能简单快速预测掌子面前方隔水岩盘安全厚度的数学模型,并为工程实例所验证。该预测模型具有简易、快捷、实用等特点,为岩溶隧道隔水岩盘安全厚度的预测提供了一个为现场工程师所接受的强有力工具。
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通过研究土的崩解特性进而指导工程施工,按《岩土工程勘察规范》对土的分类标准,对不同粒级分配的土样即砂土、黏粉、粉黏各选取两个代表性样品进行崩解特性试验,研究得出两点结论:(1)崩解过程开始时崩解速度较快,土样表面细小分散颗粒落入水中,此现象砂粉尤为明显,大量土体脱落,崩解速度极为快速。砂粉粒度程度较大,土的孔隙性和透水性较大,因此崩解速度较快,本次两个试样在近1h内完全崩解。黏粉试样含砂粉和粉黏,崩解速度处于砂粉及粉黏之间。而粉黏试样崩解时间较长,崩解过程较为缓慢,甚至几天都无法崩解;(2)崩解过程并不是一个规律的过程,跟土体的物理特性也有关系,且崩解过程中崩解方式不同,开始主要以粉末状和小碎块状为主,浸水时间较长后开始出现裂隙,随着裂隙的增大,期间伴随粉末状崩落,土体呈块状裂开,过程中不断有气泡逸出,水质浑浊。 通过研究土的崩解特性进而指导工程施工,按《岩土工程勘察规范》对土的分类标准,对不同粒级分配的土样即砂土、黏粉、粉黏各选取两个代表性样品进行崩解特性试验,研究得出两点结论:(1)崩解过程开始时崩解速度较快,土样表面细小分散颗粒落入水中,此现象砂粉尤为明显,大量土体脱落,崩解速度极为快速。砂粉粒度程度较大,土的孔隙性和透水性较大,因此崩解速度较快,本次两个试样在近1h内完全崩解。黏粉试样含砂粉和粉黏,崩解速度处于砂粉及粉黏之间。而粉黏试样崩解时间较长,崩解过程较为缓慢,甚至几天都无法崩解;(2)崩解过程并不是一个规律的过程,跟土体的物理特性也有关系,且崩解过程中崩解方式不同,开始主要以粉末状和小碎块状为主,浸水时间较长后开始出现裂隙,随着裂隙的增大,期间伴随粉末状崩落,土体呈块状裂开,过程中不断有气泡逸出,水质浑浊。
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河谷岸坡上如何选择一个合理的桥桩位,对节省工程建设费用具有重要意义。文中结合一特大公路桥梁的桥桩位置的选择问题,充分分析桥址的工程地质条件,采取极限平衡法、有限元法等岸坡稳定性分析方法,按3种工况,对不同桥桩位设计方案的岸坡的稳定性进行了计算分析。根据不同桥桩位的岸坡稳定性分析结果,确定了大桥桩位的优化设计方案。 河谷岸坡上如何选择一个合理的桥桩位,对节省工程建设费用具有重要意义。文中结合一特大公路桥梁的桥桩位置的选择问题,充分分析桥址的工程地质条件,采取极限平衡法、有限元法等岸坡稳定性分析方法,按3种工况,对不同桥桩位设计方案的岸坡的稳定性进行了计算分析。根据不同桥桩位的岸坡稳定性分析结果,确定了大桥桩位的优化设计方案。
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影响岩石强度的因素相互作用与相互耦合,常规方法难以快速准确描述影响因素间相互耦合作用对岩石强度的影响。结合前人研究成果与实践经验,引入岩石工程系统(RES)理论的交互作用矩阵,采用增大系数的双曲正切函数为激活函数的BP网络编码方式,提出了基于RES交互作用矩阵的BP网络岩石强度预测模型,并进行网络训练。结果表明:运用RES理论系统分析思想,在构造相互作用矩阵基础上,采用改进的BP网络,不仅能够快速进行岩石强度预测,而且也提高了预测精度。该方法不仅为岩石强度预测提供一种新思路,同时也为工程岩体评价提供了一种新途径。 影响岩石强度的因素相互作用与相互耦合,常规方法难以快速准确描述影响因素间相互耦合作用对岩石强度的影响。结合前人研究成果与实践经验,引入岩石工程系统(RES)理论的交互作用矩阵,采用增大系数的双曲正切函数为激活函数的BP网络编码方式,提出了基于RES交互作用矩阵的BP网络岩石强度预测模型,并进行网络训练。结果表明:运用RES理论系统分析思想,在构造相互作用矩阵基础上,采用改进的BP网络,不仅能够快速进行岩石强度预测,而且也提高了预测精度。该方法不仅为岩石强度预测提供一种新思路,同时也为工程岩体评价提供了一种新途径。
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引汉济渭工程是陕西省重点引水工程,中间穿越秦岭山脉,隧洞具有复杂的地质构造、超长深埋的工程地质条件。本文以引汉济渭工程秦岭隧洞为依托,收集隧洞现场地质资料、工程资料、试验数据并调研相关文献的基础上,对秦岭隧洞岩爆的发生规律做了系统的统计,对区域内岩爆的特征进行了细致的分析,采用工程类比法、理论分析以及FLAC3D数值模拟的方法对K20+500与K27+740两处,分别对应石英片岩和花岗岩岩性,钻爆法和TBM法两种施工方法,1170m和750m埋深条件,马蹄形断面与圆形断面两种开挖断面条件,进行了分析,得出了在相同岩性条件下:随着埋深增加,岩爆发生的概率和范围将增加;两种工法的应力集中区主要集中在隧洞拱顶和拱底,岩体中的次生微裂隙大致沿隧洞切线方向产生,在切向应力超过微裂隙扩容的应力阀值处。论文提出了针对性的岩爆防治措施和钻爆法施工和TBM法施工参数选取的原则。 引汉济渭工程是陕西省重点引水工程,中间穿越秦岭山脉,隧洞具有复杂的地质构造、超长深埋的工程地质条件。本文以引汉济渭工程秦岭隧洞为依托,收集隧洞现场地质资料、工程资料、试验数据并调研相关文献的基础上,对秦岭隧洞岩爆的发生规律做了系统的统计,对区域内岩爆的特征进行了细致的分析,采用工程类比法、理论分析以及FLAC3D数值模拟的方法对K20+500与K27+740两处,分别对应石英片岩和花岗岩岩性,钻爆法和TBM法两种施工方法,1170m和750m埋深条件,马蹄形断面与圆形断面两种开挖断面条件,进行了分析,得出了在相同岩性条件下:随着埋深增加,岩爆发生的概率和范围将增加;两种工法的应力集中区主要集中在隧洞拱顶和拱底,岩体中的次生微裂隙大致沿隧洞切线方向产生,在切向应力超过微裂隙扩容的应力阀值处。论文提出了针对性的岩爆防治措施和钻爆法施工和TBM法施工参数选取的原则。
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为研究复杂地质条件下隧道全断面开挖条件,以成兰铁路平安隧道为研究对象,建立基于施工现场调查及试验的隧道围岩岩体物理力学参数快速评价体系,综合强度折减法及快速拉格朗日元,进行隧道全断面开挖判定,并进行监测论证。研究表明:基于综合岩体强度快速测试、结构面强度参数测试、结构面安息角测试以及GSI综合岩体强度参数测试,获取的试验结果具有快速、准确、可靠的特点;在采用全断面开挖的前提下,本文所述掌子面围岩的安全系数均大于IⅤ级围岩情况下的围岩的参考安全系数,围岩能够满足全断面开挖隧洞自稳要求,计算结果与监控量测结果具有较强一致性;通过隧道开挖进尺进行优化计算,平安隧道单循环进尺应该控制在2.5m范围以内;在类似于本文所述掌子面岩体物理力学参数的情况下,平安隧道进行全断面开挖施工是完全可行的。 为研究复杂地质条件下隧道全断面开挖条件,以成兰铁路平安隧道为研究对象,建立基于施工现场调查及试验的隧道围岩岩体物理力学参数快速评价体系,综合强度折减法及快速拉格朗日元,进行隧道全断面开挖判定,并进行监测论证。研究表明:基于综合岩体强度快速测试、结构面强度参数测试、结构面安息角测试以及GSI综合岩体强度参数测试,获取的试验结果具有快速、准确、可靠的特点;在采用全断面开挖的前提下,本文所述掌子面围岩的安全系数均大于IⅤ级围岩情况下的围岩的参考安全系数,围岩能够满足全断面开挖隧洞自稳要求,计算结果与监控量测结果具有较强一致性;通过隧道开挖进尺进行优化计算,平安隧道单循环进尺应该控制在2.5m范围以内;在类似于本文所述掌子面岩体物理力学参数的情况下,平安隧道进行全断面开挖施工是完全可行的。
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为讨论地铁荷载作用下上海软土地基的长期沉降问题,本文利用边界面本构模型结合弹塑性动力固结有限元理论,通过ABAQUS数值软件分别建立了轨道-隧道-土体相互作用模型,考察单孔和平行双孔两种隧道布置情形。分析了单次、多次地铁列车动荷载加载引起的隧道地基沉降规律,并结合3种经验模型预测了隧道的长期沉降,得到3种不同加载工况下由列车动荷载引起的动应力幅值与沉降;并对比分析了单双孔隧道的沉降特性,将模型计算结果与沉降实测值进行比较。结果表明,采用模型的预测值与沉降实测值接近;双孔隧道的土体沉降不仅是单孔隧道沉降值的简单线性叠加,而且存在一定程度的增大。 为讨论地铁荷载作用下上海软土地基的长期沉降问题,本文利用边界面本构模型结合弹塑性动力固结有限元理论,通过ABAQUS数值软件分别建立了轨道-隧道-土体相互作用模型,考察单孔和平行双孔两种隧道布置情形。分析了单次、多次地铁列车动荷载加载引起的隧道地基沉降规律,并结合3种经验模型预测了隧道的长期沉降,得到3种不同加载工况下由列车动荷载引起的动应力幅值与沉降;并对比分析了单双孔隧道的沉降特性,将模型计算结果与沉降实测值进行比较。结果表明,采用模型的预测值与沉降实测值接近;双孔隧道的土体沉降不仅是单孔隧道沉降值的简单线性叠加,而且存在一定程度的增大。
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土的渗透变形类型判别是渗透稳定性评价的基础。目前对碎砾石和黏性土的渗透变形类型看法是一致的,但对砂土的渗透变形类型看法尚不一致,且专门研究较少。为进一步研究砂土的渗透变形类型,收集了12个工程131个不同类型砂土试样,对其渗透变形试验结果进行统计分析,结果表明:各类砂土渗透变形类型均为流土。进一步理论分析也表明,砂土的渗透变形类型也应为流土。 土的渗透变形类型判别是渗透稳定性评价的基础。目前对碎砾石和黏性土的渗透变形类型看法是一致的,但对砂土的渗透变形类型看法尚不一致,且专门研究较少。为进一步研究砂土的渗透变形类型,收集了12个工程131个不同类型砂土试样,对其渗透变形试验结果进行统计分析,结果表明:各类砂土渗透变形类型均为流土。进一步理论分析也表明,砂土的渗透变形类型也应为流土。
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本文针对现有加筋土挡墙技术的不足,研究一种新型整体式加筋土挡墙结构,即土工箱+高强土工格室+土体加固剂的防治手段,其结构形式具有运输方便、施工快捷、耐日晒、雨淋,长期化学稳定的性能,既能克服填土的不均匀沉降,又能提供足够的抗滑能力,满足滑坡灾害快速处置的工程需求。本文详细介绍了其结构形式、材料比选、结构设计及生产工艺,并进行了室内大型物理模拟实验。试验表明,土工箱+高强土工格室的加筋方式大大提高了抗滑挡墙的承载能力,比不加加筋材料时提高约45%,比传统加筋方式提高约25%。同时进行了现场承载力实验,现场试验表明,新型加筋土挡墙技术抗滑能力比传统土工合成挡墙承载力提高了63.4%,在滑坡应急处置中有很大应用前景。 本文针对现有加筋土挡墙技术的不足,研究一种新型整体式加筋土挡墙结构,即土工箱+高强土工格室+土体加固剂的防治手段,其结构形式具有运输方便、施工快捷、耐日晒、雨淋,长期化学稳定的性能,既能克服填土的不均匀沉降,又能提供足够的抗滑能力,满足滑坡灾害快速处置的工程需求。本文详细介绍了其结构形式、材料比选、结构设计及生产工艺,并进行了室内大型物理模拟实验。试验表明,土工箱+高强土工格室的加筋方式大大提高了抗滑挡墙的承载能力,比不加加筋材料时提高约45%,比传统加筋方式提高约25%。同时进行了现场承载力实验,现场试验表明,新型加筋土挡墙技术抗滑能力比传统土工合成挡墙承载力提高了63.4%,在滑坡应急处置中有很大应用前景。
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本文简介了中巴经济走廊最艰险复杂的西构造结段地质背景,总结了4大类17种主要工程地质问题,并在空间上划分为区别显著的8个区段。 本文简介了中巴经济走廊最艰险复杂的西构造结段地质背景,总结了4大类17种主要工程地质问题,并在空间上划分为区别显著的8个区段。
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邓肯-张非线性模型已经被广泛的应用与工程实践的应力-应变数值模拟分析中。邓肯-张模型具体有K、n、Rf、c、等材料参数。本文基于杭州湾地区海相软土多组土样的三轴剪切试验数据,来确定邓肯-张模型参数。发现一些参数的离散性太大,这使得参数的数值选取比较困难,进而会影响模型在工程实践中的应用,而究其原因主要破坏比Rf的取值变化引起的。这里提出了一种针对邓肯-张模型参数离散性较大的数据处理方法,即假定破坏破坏比Rf为一定值,进而来求取其他离散性较大的参数。这种数据处理方法既可以简化模型计算,又可以提高模型计算的效率和精确度。 邓肯-张非线性模型已经被广泛的应用与工程实践的应力-应变数值模拟分析中。邓肯-张模型具体有K、n、Rf、c、等材料参数。本文基于杭州湾地区海相软土多组土样的三轴剪切试验数据,来确定邓肯-张模型参数。发现一些参数的离散性太大,这使得参数的数值选取比较困难,进而会影响模型在工程实践中的应用,而究其原因主要破坏比Rf的取值变化引起的。这里提出了一种针对邓肯-张模型参数离散性较大的数据处理方法,即假定破坏破坏比Rf为一定值,进而来求取其他离散性较大的参数。这种数据处理方法既可以简化模型计算,又可以提高模型计算的效率和精确度。
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某既有建筑边坡坡顶临近现状建筑物,坡顶需要外扩拓宽10m,为此需要增设挡土墙,对既有边坡进行加固改造。根据该工程的特殊地形、地质条件以及周边环境条件,设计采用变截面悬臂式桩板墙,桩后回填土采用水泥掺量10%的水泥土。监测结果表明,桩体深层水平位移、桩顶变形以及桩体钢筋内力均较小,都小于理论计算值,坡顶建筑物变形也很小,支护体系安全可靠。 某既有建筑边坡坡顶临近现状建筑物,坡顶需要外扩拓宽10m,为此需要增设挡土墙,对既有边坡进行加固改造。根据该工程的特殊地形、地质条件以及周边环境条件,设计采用变截面悬臂式桩板墙,桩后回填土采用水泥掺量10%的水泥土。监测结果表明,桩体深层水平位移、桩顶变形以及桩体钢筋内力均较小,都小于理论计算值,坡顶建筑物变形也很小,支护体系安全可靠。
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结合既有线工程实际,已修建的贵昆、襄渝、成昆、宜万铁路都遭遇大量岩溶地质灾害,岩溶对隧道工程的危害不仅体现于施工方面,在后期运营过程中也会构成威胁。有岩溶出现的隧道工程,极易造成塌方,伴随涌水、突泥等现象,甚至出现坍塌,造成隧道施工停工和人员伤亡以及财产损失,后期运营工程中,隧道隐伏岩溶具有较强的隐蔽性且构成对行车安全的威胁,是不容忽视的地质灾害之一。沪昆高铁长沙至贵阳段所经过的贵州广大地区,岩溶喀斯特发育广泛。因此,查明隧底岩溶的分布情况显得尤为重要。采用地震映像法探测隧底岩溶,可以查明岩溶的分布情况,为岩溶的整治处理提供有力资料,可以减少不必要的损失。本文阐述了地震映像法的基本原理、工作方式、解释原则,并结合某隧道进行分析,探明了多处溶蚀带和溶洞,证明该方法法在隧底岩溶的探测中是切实可行的。 结合既有线工程实际,已修建的贵昆、襄渝、成昆、宜万铁路都遭遇大量岩溶地质灾害,岩溶对隧道工程的危害不仅体现于施工方面,在后期运营过程中也会构成威胁。有岩溶出现的隧道工程,极易造成塌方,伴随涌水、突泥等现象,甚至出现坍塌,造成隧道施工停工和人员伤亡以及财产损失,后期运营工程中,隧道隐伏岩溶具有较强的隐蔽性且构成对行车安全的威胁,是不容忽视的地质灾害之一。沪昆高铁长沙至贵阳段所经过的贵州广大地区,岩溶喀斯特发育广泛。因此,查明隧底岩溶的分布情况显得尤为重要。采用地震映像法探测隧底岩溶,可以查明岩溶的分布情况,为岩溶的整治处理提供有力资料,可以减少不必要的损失。本文阐述了地震映像法的基本原理、工作方式、解释原则,并结合某隧道进行分析,探明了多处溶蚀带和溶洞,证明该方法法在隧底岩溶的探测中是切实可行的。
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摘要杭州湾地区位于浙北平原区,是钱塘江深切河谷区,全新世沉积物的埋深和厚度具有特殊性。工程界将这个地区浅部的淤泥质粉质黏土划分为全新世富阳海侵的③2层,较深的淤泥质黏土划分为晚更新世晚期杭州海侵的④2层。对比研究发现,这种分层方法与该地区软土的沉积年代和沉积序列研究成果相矛盾。通过地层14C年龄测定确定软土层的沉积年代,结合一些地质学者提出的钱塘江深切河谷的沉积序列,认为深部软土形成于距今一万年左右的富阳海侵时期,应属于全新世的③2层。规范中应考虑这个地区的特殊性,将全新世的两个软土层分别划分为③2和③3层。 摘要杭州湾地区位于浙北平原区,是钱塘江深切河谷区,全新世沉积物的埋深和厚度具有特殊性。工程界将这个地区浅部的淤泥质粉质黏土划分为全新世富阳海侵的③2层,较深的淤泥质黏土划分为晚更新世晚期杭州海侵的④2层。对比研究发现,这种分层方法与该地区软土的沉积年代和沉积序列研究成果相矛盾。通过地层14C年龄测定确定软土层的沉积年代,结合一些地质学者提出的钱塘江深切河谷的沉积序列,认为深部软土形成于距今一万年左右的富阳海侵时期,应属于全新世的③2层。规范中应考虑这个地区的特殊性,将全新世的两个软土层分别划分为③2和③3层。
摘要:
越顶现象在实际工程中时有发生,但目前其计算理论却非常不成熟,计算过程中的很多问题都依赖于人为假设。以四川成龙一号滑坡为例,运用FLAC3D模拟滑坡在动态变形中坡体内的应力场、位移、剪应变增量及塑性区分布特征的变化,并利用强度折减法计算其稳定性,研究高边坡在降雨工况下抗滑桩越顶失效的机制,并对抗滑桩的合理位置进行试算。研究结果表明:(1)成龙一号滑坡在设置抗滑桩前有一潜在滑面,设桩支挡后在桩顶产生新的剪切滑面,发生越顶现象;(2)高边坡抗滑桩是否发生越顶失效受抗滑桩位置控制,当增大抗滑桩的高度并将其设于滑面剪出口位置时,能充分发挥桩的抗滑能力,并有效防止越顶现象的发生。现场监测数据也同时验证了FLAC3D数值模拟结果的可靠性,表明该方法适合越顶分析,可以在岩土研究领域推广运用。 越顶现象在实际工程中时有发生,但目前其计算理论却非常不成熟,计算过程中的很多问题都依赖于人为假设。以四川成龙一号滑坡为例,运用FLAC3D模拟滑坡在动态变形中坡体内的应力场、位移、剪应变增量及塑性区分布特征的变化,并利用强度折减法计算其稳定性,研究高边坡在降雨工况下抗滑桩越顶失效的机制,并对抗滑桩的合理位置进行试算。研究结果表明:(1)成龙一号滑坡在设置抗滑桩前有一潜在滑面,设桩支挡后在桩顶产生新的剪切滑面,发生越顶现象;(2)高边坡抗滑桩是否发生越顶失效受抗滑桩位置控制,当增大抗滑桩的高度并将其设于滑面剪出口位置时,能充分发挥桩的抗滑能力,并有效防止越顶现象的发生。现场监测数据也同时验证了FLAC3D数值模拟结果的可靠性,表明该方法适合越顶分析,可以在岩土研究领域推广运用。
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近年来伴随国民经济的快速发展,人们对石油的需求更为依赖,油气管线的建设也在逐年增加,庞大的管线工程不可避免的要穿越山区河流区域,河岸两侧的滑坡极易对浅埋铺设的管线造成危害。本文以川东某石油管线穿越河岸滑坡为例,分析河岸滑坡对穿越石油管线的危害,并提出针对此类河岸滑坡危害的防治对策。 近年来伴随国民经济的快速发展,人们对石油的需求更为依赖,油气管线的建设也在逐年增加,庞大的管线工程不可避免的要穿越山区河流区域,河岸两侧的滑坡极易对浅埋铺设的管线造成危害。本文以川东某石油管线穿越河岸滑坡为例,分析河岸滑坡对穿越石油管线的危害,并提出针对此类河岸滑坡危害的防治对策。
摘要:
采用三维有限元强度折减数值模拟,分析了渗流条件下盾构隧道开挖面稳定性安全系数。基于有限元计算不收敛作为开挖面破坏标准,获得了开挖面主动和被动变形模式下的开挖面稳定安全系数,并得到了开挖面的最终破坏模式。通过对计算结果的整理,获得了支护压力与开挖面安全系数的关系。安全系数存在一个极大值,对应的支护压力即为最优支护压力。最优支护压力在无渗流条件下为静止土压力,在渗流条件下高于静止土压力。渗流条件下开挖面达到主动及被动破坏条件下的极限支护压力均高于非渗流情形。 采用三维有限元强度折减数值模拟,分析了渗流条件下盾构隧道开挖面稳定性安全系数。基于有限元计算不收敛作为开挖面破坏标准,获得了开挖面主动和被动变形模式下的开挖面稳定安全系数,并得到了开挖面的最终破坏模式。通过对计算结果的整理,获得了支护压力与开挖面安全系数的关系。安全系数存在一个极大值,对应的支护压力即为最优支护压力。最优支护压力在无渗流条件下为静止土压力,在渗流条件下高于静止土压力。渗流条件下开挖面达到主动及被动破坏条件下的极限支护压力均高于非渗流情形。
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高速远程滑坡是一种危害极大的地质灾害,其形成机理与运动过程十分复杂,因此一直是滑坡研究中的难题。为此,本文综述了近几十年来国内外在高速远程滑坡的案例、机理、试验和数值模拟方面的研究成果。其中高速远程滑坡预测的数值模型有离散介质模型、连续介质模型和耦合模型。离散介质模型基于离散元法(DEM)、非连续变形分析法(DDA)和数值流形法(NMM)等,连续介质模型基于有限差分法(FDM)、有限体积法(FVM)、光滑粒子流法(SPH)、任意拉格朗日-欧拉法(ALEM)、元胞自动机法(CA)和格子玻尔兹曼法(LBM)等。离散介质模型适用于岩质滑坡,而连续介质模型适用于流动性滑坡。离散介质模型与连续介质模型相结合的耦合方法已成为高速远程滑坡数值模拟的一种发展趋势。目前,高速远程滑坡的动力侵蚀、气浪效应以及滑坡对结构的影响等问题仍是研究中的薄弱点,这些问题的试验研究相对较少,且数值模拟方法还不够成熟,可作为今后研究工作的重点。 高速远程滑坡是一种危害极大的地质灾害,其形成机理与运动过程十分复杂,因此一直是滑坡研究中的难题。为此,本文综述了近几十年来国内外在高速远程滑坡的案例、机理、试验和数值模拟方面的研究成果。其中高速远程滑坡预测的数值模型有离散介质模型、连续介质模型和耦合模型。离散介质模型基于离散元法(DEM)、非连续变形分析法(DDA)和数值流形法(NMM)等,连续介质模型基于有限差分法(FDM)、有限体积法(FVM)、光滑粒子流法(SPH)、任意拉格朗日-欧拉法(ALEM)、元胞自动机法(CA)和格子玻尔兹曼法(LBM)等。离散介质模型适用于岩质滑坡,而连续介质模型适用于流动性滑坡。离散介质模型与连续介质模型相结合的耦合方法已成为高速远程滑坡数值模拟的一种发展趋势。目前,高速远程滑坡的动力侵蚀、气浪效应以及滑坡对结构的影响等问题仍是研究中的薄弱点,这些问题的试验研究相对较少,且数值模拟方法还不够成熟,可作为今后研究工作的重点。
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通过采用垂直条分法把滑坡-碎屑流沿滑动方向等分为不同的部分,运用不平衡推力法求出滑坡-碎屑流失稳时滑块之间的初始条间力和初始加速度,计算得出滑坡-碎屑流的启动初速度。在滑坡运动过程中,运用Voellmy模型和摩尔库伦准则求出滑坡-碎屑流的铲刮深度,结合弹簧滑块模型可以得到运动过程中不同时刻滑块间的速度。通过不断迭代的方法当每个滑块的速度为零时,滑坡-碎屑流停止运动,此时即可得到滑坡-碎屑流的铲刮距离和铲刮长度。为了验证模型的正确性和实用性,用本文的计算结果和滑坡冲击铲刮试验的结果进行了对比结果比较吻合。 通过采用垂直条分法把滑坡-碎屑流沿滑动方向等分为不同的部分,运用不平衡推力法求出滑坡-碎屑流失稳时滑块之间的初始条间力和初始加速度,计算得出滑坡-碎屑流的启动初速度。在滑坡运动过程中,运用Voellmy模型和摩尔库伦准则求出滑坡-碎屑流的铲刮深度,结合弹簧滑块模型可以得到运动过程中不同时刻滑块间的速度。通过不断迭代的方法当每个滑块的速度为零时,滑坡-碎屑流停止运动,此时即可得到滑坡-碎屑流的铲刮距离和铲刮长度。为了验证模型的正确性和实用性,用本文的计算结果和滑坡冲击铲刮试验的结果进行了对比结果比较吻合。
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隆黄铁路叙永至毕节段位于四川盆地与云贵高原过渡区,地处云贵高原斜坡地带。本文通过对铁路沿线地质灾害的详细调查,分析发现铁路沿线地质灾害的主要发育类型为崩塌、滑坡、泥石流和潜在不稳定斜坡灾害,发育规模以小型为主。在调查的基础上分析了这4类地质灾害的发育特征,并对其分布规律进行了研究。结果表明铁路沿线的地质灾害具有明显的时间性和空间性。时间上主要集中于6月至8月;空间上有沿河谷相对集中分布、在人类活动区集中分布和地质灾害受植被控制明显的特点。该研究对铁路沿线地质灾害的防治具有重要意义。 隆黄铁路叙永至毕节段位于四川盆地与云贵高原过渡区,地处云贵高原斜坡地带。本文通过对铁路沿线地质灾害的详细调查,分析发现铁路沿线地质灾害的主要发育类型为崩塌、滑坡、泥石流和潜在不稳定斜坡灾害,发育规模以小型为主。在调查的基础上分析了这4类地质灾害的发育特征,并对其分布规律进行了研究。结果表明铁路沿线的地质灾害具有明显的时间性和空间性。时间上主要集中于6月至8月;空间上有沿河谷相对集中分布、在人类活动区集中分布和地质灾害受植被控制明显的特点。该研究对铁路沿线地质灾害的防治具有重要意义。
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基于圆形和矩形两种典型断面洞室,利用岩土数值分析FLAC3D软件,模拟了不同侧压系数条件下其围岩的应力和变形特征。结果表明:侧压系数小于1时,洞室开挖后围岩的大主应力最大值、剪应变增量最大值分布在洞室左右两侧,位移最大值分布在洞室顶部,剪应变增量分布区域近似为长轴与Z轴平行的椭圆;大于1时,大主应力最大值、剪应变增量最大值分布在洞室顶部和底部,位移最大值分布在洞室左右两侧,剪应变增量分布区域近似为长轴与X轴平行的椭圆;进一步分析和得到了洞室围岩最大主应力、剪应力、位移以及剪应变增量在不同侧压系数下的变化规律。研究成果对地下洞室水平应力影响的研究和洞室断面形状的选择有一定的意义。 基于圆形和矩形两种典型断面洞室,利用岩土数值分析FLAC3D软件,模拟了不同侧压系数条件下其围岩的应力和变形特征。结果表明:侧压系数小于1时,洞室开挖后围岩的大主应力最大值、剪应变增量最大值分布在洞室左右两侧,位移最大值分布在洞室顶部,剪应变增量分布区域近似为长轴与Z轴平行的椭圆;大于1时,大主应力最大值、剪应变增量最大值分布在洞室顶部和底部,位移最大值分布在洞室左右两侧,剪应变增量分布区域近似为长轴与X轴平行的椭圆;进一步分析和得到了洞室围岩最大主应力、剪应力、位移以及剪应变增量在不同侧压系数下的变化规律。研究成果对地下洞室水平应力影响的研究和洞室断面形状的选择有一定的意义。
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陕北生态脆弱区煤炭资源埋藏浅、厚度大,其井下开采对地表生态环境影响更为敏感和剧烈,极易导致严重的环境工程地质问题。以红柳林井田为例,综合煤层开采对水资源影响的主要因素及其量化指标,对研究区进行了保水采煤环境工程地质模式分区预测。选取煤层厚度、红土厚度、黄土厚度、基岩厚度和煤层与潜水的间距等作为研究环境工程地质模式的关键因素,运用人工神经网络方法,在GIS平台下构建了基于多元信息的红柳林井田环境工程地质模式评价模型,对研究区进行了环境工程地质模式分区预测。结果表明,研究区存在4种环境工程地质模式类型,即环境友好型、环境渐变恢复型、环境渐变恶化型及环境灾变型。 陕北生态脆弱区煤炭资源埋藏浅、厚度大,其井下开采对地表生态环境影响更为敏感和剧烈,极易导致严重的环境工程地质问题。以红柳林井田为例,综合煤层开采对水资源影响的主要因素及其量化指标,对研究区进行了保水采煤环境工程地质模式分区预测。选取煤层厚度、红土厚度、黄土厚度、基岩厚度和煤层与潜水的间距等作为研究环境工程地质模式的关键因素,运用人工神经网络方法,在GIS平台下构建了基于多元信息的红柳林井田环境工程地质模式评价模型,对研究区进行了环境工程地质模式分区预测。结果表明,研究区存在4种环境工程地质模式类型,即环境友好型、环境渐变恢复型、环境渐变恶化型及环境灾变型。
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干海子滑坡是溪洛渡水库内距坝址最近的一个大型滑坡,伴随库水位升降发生了一定程度坡体变形与局部垮塌。由于干海子滑坡规模巨大,距离枢纽区不到14km,一旦发生大规模失稳,将导致灾难性后果。本文在系统分析水库运行过程中滑坡体宏观变形迹象、变形监测资料的基础上,详细研究了干海子滑坡体对库水位变化的动态响应规律,包括变形趋势、失稳方式、可能失稳范围及影响程度等,为水库运行管理、防灾减灾提供技术支撑。 干海子滑坡是溪洛渡水库内距坝址最近的一个大型滑坡,伴随库水位升降发生了一定程度坡体变形与局部垮塌。由于干海子滑坡规模巨大,距离枢纽区不到14km,一旦发生大规模失稳,将导致灾难性后果。本文在系统分析水库运行过程中滑坡体宏观变形迹象、变形监测资料的基础上,详细研究了干海子滑坡体对库水位变化的动态响应规律,包括变形趋势、失稳方式、可能失稳范围及影响程度等,为水库运行管理、防灾减灾提供技术支撑。
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海河流域以邛海湖为核心,呈树枝状展布,将美丽的西昌城环保其中。受地质环境条件所限,流域内地质灾害频发,危害严重。随着近年来以图幅为单元的高精度地质灾害调查工作的开展,发现海河流域内10万立方米以上的大中型滑坡数量众多,其发生往往造成严重的灾害事件。本文以典型实例为基础,研究分析了海河流域内大中型滑坡的发育特征,归纳总结了其主要危害形式及成灾规律,对区域内地质灾害研究与防治具有一定的科学意义。分析结果表明:(1)海河流域内大中型滑坡主要发育在攀西红层中,地层岩性特征影响着滑坡的滑动失稳方式;(2)断层及其诱发的劈理常构成滑坡边界或滑动面,进而控制滑坡变形;(3)海河流域内大中型滑坡多为降雨、洪水、地震等多因素耦合诱发的;(4)受人类工程活动因素影响,海河流域内大中型滑坡灾害表现出直接危害小、间接影响大,且链式效应明显的成灾规律。 海河流域以邛海湖为核心,呈树枝状展布,将美丽的西昌城环保其中。受地质环境条件所限,流域内地质灾害频发,危害严重。随着近年来以图幅为单元的高精度地质灾害调查工作的开展,发现海河流域内10万立方米以上的大中型滑坡数量众多,其发生往往造成严重的灾害事件。本文以典型实例为基础,研究分析了海河流域内大中型滑坡的发育特征,归纳总结了其主要危害形式及成灾规律,对区域内地质灾害研究与防治具有一定的科学意义。分析结果表明:(1)海河流域内大中型滑坡主要发育在攀西红层中,地层岩性特征影响着滑坡的滑动失稳方式;(2)断层及其诱发的劈理常构成滑坡边界或滑动面,进而控制滑坡变形;(3)海河流域内大中型滑坡多为降雨、洪水、地震等多因素耦合诱发的;(4)受人类工程活动因素影响,海河流域内大中型滑坡灾害表现出直接危害小、间接影响大,且链式效应明显的成灾规律。
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随着国内基础设施的蓬勃发展,出现了越来越多的高陡人工边坡,因此对边坡稳定性分析和失稳预警的准确性、实时性有了更高的要求。近年来,基于可靠度理论的边坡稳定性分析方法有了很大的发展。本文简要回顾了边坡可靠度分析理论的发展历程,对该项理论在国际上的重要科研进展和最新成果进行了归纳和总结,并详细阐述和对比了当前常见的几种分析方法。在此基础上对我国边坡可靠度理论研究存在的不足和未来的发展趋势给出了具体的意见和建议。 随着国内基础设施的蓬勃发展,出现了越来越多的高陡人工边坡,因此对边坡稳定性分析和失稳预警的准确性、实时性有了更高的要求。近年来,基于可靠度理论的边坡稳定性分析方法有了很大的发展。本文简要回顾了边坡可靠度分析理论的发展历程,对该项理论在国际上的重要科研进展和最新成果进行了归纳和总结,并详细阐述和对比了当前常见的几种分析方法。在此基础上对我国边坡可靠度理论研究存在的不足和未来的发展趋势给出了具体的意见和建议。
摘要:
套管损坏是油气开发过程中一种常见的地质灾害。以往研究主要集中在常规油气竖向套管变形破坏等方面,而在页岩气水平井套管损坏问题中,由于水平套管和竖向套管与陡倾断层之间夹角的差异,以及页岩储层浸水蠕滑效应与常规油气储层相比更为显著,使之与常规油气竖向套管变形破坏的微观机理有一定差别。本文研究的受断层影响的页岩气水平井套损就是一个典型的套管与断层大夹角、储层围岩强蠕滑的灾害问题。针对该问题进行机理分析和仿真模拟,得出:断层剪切活化前套管围岩蠕滑作用产生的径向挤压力可以造成套管缩颈,在断层处表现为套管的差异变形;随着水力压裂及页岩气开采过程中断层的不断活化,断层产生的剪切应力成为套管弯曲错断的主因。模拟结果与机理分析的一致性表明断层面水平套管剪切损坏是围岩蠕滑挤压力和断层活化剪切力共同作用的结果,可为页岩气开发中套损的防治提供参考。 套管损坏是油气开发过程中一种常见的地质灾害。以往研究主要集中在常规油气竖向套管变形破坏等方面,而在页岩气水平井套管损坏问题中,由于水平套管和竖向套管与陡倾断层之间夹角的差异,以及页岩储层浸水蠕滑效应与常规油气储层相比更为显著,使之与常规油气竖向套管变形破坏的微观机理有一定差别。本文研究的受断层影响的页岩气水平井套损就是一个典型的套管与断层大夹角、储层围岩强蠕滑的灾害问题。针对该问题进行机理分析和仿真模拟,得出:断层剪切活化前套管围岩蠕滑作用产生的径向挤压力可以造成套管缩颈,在断层处表现为套管的差异变形;随着水力压裂及页岩气开采过程中断层的不断活化,断层产生的剪切应力成为套管弯曲错断的主因。模拟结果与机理分析的一致性表明断层面水平套管剪切损坏是围岩蠕滑挤压力和断层活化剪切力共同作用的结果,可为页岩气开发中套损的防治提供参考。
摘要:
利用动三轴仪对原状黄土饱和后的试样进行了排水条件下的动载荷试验,分析了排水条件下土样的变形、孔压、应力应变滞回圈特点及试验前后微观结构的变化。动三轴试验分析结果显示,与不排水条件下的3个明显的变形阶段相比,排水条件下的变形阶段明显不同;排水条件下动三轴试验过程中孔压整体处于稳定水平;在振次N=1、N=50、N=100下的应力应变关系形成的滞回圈形状相差不大,但与传统的椭圆形滞回圈相似度不高。通过对扫描电镜试验和压汞试验的微观结构结果分析显示,试验前后土样的微观结构、颗粒之间的接触和孔隙的大小等都发生了明显改变。微观试验结果分析得出了动三轴试验前后土颗粒间的变化为:由相对松散状态转变为相对密实状态,由支架接触、接触面积较小变为镶嵌接触为主、接触面积增大;孔隙孔径的变化上,试验前后不同孔隙孔径所占的百分含量明显发生了变化,尤其大孔隙的变化最为明显,土样中的大孔隙明显减少,微、小孔隙增多。 利用动三轴仪对原状黄土饱和后的试样进行了排水条件下的动载荷试验,分析了排水条件下土样的变形、孔压、应力应变滞回圈特点及试验前后微观结构的变化。动三轴试验分析结果显示,与不排水条件下的3个明显的变形阶段相比,排水条件下的变形阶段明显不同;排水条件下动三轴试验过程中孔压整体处于稳定水平;在振次N=1、N=50、N=100下的应力应变关系形成的滞回圈形状相差不大,但与传统的椭圆形滞回圈相似度不高。通过对扫描电镜试验和压汞试验的微观结构结果分析显示,试验前后土样的微观结构、颗粒之间的接触和孔隙的大小等都发生了明显改变。微观试验结果分析得出了动三轴试验前后土颗粒间的变化为:由相对松散状态转变为相对密实状态,由支架接触、接触面积较小变为镶嵌接触为主、接触面积增大;孔隙孔径的变化上,试验前后不同孔隙孔径所占的百分含量明显发生了变化,尤其大孔隙的变化最为明显,土样中的大孔隙明显减少,微、小孔隙增多。
摘要:
在工程中,软弱夹层的存在对边坡稳定性有重要影响,是边坡发生失稳破坏的重要原因。由于正交试验设计方法在边坡敏感性分析中具有一定优势,将该方法引入到含软弱夹层边坡的敏感性因素分析中。选取了完整岩体即石英砂砾岩黏聚力,内摩擦角,重度,软弱夹层即有泥化现象的石英云母片岩的黏聚力,内摩擦角,重度以及地震加速度这7个因素进行含软弱夹层边坡的敏感性正交试验分析。采用极差法和方差法分析各个参数对边坡稳定性系数的影响,比较分析两种计算方法的结果及两种计算方法的优缺点。结果表明:综合两种方法计算结果,结合实际情况,分析认为对该含软弱夹层的水电站边坡,参数对边坡稳定性影响的排序应为:地震加速度 石英云母片岩内摩擦角 石英云母片岩黏聚力 石英砂砾岩黏聚力,其他3个参数对边坡稳定性影响很小,没有排序的意义。比较两种计算方法的分析结果发现,方差法计算得到的结论更加符合实际情况,更加准确。与方差法相比,虽然极差法计算简单快速,但是计算结果过于粗糙,因此,推荐使用方差法对正交试验结果进行分析。 在工程中,软弱夹层的存在对边坡稳定性有重要影响,是边坡发生失稳破坏的重要原因。由于正交试验设计方法在边坡敏感性分析中具有一定优势,将该方法引入到含软弱夹层边坡的敏感性因素分析中。选取了完整岩体即石英砂砾岩黏聚力,内摩擦角,重度,软弱夹层即有泥化现象的石英云母片岩的黏聚力,内摩擦角,重度以及地震加速度这7个因素进行含软弱夹层边坡的敏感性正交试验分析。采用极差法和方差法分析各个参数对边坡稳定性系数的影响,比较分析两种计算方法的结果及两种计算方法的优缺点。结果表明:综合两种方法计算结果,结合实际情况,分析认为对该含软弱夹层的水电站边坡,参数对边坡稳定性影响的排序应为:地震加速度 石英云母片岩内摩擦角 石英云母片岩黏聚力 石英砂砾岩黏聚力,其他3个参数对边坡稳定性影响很小,没有排序的意义。比较两种计算方法的分析结果发现,方差法计算得到的结论更加符合实际情况,更加准确。与方差法相比,虽然极差法计算简单快速,但是计算结果过于粗糙,因此,推荐使用方差法对正交试验结果进行分析。
摘要:
为分析嵌岩抗滑桩在不同分布模式推力下的变形与内力情况,将基于研究桩-土可分离模型的CPSP解析程序运用于嵌岩圆截面抗滑桩的嵌固段计算,可以计算得到不同推力模式下抗滑桩嵌固段的变形与内力结果。本文将ABAQUS软件的数值模拟结果与CPSP程序的解析计算结果进行了对比,论证了CPSP程序嵌岩圆截面抗滑桩嵌固段计算的适用性。通过改变计算参数,运用CPSP程序计算了嵌岩抗滑桩在均质地基不同分布模式滑坡推力下的桩身位移、剪力、弯矩的分布结果,并总结出最大桩身位移、剪力、弯矩的相关规律。此外,在基于CPSP程序的计算结果上,并且考虑抗滑桩满足滑面处连续条件的情况下,经过解析计算,计算得到不同滑坡推力模式下抗滑桩受荷段的挠度公式,计算得出并对比了不同滑坡推力分布模式下抗滑桩的变形受力结果,分析了滑坡推力分布模式对抗滑桩桩身的变形与内力的影响。 为分析嵌岩抗滑桩在不同分布模式推力下的变形与内力情况,将基于研究桩-土可分离模型的CPSP解析程序运用于嵌岩圆截面抗滑桩的嵌固段计算,可以计算得到不同推力模式下抗滑桩嵌固段的变形与内力结果。本文将ABAQUS软件的数值模拟结果与CPSP程序的解析计算结果进行了对比,论证了CPSP程序嵌岩圆截面抗滑桩嵌固段计算的适用性。通过改变计算参数,运用CPSP程序计算了嵌岩抗滑桩在均质地基不同分布模式滑坡推力下的桩身位移、剪力、弯矩的分布结果,并总结出最大桩身位移、剪力、弯矩的相关规律。此外,在基于CPSP程序的计算结果上,并且考虑抗滑桩满足滑面处连续条件的情况下,经过解析计算,计算得到不同滑坡推力模式下抗滑桩受荷段的挠度公式,计算得出并对比了不同滑坡推力分布模式下抗滑桩的变形受力结果,分析了滑坡推力分布模式对抗滑桩桩身的变形与内力的影响。
摘要:
落石是山区公路边坡常见的地质灾害。落石撞击破碎是落石灾害中常见的现象,落石破碎致使运动轨迹改变往往会增大落石的危害性,但其通常未被考虑到落石的防护设计中。因此,落石破碎机理的研究对落石防护措施设计有重要的指导意义。本文运用离散元方法(离散元开源软件Esys-Particle)模拟落石铅直撞击地面的过程。在模型中,落石由大量的颗粒组成,并且相邻的颗粒由可断裂的黏结材料黏接;地面由一层固定的颗粒组成,从而模拟地面的摩擦、弹性变形性质。模型模拟出落石反弹、破碎和粉碎等过程,分析黏结材料的杨氏模量、颗粒间凝聚力和内摩擦角对落石撞击地面过程的影响,得出落石撞击过程中破坏率和动能的变化过程。研究发现:当杨氏模量和凝聚力的比值较小时,落石将会发生反弹;当杨氏模量和凝聚力的比值增大到一定程度时,落石将会破碎成不同大小的块体;当杨氏模量和凝聚力的比值超过一定限度时,落石将会破碎成非常细小的块体;内摩擦角的变化对撞击过程影响非常小。 落石是山区公路边坡常见的地质灾害。落石撞击破碎是落石灾害中常见的现象,落石破碎致使运动轨迹改变往往会增大落石的危害性,但其通常未被考虑到落石的防护设计中。因此,落石破碎机理的研究对落石防护措施设计有重要的指导意义。本文运用离散元方法(离散元开源软件Esys-Particle)模拟落石铅直撞击地面的过程。在模型中,落石由大量的颗粒组成,并且相邻的颗粒由可断裂的黏结材料黏接;地面由一层固定的颗粒组成,从而模拟地面的摩擦、弹性变形性质。模型模拟出落石反弹、破碎和粉碎等过程,分析黏结材料的杨氏模量、颗粒间凝聚力和内摩擦角对落石撞击地面过程的影响,得出落石撞击过程中破坏率和动能的变化过程。研究发现:当杨氏模量和凝聚力的比值较小时,落石将会发生反弹;当杨氏模量和凝聚力的比值增大到一定程度时,落石将会破碎成不同大小的块体;当杨氏模量和凝聚力的比值超过一定限度时,落石将会破碎成非常细小的块体;内摩擦角的变化对撞击过程影响非常小。
摘要:
为了进一步深入研究覆盖型岩溶地面塌陷的发生条件和机理,在罗小杰关于土体塌陷理论的基础上,着重研究了泥流型地面塌陷地质现象、地质模型、物理模型及其数学表达式。根据软弱土在塌陷中的运动学响应特征及其周围土体变形表现,建立了泥流型岩溶地面塌陷的地质模型。由于软弱土具有高含水量、高液限、低抗剪强度和可流动的特点,将其视为高黏滞性的流体,在塌陷过程中呈层流状态流动;进而概化了泥流型岩溶地面塌陷的物理模型;依据牛顿内摩擦定律及极限平衡理论,提出了相应的数学表达式,探讨了泥流型地面塌陷的基本特征。认为泥流型地面塌陷将以一固定的速度发生,塌陷速度与岩溶通道直径的平方、软弱土的重度和天然含水量成正比,与黏性系数成反比。塌陷历时与软弱土的黏稠程度和厚度成正比,与重度和岩溶通道直径的平方正反比。 为了进一步深入研究覆盖型岩溶地面塌陷的发生条件和机理,在罗小杰关于土体塌陷理论的基础上,着重研究了泥流型地面塌陷地质现象、地质模型、物理模型及其数学表达式。根据软弱土在塌陷中的运动学响应特征及其周围土体变形表现,建立了泥流型岩溶地面塌陷的地质模型。由于软弱土具有高含水量、高液限、低抗剪强度和可流动的特点,将其视为高黏滞性的流体,在塌陷过程中呈层流状态流动;进而概化了泥流型岩溶地面塌陷的物理模型;依据牛顿内摩擦定律及极限平衡理论,提出了相应的数学表达式,探讨了泥流型地面塌陷的基本特征。认为泥流型地面塌陷将以一固定的速度发生,塌陷速度与岩溶通道直径的平方、软弱土的重度和天然含水量成正比,与黏性系数成反比。塌陷历时与软弱土的黏稠程度和厚度成正比,与重度和岩溶通道直径的平方正反比。
摘要:
2000年以来,西部地区的交通、水利水电等基础设施建设取得了令世人瞩目的成就。依托大规模基础设施建设工程,作者及同事们经过十余年的努力,在大型复杂滑坡与高边坡病害防治方面,以及工程冻土、黄土和隧道地质问题等进行了系统的科学研究和工程实践,本文简要介绍近年来所取得的主要成果和新发展,以期今后在研究类似问题中借鉴。 2000年以来,西部地区的交通、水利水电等基础设施建设取得了令世人瞩目的成就。依托大规模基础设施建设工程,作者及同事们经过十余年的努力,在大型复杂滑坡与高边坡病害防治方面,以及工程冻土、黄土和隧道地质问题等进行了系统的科学研究和工程实践,本文简要介绍近年来所取得的主要成果和新发展,以期今后在研究类似问题中借鉴。
摘要:
泥石流是世界范围普遍内存在的自然灾害,尤其是在我国中西部地形复杂的山区,泥石流每年都造成大量的生命财产损失。常见的重力式拦阻坝治理措施具有施工难度大、费用高的特点,大规模的治理工程难以普及,因此,易施工、低造价的新型结构亟待开发,近年来,新型的柔性拦阻网结构被认为是重力式拦阻结构的有效替代结构。本文基于泥石流模型试验,设置了两道柔性拦阻网和一道重力式坝,通过分析拦阻结构迎水面的冲击力和被拦阻物源的分析,得出了以下结论:(1)柔性拦阻结构的拦阻效果明显,可有效的将固体物质拦截。(2)拦阻结构的孔隙率对被拦截物源的粒径有分选作用,但是孔隙率小于0.8时对中值粒径影响较小,大于0.8时,影响急剧增加。(3)柔性拦阻结构可以有效的缓解沟口位置的冲击压力,最上游拦阻结构受到的冲击力远大于下游拦阻结构。(4)柔性网孔隙较大,适用于拦截体积较大的固体物质。 泥石流是世界范围普遍内存在的自然灾害,尤其是在我国中西部地形复杂的山区,泥石流每年都造成大量的生命财产损失。常见的重力式拦阻坝治理措施具有施工难度大、费用高的特点,大规模的治理工程难以普及,因此,易施工、低造价的新型结构亟待开发,近年来,新型的柔性拦阻网结构被认为是重力式拦阻结构的有效替代结构。本文基于泥石流模型试验,设置了两道柔性拦阻网和一道重力式坝,通过分析拦阻结构迎水面的冲击力和被拦阻物源的分析,得出了以下结论:(1)柔性拦阻结构的拦阻效果明显,可有效的将固体物质拦截。(2)拦阻结构的孔隙率对被拦截物源的粒径有分选作用,但是孔隙率小于0.8时对中值粒径影响较小,大于0.8时,影响急剧增加。(3)柔性拦阻结构可以有效的缓解沟口位置的冲击压力,最上游拦阻结构受到的冲击力远大于下游拦阻结构。(4)柔性网孔隙较大,适用于拦截体积较大的固体物质。
摘要:
抗滑桩是一种在治理地质灾害中常用的工程手段,广泛应用于铁路、公路、水利等工程领域,而这种抗滑结构的抗震问题也越来越引起工程师的重视,如何提高支挡结构的抗震性能已成为工程界的一个重要研究方向。目前,在工程中通过加入EPS柔性材料来提高工程的抗震性能已引起工程界的重视并取得良好的效果。基于此,为了提高和满足抗滑桩在工程领域的抗震性能要求,特将EPS材料用于抗滑桩,研发了新型抗滑桩EPS桩。通过振动台试验对比研究了EPS桩与普通抗滑桩的动力响应和抗震性能。试验得出以下结论:(1)不同的地震波,其加速度放大效应不同;输入EL地震波的峰值加速度越大,加速度放大效应越明显。(2)相同峰值加速地震波作用下,普通抗滑桩加速度放大效应比EPS桩更显著。(3)桩头倾角及放大系数表明,EPS抗滑桩具有更好的抗震性能表现,且在双向振动时EPS材料在极震工况下对抗滑桩桩身动土压力改善明显。(4)在本次试验中发现,随着地震波峰值加速的增大,滑面裂缝向深层扩展,可能诱发深层滑动。 抗滑桩是一种在治理地质灾害中常用的工程手段,广泛应用于铁路、公路、水利等工程领域,而这种抗滑结构的抗震问题也越来越引起工程师的重视,如何提高支挡结构的抗震性能已成为工程界的一个重要研究方向。目前,在工程中通过加入EPS柔性材料来提高工程的抗震性能已引起工程界的重视并取得良好的效果。基于此,为了提高和满足抗滑桩在工程领域的抗震性能要求,特将EPS材料用于抗滑桩,研发了新型抗滑桩EPS桩。通过振动台试验对比研究了EPS桩与普通抗滑桩的动力响应和抗震性能。试验得出以下结论:(1)不同的地震波,其加速度放大效应不同;输入EL地震波的峰值加速度越大,加速度放大效应越明显。(2)相同峰值加速地震波作用下,普通抗滑桩加速度放大效应比EPS桩更显著。(3)桩头倾角及放大系数表明,EPS抗滑桩具有更好的抗震性能表现,且在双向振动时EPS材料在极震工况下对抗滑桩桩身动土压力改善明显。(4)在本次试验中发现,随着地震波峰值加速的增大,滑面裂缝向深层扩展,可能诱发深层滑动。
摘要:
边坡稳定性影响因素分析是认识边坡变形破坏机制、评价稳定性和预测变形发展趋势的重要前提。针对边坡工程中的出现的次生成层结构边坡,首先简要分析其次生成层结构岩体的主要成因机制;然后根据顺向次生成层结构边坡的特点和工程经验,选取影响这类边坡稳定性的重要因素,通过参数取值正交试验,并采用UDEC软件对其进行数值模拟,获得各影响因素对边坡变形破坏影响程度的量化结果。研究结果表明:这类成层结构是接近地表的岩体在外生作用下由于差异卸荷回弹作用、应力分异和动荷载作用发生应力释放而形成的次生结构;各因素对顺向次生成层结构边坡稳定性影响的主次顺序各不相同;而在单一影响因素变化下其边坡稳定性系数、次生成层最大张开程度、坡顶最大位移又表现出不一样的特点。该研究结果对顺向次生成层结构边坡的开挖设计和支护措施选择具有重要理论和实践意义。 边坡稳定性影响因素分析是认识边坡变形破坏机制、评价稳定性和预测变形发展趋势的重要前提。针对边坡工程中的出现的次生成层结构边坡,首先简要分析其次生成层结构岩体的主要成因机制;然后根据顺向次生成层结构边坡的特点和工程经验,选取影响这类边坡稳定性的重要因素,通过参数取值正交试验,并采用UDEC软件对其进行数值模拟,获得各影响因素对边坡变形破坏影响程度的量化结果。研究结果表明:这类成层结构是接近地表的岩体在外生作用下由于差异卸荷回弹作用、应力分异和动荷载作用发生应力释放而形成的次生结构;各因素对顺向次生成层结构边坡稳定性影响的主次顺序各不相同;而在单一影响因素变化下其边坡稳定性系数、次生成层最大张开程度、坡顶最大位移又表现出不一样的特点。该研究结果对顺向次生成层结构边坡的开挖设计和支护措施选择具有重要理论和实践意义。
摘要:
以四川峨胜石灰石露天矿山为研究对象,在对矿山进行工程地质分区的基础上,采用赤平投影方法分析了各区工作台阶边坡、终了台阶边坡的破坏模式,并采用数值模拟方法分析了各区终了大边坡的破坏模式,在此基础上基于FLAC3D强度折减法对各区边坡的稳定性进行了综合评价。结果表明:①受结构面控制,工作台阶边坡与终了台阶边坡存在楔形体破坏、崩塌掉块、顺层滑移3种破坏模式;②受岩层控制,终了大边坡存在顺层滑移、滑移-拉裂、蠕滑-压致拉裂、塑流-拉裂4种破坏模式;③本研究中,顺向坡的二维模型稳定性系数大于三维模型,斜交坡三维模型稳定性系数大于二维模型,比值平均值为0.83。 以四川峨胜石灰石露天矿山为研究对象,在对矿山进行工程地质分区的基础上,采用赤平投影方法分析了各区工作台阶边坡、终了台阶边坡的破坏模式,并采用数值模拟方法分析了各区终了大边坡的破坏模式,在此基础上基于FLAC3D强度折减法对各区边坡的稳定性进行了综合评价。结果表明:①受结构面控制,工作台阶边坡与终了台阶边坡存在楔形体破坏、崩塌掉块、顺层滑移3种破坏模式;②受岩层控制,终了大边坡存在顺层滑移、滑移-拉裂、蠕滑-压致拉裂、塑流-拉裂4种破坏模式;③本研究中,顺向坡的二维模型稳定性系数大于三维模型,斜交坡三维模型稳定性系数大于二维模型,比值平均值为0.83。
议题十:复杂环境下的地质工程问题
摘要:
类土质边坡是一种既受岩土体强度控制,又具有显著地质结构面效应的边坡类型,其滑坡机制和塌滑区分布规律区别于一般的岩质和土质边坡。以偏应力为主要评价指标,归纳了通过数值分析法预测类土质边坡松动区范围的方法。以某路堑边坡为案例,采用FLAC3D计算了该边坡在开挖和降雨工况下的稳定性状态,并基于软件内嵌的FISH语言编制了偏应力的后处理程序。结果表明:在开挖卸荷和岩土强度降低的作用下,新生和原始的偏应力等值线会出现增减交叉、分离、重合及梯度突变等现象,并可以反映结构面的响应特征及其对变形的影响,结合塑性区、位移场及施工记录,就可以预测松动区范围和潜在的变形破坏模式。案例边坡一定深度范围内的偏应力场在处于地应力驱动的弹性卸荷状态时会减小,之后由于重力势能的转化作用会增大,进入塑性破坏的非线性卸荷阶段时则显著减小,大变形和滑坡发生后还会出现明显的增减分区现象。相应地,边坡在开挖过程中先后表现为卸荷回弹、裂缝扩展与浅表层溜坍,降雨工况时发生沿全强风化交界面的顺倾滑塌,达到整体饱和状态后进而产生深层的圆弧型滑坡。 类土质边坡是一种既受岩土体强度控制,又具有显著地质结构面效应的边坡类型,其滑坡机制和塌滑区分布规律区别于一般的岩质和土质边坡。以偏应力为主要评价指标,归纳了通过数值分析法预测类土质边坡松动区范围的方法。以某路堑边坡为案例,采用FLAC3D计算了该边坡在开挖和降雨工况下的稳定性状态,并基于软件内嵌的FISH语言编制了偏应力的后处理程序。结果表明:在开挖卸荷和岩土强度降低的作用下,新生和原始的偏应力等值线会出现增减交叉、分离、重合及梯度突变等现象,并可以反映结构面的响应特征及其对变形的影响,结合塑性区、位移场及施工记录,就可以预测松动区范围和潜在的变形破坏模式。案例边坡一定深度范围内的偏应力场在处于地应力驱动的弹性卸荷状态时会减小,之后由于重力势能的转化作用会增大,进入塑性破坏的非线性卸荷阶段时则显著减小,大变形和滑坡发生后还会出现明显的增减分区现象。相应地,边坡在开挖过程中先后表现为卸荷回弹、裂缝扩展与浅表层溜坍,降雨工况时发生沿全强风化交界面的顺倾滑塌,达到整体饱和状态后进而产生深层的圆弧型滑坡。
摘要:
在复杂地层、地形条件下,采用单一的地基处理措施往往难以同时满足建筑物地基承载力及变形协调的要求。本文以北京市昌平区某地基处理项目为例,分析了在复杂条件下地基处理措施的选型方法及选型思路,介绍了采用两种或以上处理措施的综合地基处理技术,论述了CFG桩、换填垫层、地基弱化等处理措施的优缺点及在该工程中的应用特点。通过对该工程沉降监测资料的总结分析,认为综合地基处理技术在处理措施选型合理的条件下具有能够充分发挥各处理措施的受力特点、有效协调及控制建筑物变形、节约工程造价的优点。 在复杂地层、地形条件下,采用单一的地基处理措施往往难以同时满足建筑物地基承载力及变形协调的要求。本文以北京市昌平区某地基处理项目为例,分析了在复杂条件下地基处理措施的选型方法及选型思路,介绍了采用两种或以上处理措施的综合地基处理技术,论述了CFG桩、换填垫层、地基弱化等处理措施的优缺点及在该工程中的应用特点。通过对该工程沉降监测资料的总结分析,认为综合地基处理技术在处理措施选型合理的条件下具有能够充分发挥各处理措施的受力特点、有效协调及控制建筑物变形、节约工程造价的优点。
摘要:
冻结土石混合体是一种力学特性极为复杂的岩土材料,其力学特性对温度和含冰量等因素非常敏感。然而到目前为止,对于其力学行为随温度、含冰量及法向压力等的变化特征仍然缺乏足够的了解。本文开展了一系列的冻结土石混合体的直剪试验,研究了温度、含冰量及法向压力对冻结土石混合体剪切特性的影响。结果显示温度、含冰量及法向压力对冻结土石混合体的剪切行为都有重要影响。在其他条件相同时,冻结土石混合体的抗剪强度随着温度的下降呈指数形式增长。当温度高于-5℃时,抗剪强度增加很快,而当温度低于-5℃时,抗剪强度仅有微小增加。在-5℃时,冻结土石混合体的抗剪强度随着含冰量的增加先增加后减少。抗剪强度最大值出现在含冰量在11%左右。冻结土石混合体的粘聚力随着含冰量的增加先迅速增加,在含冰量大于11%以后,粘聚力又有微小下降,而内摩擦角随着含冰量的增加缓慢减小。冻结土石混合体的抗剪强度随着法向应力的增加而增加,但在高法向应力下,其塑性增强。 冻结土石混合体是一种力学特性极为复杂的岩土材料,其力学特性对温度和含冰量等因素非常敏感。然而到目前为止,对于其力学行为随温度、含冰量及法向压力等的变化特征仍然缺乏足够的了解。本文开展了一系列的冻结土石混合体的直剪试验,研究了温度、含冰量及法向压力对冻结土石混合体剪切特性的影响。结果显示温度、含冰量及法向压力对冻结土石混合体的剪切行为都有重要影响。在其他条件相同时,冻结土石混合体的抗剪强度随着温度的下降呈指数形式增长。当温度高于-5℃时,抗剪强度增加很快,而当温度低于-5℃时,抗剪强度仅有微小增加。在-5℃时,冻结土石混合体的抗剪强度随着含冰量的增加先增加后减少。抗剪强度最大值出现在含冰量在11%左右。冻结土石混合体的粘聚力随着含冰量的增加先迅速增加,在含冰量大于11%以后,粘聚力又有微小下降,而内摩擦角随着含冰量的增加缓慢减小。冻结土石混合体的抗剪强度随着法向应力的增加而增加,但在高法向应力下,其塑性增强。
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白龙江流域是全国四大地质灾害高发地区之一,通过遥感影像解译及实地调查等手段共查明白龙江流域甘肃段境内发育各类规模滑坡1030处。本文基于GIS空间技术分析方法,分别使用滑坡数量和滑坡密度两个统计指标,对滑坡发育的地层岩性、高程、坡向、坡度、断层缓冲区、河流缓冲区、道路缓冲区、土地类型等8项参数进行统计分析,结果表明白龙江流域甘肃段滑坡发育主要呈现以下特征:(1)滑坡坡向主要集中在S和SE坡,坡度集中在0~20范围内,主要分布在薄层灰岩、板岩、千枚岩岩组区及板岩、中厚层灰岩岩组区;(2)1300~2000m高程段内滑坡数量最多,600~1300m高程段内滑坡密度最大;(3)滑坡数量及密度等分布特征与断裂、河流及道路的延伸关系密切,随着与断裂、河流及道路的距离减小,滑坡的数量及密度逐渐增大;(4)耕地区滑坡的数量及密度最大,其次为草地区,其他土地类型滑坡较少发育。 白龙江流域是全国四大地质灾害高发地区之一,通过遥感影像解译及实地调查等手段共查明白龙江流域甘肃段境内发育各类规模滑坡1030处。本文基于GIS空间技术分析方法,分别使用滑坡数量和滑坡密度两个统计指标,对滑坡发育的地层岩性、高程、坡向、坡度、断层缓冲区、河流缓冲区、道路缓冲区、土地类型等8项参数进行统计分析,结果表明白龙江流域甘肃段滑坡发育主要呈现以下特征:(1)滑坡坡向主要集中在S和SE坡,坡度集中在0~20范围内,主要分布在薄层灰岩、板岩、千枚岩岩组区及板岩、中厚层灰岩岩组区;(2)1300~2000m高程段内滑坡数量最多,600~1300m高程段内滑坡密度最大;(3)滑坡数量及密度等分布特征与断裂、河流及道路的延伸关系密切,随着与断裂、河流及道路的距离减小,滑坡的数量及密度逐渐增大;(4)耕地区滑坡的数量及密度最大,其次为草地区,其他土地类型滑坡较少发育。
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中渡滑坡是二郎镇发育的滑坡中规模最大、危害最强、治理难度最大的一个,虽经过多次整治,该滑坡局部仍在蠕滑变形。通过现场勘查,首先分析了中渡滑坡区的地质构造、地形地貌、地层岩性、人工活动等特征,进而结合区域地质构造,详细分析了该滑坡的成因机制。中渡滑坡为古崩滑堆积体的局部复活。受向家场断裂及赤水河对坡体前缘的侵蚀影响,二郎场镇曾发生一次大规模的滑动,滑坡堆积体堵塞赤水河道。此后,滑坡坝溃决,赤水河主河道右移,并长期冲刷坡体前缘,导致坡体前缘阻滑段减少。此外,从滑坡区左侧通过的沙井断裂倾向南东(即滑坡堆积体方向),倾角75,导水性好,加之坡体上的人工活动,是引发滑坡堆积体局部复活甚至整体滑移的主要因素。 中渡滑坡是二郎镇发育的滑坡中规模最大、危害最强、治理难度最大的一个,虽经过多次整治,该滑坡局部仍在蠕滑变形。通过现场勘查,首先分析了中渡滑坡区的地质构造、地形地貌、地层岩性、人工活动等特征,进而结合区域地质构造,详细分析了该滑坡的成因机制。中渡滑坡为古崩滑堆积体的局部复活。受向家场断裂及赤水河对坡体前缘的侵蚀影响,二郎场镇曾发生一次大规模的滑动,滑坡堆积体堵塞赤水河道。此后,滑坡坝溃决,赤水河主河道右移,并长期冲刷坡体前缘,导致坡体前缘阻滑段减少。此外,从滑坡区左侧通过的沙井断裂倾向南东(即滑坡堆积体方向),倾角75,导水性好,加之坡体上的人工活动,是引发滑坡堆积体局部复活甚至整体滑移的主要因素。
摘要:
盾构隧道越来越广泛的应用于地下交通工程及地下管道构筑物中,其结构健康监测是保障隧道长期健康服役和反馈隧道安全隐患的重要课题。布里渊光频域分析技术(Brillouin Optical Frequency Domain Analyzer,BOFDA)是近年来国际上发展起来的分布式光纤传感新技术,并开始应用于岩土体内部变形的监测。本文依托苏州轨道交通盾构隧道结构健康监测项目,将基于BOFDA的分布式光纤感测技术应用于盾构隧道施工和运营期的结构安全健康监测。作者设计了可行的监测方案,研发了合理的光纤传感器及配套夹具,对隧道环向收敛、纵向沉降以及伸缩缝的变形进行了监测,取得了一批反映盾构隧道施工和运营期的结构安全健康监测数据,并对隧道的健康状态进行了分析。监测结果表明:BOFDA技术可有效地对隧道结构变形异常点、渗漏点和管片错动处等准确定位和监测,具有分布式、长距离、耐腐蚀、成活率高等技术优势,是地铁盾构隧道施工和运营期结构健康监测的一种十分有效的新手段。 盾构隧道越来越广泛的应用于地下交通工程及地下管道构筑物中,其结构健康监测是保障隧道长期健康服役和反馈隧道安全隐患的重要课题。布里渊光频域分析技术(Brillouin Optical Frequency Domain Analyzer,BOFDA)是近年来国际上发展起来的分布式光纤传感新技术,并开始应用于岩土体内部变形的监测。本文依托苏州轨道交通盾构隧道结构健康监测项目,将基于BOFDA的分布式光纤感测技术应用于盾构隧道施工和运营期的结构安全健康监测。作者设计了可行的监测方案,研发了合理的光纤传感器及配套夹具,对隧道环向收敛、纵向沉降以及伸缩缝的变形进行了监测,取得了一批反映盾构隧道施工和运营期的结构安全健康监测数据,并对隧道的健康状态进行了分析。监测结果表明:BOFDA技术可有效地对隧道结构变形异常点、渗漏点和管片错动处等准确定位和监测,具有分布式、长距离、耐腐蚀、成活率高等技术优势,是地铁盾构隧道施工和运营期结构健康监测的一种十分有效的新手段。
摘要:
为研究陕北某削山填沟工程形成的高填方地基的动力响应特征,利用FLAC3D数值分析工具对该填方试验场地进行了真三维动力模拟研究,分析了在自重应力及地震动力作用下,高填方地基的应力及塑性区分布特征,并对动力作用下的变形及动力响应特征进行了深入探讨。研究表明:在原场地地形坡度较大的区域,土体应力相对集中,且更易发生剪切破坏。地震作用会加剧填土层的沉降,且结合面的存在对抗震不利。建议在此类填方工程中对原场地坡体开挖台阶面,降低坡度,以增强填方土体与原地层的整体性,提高填方地基的抗震性能。 为研究陕北某削山填沟工程形成的高填方地基的动力响应特征,利用FLAC3D数值分析工具对该填方试验场地进行了真三维动力模拟研究,分析了在自重应力及地震动力作用下,高填方地基的应力及塑性区分布特征,并对动力作用下的变形及动力响应特征进行了深入探讨。研究表明:在原场地地形坡度较大的区域,土体应力相对集中,且更易发生剪切破坏。地震作用会加剧填土层的沉降,且结合面的存在对抗震不利。建议在此类填方工程中对原场地坡体开挖台阶面,降低坡度,以增强填方土体与原地层的整体性,提高填方地基的抗震性能。
摘要:
为了解在软弱土层中不同的导洞开挖顺序对隧道围岩造成的影响,以北京市某地下双层隧道工程为依托,建立三维数值模型,在不考虑地下水影响的情况下模拟整个施工过程。研究表明:综合考虑地表沉降、边墙水平收敛、应力场和塑性区的因素,得出在软弱土层中先开挖单侧导洞为较优开挖方案;分析不同的开挖方案对后续二次衬砌的影响,并发现针对不同的方案,拆除临时仰拱均为施工最薄弱点。该研究可为后续的隧道开挖工程提供参考和指导。 为了解在软弱土层中不同的导洞开挖顺序对隧道围岩造成的影响,以北京市某地下双层隧道工程为依托,建立三维数值模型,在不考虑地下水影响的情况下模拟整个施工过程。研究表明:综合考虑地表沉降、边墙水平收敛、应力场和塑性区的因素,得出在软弱土层中先开挖单侧导洞为较优开挖方案;分析不同的开挖方案对后续二次衬砌的影响,并发现针对不同的方案,拆除临时仰拱均为施工最薄弱点。该研究可为后续的隧道开挖工程提供参考和指导。
摘要:
本文分析提出了溶腔层状覆岩中关键层的破断影响着溶腔覆岩中垮落带的发育高度,基于关键层理论推导出确定盐岩单井水溶溶腔层状覆岩垮落带发育高度的方法和判据。选用弹性圆薄板理论建立了盐岩单井水溶开采溶腔覆岩关键层判别基本模型,推导出了岩溶单井水溶开采溶腔层状覆岩中关键层的确定方法;建立了溶腔层状覆岩中关键层悬露直径是否小于2a1是关键层是否发生破断的判据;根据关键层破断后形成的岩块之间的力学关系,推导了判断关键层发生破断情况下是形成断块铰合而不垮落,还是直接垮落的判据。 本文分析提出了溶腔层状覆岩中关键层的破断影响着溶腔覆岩中垮落带的发育高度,基于关键层理论推导出确定盐岩单井水溶溶腔层状覆岩垮落带发育高度的方法和判据。选用弹性圆薄板理论建立了盐岩单井水溶开采溶腔覆岩关键层判别基本模型,推导出了岩溶单井水溶开采溶腔层状覆岩中关键层的确定方法;建立了溶腔层状覆岩中关键层悬露直径是否小于2a1是关键层是否发生破断的判据;根据关键层破断后形成的岩块之间的力学关系,推导了判断关键层发生破断情况下是形成断块铰合而不垮落,还是直接垮落的判据。
摘要:
细粒含量判别法是无黏性粗粒土渗透变形类型主要判别方法,但细粒含量Pc35%渗透变形类型为管涌的碎砾石,其渗透变形类型不符合细粒含量判别准则。通过对46个工程310个试样(其中细粒含量Pc35%试样35个)的渗透变形试验结果统计分析,结果表明,其颗粒级配曲线具有独特特征,即级配曲线两端段斜率较陡,中间段斜率较缓,有高达87.5%试样颗粒级配为不良级配。进一步分析发现其D15/d85均大于5,即其渗透变形试验结果与反滤设计准则是一致的。进而提出用反滤设计准则D15/d855作为判别该类土的方法,以此作为细粒含量判别法的有益补充。 细粒含量判别法是无黏性粗粒土渗透变形类型主要判别方法,但细粒含量Pc35%渗透变形类型为管涌的碎砾石,其渗透变形类型不符合细粒含量判别准则。通过对46个工程310个试样(其中细粒含量Pc35%试样35个)的渗透变形试验结果统计分析,结果表明,其颗粒级配曲线具有独特特征,即级配曲线两端段斜率较陡,中间段斜率较缓,有高达87.5%试样颗粒级配为不良级配。进一步分析发现其D15/d85均大于5,即其渗透变形试验结果与反滤设计准则是一致的。进而提出用反滤设计准则D15/d855作为判别该类土的方法,以此作为细粒含量判别法的有益补充。
摘要:
过度抽取地下水是引起地面沉降的主要原因,而人工回灌地下水能在一定程度上延缓地面沉降的速率并能使地面发生部分回弹。为研究降水及回灌过程中土体变形规律,本文设计了砂土-黏土-砂土互层的室内模型试验。针对室内模型试验,选取特种感测光纤,研究了光纤的埋设工艺,运用分布式光纤感测技术捕捉土体在水位变化过程中各土层的应变数据;采用传统的分层沉降标和测水头管,观测了试验过程中土体沉降变形和自由水位面变化;对比分析了分布式光纤感测技术在降水及回灌过程中对于土体内部变形监测的准确性与可靠性,研究了该过程中土体变形对水位变化的响应规律。研究成果为地下水位和土体变形长期观测资料的合理分析提供了试验依据,并有助于推动分布式光纤感测技术在地面沉降现场监测中的应用。 过度抽取地下水是引起地面沉降的主要原因,而人工回灌地下水能在一定程度上延缓地面沉降的速率并能使地面发生部分回弹。为研究降水及回灌过程中土体变形规律,本文设计了砂土-黏土-砂土互层的室内模型试验。针对室内模型试验,选取特种感测光纤,研究了光纤的埋设工艺,运用分布式光纤感测技术捕捉土体在水位变化过程中各土层的应变数据;采用传统的分层沉降标和测水头管,观测了试验过程中土体沉降变形和自由水位面变化;对比分析了分布式光纤感测技术在降水及回灌过程中对于土体内部变形监测的准确性与可靠性,研究了该过程中土体变形对水位变化的响应规律。研究成果为地下水位和土体变形长期观测资料的合理分析提供了试验依据,并有助于推动分布式光纤感测技术在地面沉降现场监测中的应用。
摘要:
收集整理了国内学者给出的我国东南海岸带不同地区(上海、连云港、广州、深圳、浙江沿海、渤海湾)海相沉积软土的8个Cc与n统计关系式,并根据公开发表的资料增加了这些地区以及沿海其他地区(天津、温州)260个的Cc~n数据,进行了东南海岸带软土的统一分析。发现Cc~n间存在较好的线性关系,具体关系大致可以分为陡变型和缓变型2类,缓变型与国外一些学者给出的统计结果较为接近。本文还对比了两种质量的上海软黏土的试验结果,分析了土样扰动对Cc~n统计关系的影响。 收集整理了国内学者给出的我国东南海岸带不同地区(上海、连云港、广州、深圳、浙江沿海、渤海湾)海相沉积软土的8个Cc与n统计关系式,并根据公开发表的资料增加了这些地区以及沿海其他地区(天津、温州)260个的Cc~n数据,进行了东南海岸带软土的统一分析。发现Cc~n间存在较好的线性关系,具体关系大致可以分为陡变型和缓变型2类,缓变型与国外一些学者给出的统计结果较为接近。本文还对比了两种质量的上海软黏土的试验结果,分析了土样扰动对Cc~n统计关系的影响。
摘要:
地热资源的开发利用存在很大的不确定性和很高的经济风险,基于GIS模型化技术建立已知地热点与证据因子图之间的空间联系,对研究区的地热资源潜力进行评价。本文选取地震震中、断裂、布格重力异常、磁异常、侵入岩和大地热流等多个证据因子,构建模糊逻辑模型并在土耳其西安纳托利亚典型地热场地进行验证,然后将其应用于福建省地热潜力评价。将福建省地热潜力分为极高、高、中、低潜力区。其中,极高和高潜力区面积占28.24%,预测到59.11%的已知地热点。研究成果对隐伏型地热开发具有理论和实际意义。 地热资源的开发利用存在很大的不确定性和很高的经济风险,基于GIS模型化技术建立已知地热点与证据因子图之间的空间联系,对研究区的地热资源潜力进行评价。本文选取地震震中、断裂、布格重力异常、磁异常、侵入岩和大地热流等多个证据因子,构建模糊逻辑模型并在土耳其西安纳托利亚典型地热场地进行验证,然后将其应用于福建省地热潜力评价。将福建省地热潜力分为极高、高、中、低潜力区。其中,极高和高潜力区面积占28.24%,预测到59.11%的已知地热点。研究成果对隐伏型地热开发具有理论和实际意义。
摘要:
已有监测结果表明,当前无锡地区地面沉降中土体压缩变形主要来自于弱透水层,对弱透水层压缩性评价有助于对该地区地面沉降发展趋势的判断。本文以无锡光明村一钻孔中第四纪土层为研究对象,采用扫描电镜(SEM),从微观尺度对位于不同深度弱透水层中的粉质黏土的孔隙分布特征进行了研究,并与固结试验数据进行了对比。研究发现,弱透水层的SEM微观结构图像定量分析结果,与土层的压缩性有很好的相关性,它可以定量反映土中可压缩孔隙的数量以及孔隙的复杂程度;土的孔隙率与概率分布指数可反映土中可压缩孔隙的密度和土的压缩性。概率分布指数越小,土体中可压缩孔隙的数量越多。研究成果从微观上为苏锡常地区地面沉降预测提供依据。 已有监测结果表明,当前无锡地区地面沉降中土体压缩变形主要来自于弱透水层,对弱透水层压缩性评价有助于对该地区地面沉降发展趋势的判断。本文以无锡光明村一钻孔中第四纪土层为研究对象,采用扫描电镜(SEM),从微观尺度对位于不同深度弱透水层中的粉质黏土的孔隙分布特征进行了研究,并与固结试验数据进行了对比。研究发现,弱透水层的SEM微观结构图像定量分析结果,与土层的压缩性有很好的相关性,它可以定量反映土中可压缩孔隙的数量以及孔隙的复杂程度;土的孔隙率与概率分布指数可反映土中可压缩孔隙的密度和土的压缩性。概率分布指数越小,土体中可压缩孔隙的数量越多。研究成果从微观上为苏锡常地区地面沉降预测提供依据。
摘要:
通过对榆社、石楼、介休、襄垣的上新世红土进行野外工程地质调研,观察其野外分布概况,结合室内土工试验对4个研究区域的上新世原状红土样和上覆第四纪黄土样进行物理参数测试。在前人研究的基础之上,根据上新世红土和第四纪黄土的沉积特征和颗粒组分分布特征的一致性,反推出红土的风积成因类型。根据实测红土物理参数值,确定晋中南上新世红土为黏土或粉质黏土;该地区红土的液限和红土中黏粒含量呈线性关系,塑性指数和红土中黏粒含量呈指数关系。研究成果为晋中南上新世红土的工程性质研究提供了可靠的基础数据。 通过对榆社、石楼、介休、襄垣的上新世红土进行野外工程地质调研,观察其野外分布概况,结合室内土工试验对4个研究区域的上新世原状红土样和上覆第四纪黄土样进行物理参数测试。在前人研究的基础之上,根据上新世红土和第四纪黄土的沉积特征和颗粒组分分布特征的一致性,反推出红土的风积成因类型。根据实测红土物理参数值,确定晋中南上新世红土为黏土或粉质黏土;该地区红土的液限和红土中黏粒含量呈线性关系,塑性指数和红土中黏粒含量呈指数关系。研究成果为晋中南上新世红土的工程性质研究提供了可靠的基础数据。
摘要:
通过对鄂尔多斯盆地致密油气储层的致密砂岩试样进行巴西劈裂实验,获取了岩石破坏过程中的时间-载荷曲线,以及声发射定位事件累计数、声发射定位事件能量随时间的变化曲线,观察岩石破裂的整个过程,分析在岩石破坏过程中声发射特征随加载载荷大小变化的关系。对比了两种不同钻孔状态下岩石声发射之间的差异。研究结果表明,采用声发射特征参数表征岩石受力状态及破坏过程具有良好的效果;声发射事件的空白区与岩石本身的结构有关,当岩石宏观破裂处比较完整时,一般能监测到声发射事件的空白区,当岩石在宏观裂缝贯通处存在有明显的缺陷时,可能无法监测到声发射的空白区,根据此特征,可以根据岩石破裂过程中的声发射判断岩石的在裂纹贯通处的完整性。从声发射事件的频谱可以看出,岩石破裂过程中主要存在两种不同性质的声发射,即初始原有裂隙缺陷闭合所产生的和岩石单元破裂所产生的声发射,两者区别明显。 通过对鄂尔多斯盆地致密油气储层的致密砂岩试样进行巴西劈裂实验,获取了岩石破坏过程中的时间-载荷曲线,以及声发射定位事件累计数、声发射定位事件能量随时间的变化曲线,观察岩石破裂的整个过程,分析在岩石破坏过程中声发射特征随加载载荷大小变化的关系。对比了两种不同钻孔状态下岩石声发射之间的差异。研究结果表明,采用声发射特征参数表征岩石受力状态及破坏过程具有良好的效果;声发射事件的空白区与岩石本身的结构有关,当岩石宏观破裂处比较完整时,一般能监测到声发射事件的空白区,当岩石在宏观裂缝贯通处存在有明显的缺陷时,可能无法监测到声发射的空白区,根据此特征,可以根据岩石破裂过程中的声发射判断岩石的在裂纹贯通处的完整性。从声发射事件的频谱可以看出,岩石破裂过程中主要存在两种不同性质的声发射,即初始原有裂隙缺陷闭合所产生的和岩石单元破裂所产生的声发射,两者区别明显。
摘要:
针对吉林镇赉县盐渍土中水盐迁移问题进行研究时,发现该区土体裂隙发育,当地群众称其为裂隙土,为了更有效地研究盐渍土中水盐的运移问题,本次主要讨论了随着深度的变化,裂隙土中孔隙在沿深度方向上的分布特征,在进行现场调查和原位取样的基础上,切取原状样品进行压汞试验,定量研究其微观孔隙特征;试验结果表明:镇赉裂隙土的微观孔隙分布呈现明显的双峰特征,两峰值位于小孔隙和大孔隙范围内,并且土样的孔隙分形维数较大;土中裂隙体积含量较大,其中0.2m深的土裂隙含量最大为34.9%,裂隙含量随深度增大而呈减小趋势。 针对吉林镇赉县盐渍土中水盐迁移问题进行研究时,发现该区土体裂隙发育,当地群众称其为裂隙土,为了更有效地研究盐渍土中水盐的运移问题,本次主要讨论了随着深度的变化,裂隙土中孔隙在沿深度方向上的分布特征,在进行现场调查和原位取样的基础上,切取原状样品进行压汞试验,定量研究其微观孔隙特征;试验结果表明:镇赉裂隙土的微观孔隙分布呈现明显的双峰特征,两峰值位于小孔隙和大孔隙范围内,并且土样的孔隙分形维数较大;土中裂隙体积含量较大,其中0.2m深的土裂隙含量最大为34.9%,裂隙含量随深度增大而呈减小趋势。
摘要:
土石混合体作为一种特殊的地质体在自然界中广泛分布,由强度较高的岩石块体、细土颗粒和充填其间的孔隙组成。随着各类大型工程建设的兴起和发展,与土石混合体相关的地质灾害严重影响和制约了工程的建设和人类的安全,因而对土石混合体的研究至关重要。本文从细观角度出发着重研究土石混合体中砾石和土体之间的接触性质,利用FLAC3D接触面单元模拟了土石混合体中的砾-土界面,首先构建了包含接触面的土石混合体三维数值模型,其次选取了接触面参数的合理变化范围,通过对数值模拟结果的分析,探讨了参数的敏感性,发现刚度,特别是法向刚度对土石混合体应力-应变曲线和砾-土的相对运动影响最大,其次是黏聚力,摩擦角的影响最小。通过与无接触面模型的对比,验证了包含接触面单元土石混合体三维模型的可行性和合理性。接触面单元的引入使精确描述土石混合体的宏观变形特征及砾-土间的相互作用机制成为可能。 土石混合体作为一种特殊的地质体在自然界中广泛分布,由强度较高的岩石块体、细土颗粒和充填其间的孔隙组成。随着各类大型工程建设的兴起和发展,与土石混合体相关的地质灾害严重影响和制约了工程的建设和人类的安全,因而对土石混合体的研究至关重要。本文从细观角度出发着重研究土石混合体中砾石和土体之间的接触性质,利用FLAC3D接触面单元模拟了土石混合体中的砾-土界面,首先构建了包含接触面的土石混合体三维数值模型,其次选取了接触面参数的合理变化范围,通过对数值模拟结果的分析,探讨了参数的敏感性,发现刚度,特别是法向刚度对土石混合体应力-应变曲线和砾-土的相对运动影响最大,其次是黏聚力,摩擦角的影响最小。通过与无接触面模型的对比,验证了包含接触面单元土石混合体三维模型的可行性和合理性。接触面单元的引入使精确描述土石混合体的宏观变形特征及砾-土间的相互作用机制成为可能。
摘要:
以土石混合体重塑样为研究对象,采用大型三轴试验仪对其进行固结不排水试验,研究了含石量和围压对土石混合体力学性质的影响,分析了不同含石量、不同围压条件下土石混合体剪切强度和初始剪切刚度的变化趋势。实验结果表明:土石混合体的变形破坏模式不同于常规的岩土体,应力-应变曲线存在应力跳跃现象,且不同含石量、不同围压条件下,土石混合体的变形破坏模式也不同;土石混合体的剪切强度随着围压的增大而增大,随着含石量的增大先增大后减小,当围压增加一倍时,在不同的围压水平下,土石混合体的剪切强度的变化趋势不同;土石混合体的初始剪切刚度随着围压的增大而增大,随着含石量的增大先增大后减小,当围压增加一倍时,土石混合体的初始剪切刚度与剪切强度变化趋势一致。 以土石混合体重塑样为研究对象,采用大型三轴试验仪对其进行固结不排水试验,研究了含石量和围压对土石混合体力学性质的影响,分析了不同含石量、不同围压条件下土石混合体剪切强度和初始剪切刚度的变化趋势。实验结果表明:土石混合体的变形破坏模式不同于常规的岩土体,应力-应变曲线存在应力跳跃现象,且不同含石量、不同围压条件下,土石混合体的变形破坏模式也不同;土石混合体的剪切强度随着围压的增大而增大,随着含石量的增大先增大后减小,当围压增加一倍时,在不同的围压水平下,土石混合体的剪切强度的变化趋势不同;土石混合体的初始剪切刚度随着围压的增大而增大,随着含石量的增大先增大后减小,当围压增加一倍时,土石混合体的初始剪切刚度与剪切强度变化趋势一致。
摘要:
恒河三角洲位于南亚孟加拉地区,包括孟加拉国和印度西孟加拉邦,河流注入孟加拉湾。这是世界上最大的一个三角洲,也是世界上最肥沃的区域之一。该地区软土分布较广,厚度较大,土质疏松软弱。软土地基易产生较大的沉降或不均匀沉降,影响工程建筑物的安全。本文主要以孟加拉国达舍尔甘地污水处理厂项目为依托,并结合附近几个项目,对恒河三角洲地区软土地基工程特性进行研究和归纳。 恒河三角洲位于南亚孟加拉地区,包括孟加拉国和印度西孟加拉邦,河流注入孟加拉湾。这是世界上最大的一个三角洲,也是世界上最肥沃的区域之一。该地区软土分布较广,厚度较大,土质疏松软弱。软土地基易产生较大的沉降或不均匀沉降,影响工程建筑物的安全。本文主要以孟加拉国达舍尔甘地污水处理厂项目为依托,并结合附近几个项目,对恒河三角洲地区软土地基工程特性进行研究和归纳。
摘要:
根据四川、西藏等地区大量工程揭示,西南山区大部分江河都存在河床深厚覆盖层问题,其厚度达几十米、上百米,甚至几百米,在工程建设中,特别是水电工程建设中,限于河床覆盖层深厚,前期阶段对其压缩特性的研究多基于钻孔样,主要包括孔内测试及钻孔样室内试验,因钻孔样存在的扰动、应力变化等情况,势必对其试验结果有所影响。本文首先对河床部位的主要物质组成进行了大体分类,并依此选取了典型工程,通过开挖期对基坑样进行复核性试验,对比前期钻孔样与之差异程度,并对产生差异的原因进行了解析。 根据四川、西藏等地区大量工程揭示,西南山区大部分江河都存在河床深厚覆盖层问题,其厚度达几十米、上百米,甚至几百米,在工程建设中,特别是水电工程建设中,限于河床覆盖层深厚,前期阶段对其压缩特性的研究多基于钻孔样,主要包括孔内测试及钻孔样室内试验,因钻孔样存在的扰动、应力变化等情况,势必对其试验结果有所影响。本文首先对河床部位的主要物质组成进行了大体分类,并依此选取了典型工程,通过开挖期对基坑样进行复核性试验,对比前期钻孔样与之差异程度,并对产生差异的原因进行了解析。
摘要:
为了进一步深入研究覆盖型岩溶地面塌陷的发生条件和机理,在罗小杰关于土体塌陷理论的基础上,着重研究了土洞型地面塌陷地质现象、地质模型、物理模型及其数学表达式。土洞的形成和发展与地面塌陷是土洞型岩溶地面塌陷的两个阶段。根据塌陷过程中的宏观地质现象,结合土体在变形中的运动学响应特征及其周围土体变形表现,建立了土洞型岩溶地面塌陷的地质模型。在此基础上,进一步概化了土洞型岩溶地面塌陷的物理模型;结合文献中其他主要塌陷机理,进行了土洞顶板受力分析;依据极限平衡理论,提出了具有普适性的数学表达式;探讨了土洞顶板临界厚度的影响因素,认为土洞顶板临界厚度与洞径、外加荷载增量以及较高的顶板抗剪强度呈正相关性,与较低的顶板抗剪强度呈负相关性。 为了进一步深入研究覆盖型岩溶地面塌陷的发生条件和机理,在罗小杰关于土体塌陷理论的基础上,着重研究了土洞型地面塌陷地质现象、地质模型、物理模型及其数学表达式。土洞的形成和发展与地面塌陷是土洞型岩溶地面塌陷的两个阶段。根据塌陷过程中的宏观地质现象,结合土体在变形中的运动学响应特征及其周围土体变形表现,建立了土洞型岩溶地面塌陷的地质模型。在此基础上,进一步概化了土洞型岩溶地面塌陷的物理模型;结合文献中其他主要塌陷机理,进行了土洞顶板受力分析;依据极限平衡理论,提出了具有普适性的数学表达式;探讨了土洞顶板临界厚度的影响因素,认为土洞顶板临界厚度与洞径、外加荷载增量以及较高的顶板抗剪强度呈正相关性,与较低的顶板抗剪强度呈负相关性。
摘要:
为了研究粒度组成与结构性对非饱和黄土基质吸力的影响,取泾阳L5黄土,采用水洗法分选土样,制备原状、重塑、分选细粒和分选粗粒共4个试样,测得其土水特征曲线与粒径密度分布曲线,实验结果表明原状样的结构性增大了黄土的最大孔隙半径,增加了黄土孔隙分布的均匀性,导致SWCC的进气值减小,含水率的快速下降段斜率变缓。去除结构性的土粒粒度组成的密度分布优势峰值对SWCC的进气值具有明显的影响。 为了研究粒度组成与结构性对非饱和黄土基质吸力的影响,取泾阳L5黄土,采用水洗法分选土样,制备原状、重塑、分选细粒和分选粗粒共4个试样,测得其土水特征曲线与粒径密度分布曲线,实验结果表明原状样的结构性增大了黄土的最大孔隙半径,增加了黄土孔隙分布的均匀性,导致SWCC的进气值减小,含水率的快速下降段斜率变缓。去除结构性的土粒粒度组成的密度分布优势峰值对SWCC的进气值具有明显的影响。
摘要:
本文通过深厚覆盖层基坑开挖现场原位试验及室内试验论证了覆盖层沉积时代越早、埋深越大和在有上覆盖重情况下力学性能和抗渗性能均有明显提高,总结了国内外覆盖层建坝土体利用经验,提出了覆盖层土体利用原则,以达到充分利用坝基下覆盖层、节约工期及降低造价目的。同时本研究可推动深厚覆盖层建坝技术发展,可供水利水电工程技术人员借鉴。 本文通过深厚覆盖层基坑开挖现场原位试验及室内试验论证了覆盖层沉积时代越早、埋深越大和在有上覆盖重情况下力学性能和抗渗性能均有明显提高,总结了国内外覆盖层建坝土体利用经验,提出了覆盖层土体利用原则,以达到充分利用坝基下覆盖层、节约工期及降低造价目的。同时本研究可推动深厚覆盖层建坝技术发展,可供水利水电工程技术人员借鉴。
议题十一:国外工程的特殊工程地质问题及勘查实践
摘要:
尼尔基水库右副坝下游纳文幕仁社区位于尼尔基水利枢纽右副坝下游,隶属嫩江右岸的二级阶地,水库2005年蓄水,近年来部分地段出现地面潮湿、民房开裂、菜窖积水等浸没现象,给当地居民生活带来了一定影响。本区表部覆盖黏土层较厚,地下水的运移规律较特殊,虽近年来对此有一定的研究,但相对资料较少。坝基防渗后下游出现浸没现象,但是否为水库渗漏引起也需进一步确定,同时影响程度仍然要进一步论证。通过本工程的探讨,对类似工程有一定借鉴作用。 尼尔基水库右副坝下游纳文幕仁社区位于尼尔基水利枢纽右副坝下游,隶属嫩江右岸的二级阶地,水库2005年蓄水,近年来部分地段出现地面潮湿、民房开裂、菜窖积水等浸没现象,给当地居民生活带来了一定影响。本区表部覆盖黏土层较厚,地下水的运移规律较特殊,虽近年来对此有一定的研究,但相对资料较少。坝基防渗后下游出现浸没现象,但是否为水库渗漏引起也需进一步确定,同时影响程度仍然要进一步论证。通过本工程的探讨,对类似工程有一定借鉴作用。
摘要:
知玛达苏湖隧洞工程位于马来西亚半岛西海岸最北部的玻璃市。研究区以岩溶地貌闻名,地塔状石灰岩丘陵十分常见。结合现场地质调查和前期有关资料,论文对隧洞工程穿越区域的地层岩性、地质构造、气象水文等进行简要介绍。在此基础上,从岩溶发育的基本必要条件出发,结合区域宏观岩溶及微观岩溶发育规律分析,应用分形理论开展岩溶发育程度评价和隧洞工程岩溶围岩分级评价,详细阐述隧洞工程施工可能面临的岩溶工程地质问题并提出相应的设计施工对策。隧洞工程的施工实践对岩溶地质条件分析结果进行了较好的验证,值得同类隧洞工程施工设计参考借鉴。 知玛达苏湖隧洞工程位于马来西亚半岛西海岸最北部的玻璃市。研究区以岩溶地貌闻名,地塔状石灰岩丘陵十分常见。结合现场地质调查和前期有关资料,论文对隧洞工程穿越区域的地层岩性、地质构造、气象水文等进行简要介绍。在此基础上,从岩溶发育的基本必要条件出发,结合区域宏观岩溶及微观岩溶发育规律分析,应用分形理论开展岩溶发育程度评价和隧洞工程岩溶围岩分级评价,详细阐述隧洞工程施工可能面临的岩溶工程地质问题并提出相应的设计施工对策。隧洞工程的施工实践对岩溶地质条件分析结果进行了较好的验证,值得同类隧洞工程施工设计参考借鉴。
摘要:
研究区位于苏丹东北部靠近红海,属撒哈拉大沙漠南缘亚沙漠-准丘陵地貌,气候炎热干燥,降雨量极不均衡且蒸发强烈,地表水和地下水资源相对严重匮乏。一方面,矿区开发需要充足的水资源作为产能保障;另一方面,不均衡的地下水及矿坑水的排放将严重影响本来就极为脆弱的生态环境。本文作者根据矿区工程地质、水文地质和环境地质调查,并结合前期收集的有关资料,对研究区域水文地质条件进行分析,提出矿区水文地质及环境工作的几点设想与同仁探讨,以期对后续工作具有一定参考价值。 研究区位于苏丹东北部靠近红海,属撒哈拉大沙漠南缘亚沙漠-准丘陵地貌,气候炎热干燥,降雨量极不均衡且蒸发强烈,地表水和地下水资源相对严重匮乏。一方面,矿区开发需要充足的水资源作为产能保障;另一方面,不均衡的地下水及矿坑水的排放将严重影响本来就极为脆弱的生态环境。本文作者根据矿区工程地质、水文地质和环境地质调查,并结合前期收集的有关资料,对研究区域水文地质条件进行分析,提出矿区水文地质及环境工作的几点设想与同仁探讨,以期对后续工作具有一定参考价值。
摘要:
桩基静载试验在确定单桩极限承载力方面是常用的方法,目前针对国内工程的相关研究较为丰富,但在海外工程方面的实例则相对较少,而且一般的试验研究未达到桩基受力的极限状态,试验资料不够完整,因而进行桩基的破坏性试验是很有必要的。为此,该研究结合东南亚某项目实例,对该工程子厂房的6根试桩,进行了单桩竖向抗压极限承载力的现场破坏性静载试验,采用试桩的Q~t和S~t曲线分析了单桩竖向承载力的试验过程,对单桩竖向极限承载力按相关规范进行了综合确定,为该地区同类工程积累了经验,也为该类型桩的进一步研究提供了宝贵的试验资料。 桩基静载试验在确定单桩极限承载力方面是常用的方法,目前针对国内工程的相关研究较为丰富,但在海外工程方面的实例则相对较少,而且一般的试验研究未达到桩基受力的极限状态,试验资料不够完整,因而进行桩基的破坏性试验是很有必要的。为此,该研究结合东南亚某项目实例,对该工程子厂房的6根试桩,进行了单桩竖向抗压极限承载力的现场破坏性静载试验,采用试桩的Q~t和S~t曲线分析了单桩竖向承载力的试验过程,对单桩竖向极限承载力按相关规范进行了综合确定,为该地区同类工程积累了经验,也为该类型桩的进一步研究提供了宝贵的试验资料。
摘要:
盐渍土地基是工程建设中越来越多遇到的工程地质问题,国内学者从盐渍土的微观机制、工程特性和处理技术等方面进行了一定程度的研究工作,但盐渍土的研究仍处于相对滞后的状态。因此,开展盐渍土地基的勘察评价、微观机制和工程特性的研究,探讨工程处治措施,均具有重要的实际意义。本研究从岩土工程勘察实录的角度,对伊拉克某燃油气电站项目的盐渍土的成分、类型和分布进行了分析,对盐渍土地基进行了评价,提出了本工程盐渍土处理的原则和措施,针对场地特点提出了地基基础方案和岩土施工中应注意的问题,对同类岩土工程勘察具有一定的借鉴意义。 盐渍土地基是工程建设中越来越多遇到的工程地质问题,国内学者从盐渍土的微观机制、工程特性和处理技术等方面进行了一定程度的研究工作,但盐渍土的研究仍处于相对滞后的状态。因此,开展盐渍土地基的勘察评价、微观机制和工程特性的研究,探讨工程处治措施,均具有重要的实际意义。本研究从岩土工程勘察实录的角度,对伊拉克某燃油气电站项目的盐渍土的成分、类型和分布进行了分析,对盐渍土地基进行了评价,提出了本工程盐渍土处理的原则和措施,针对场地特点提出了地基基础方案和岩土施工中应注意的问题,对同类岩土工程勘察具有一定的借鉴意义。
摘要:
中巴经济走廊喀喇昆仑山腹地洪扎河谷段构造运动活跃、地形陡峭、垂直气候分带明显、降雪丰沛、冰川侧蚀作用显著,发育了广泛的蠕滑滑坡。本文利用具有高精度、大范围、无接触优势的InSAR技术对该地区地表变形进行观测,结合光学遥感解译、现场验证以及地质条件综合分析,识别了研究区内蠕滑滑坡,进而分析了2007a~2011年变形特征及分布规律,获得了如下主要认识:(1)PS-InSAR融合多期D-InSAR方法可以观测每年毫米级至分米级的地表变形,不仅克服了中长时间跨度内的失相干,而且较好的解决了大变幅运动速率的观测问题,证明了InSAR技术在喀喇昆仑地区对蠕滑滑坡灾害识别的可行性与准确性;(2)研究区蠕滑滑坡后缘裂缝一般较明显,2008年末至2009年初各滑坡滑动速率明显快于其他时间,可能受到2008年巴基斯坦北部强降雨影响而加速运动;(3)研究区蠕滑滑坡平均速率在10~30mmyr-1之间,2010年阻断喀喇昆仑公路的Attabad滑坡发生前出现27.8~83.8cmyr-1的异常快速变形,这为进一步开展该区域滑坡监测预警工作提供了参数依据。 中巴经济走廊喀喇昆仑山腹地洪扎河谷段构造运动活跃、地形陡峭、垂直气候分带明显、降雪丰沛、冰川侧蚀作用显著,发育了广泛的蠕滑滑坡。本文利用具有高精度、大范围、无接触优势的InSAR技术对该地区地表变形进行观测,结合光学遥感解译、现场验证以及地质条件综合分析,识别了研究区内蠕滑滑坡,进而分析了2007a~2011年变形特征及分布规律,获得了如下主要认识:(1)PS-InSAR融合多期D-InSAR方法可以观测每年毫米级至分米级的地表变形,不仅克服了中长时间跨度内的失相干,而且较好的解决了大变幅运动速率的观测问题,证明了InSAR技术在喀喇昆仑地区对蠕滑滑坡灾害识别的可行性与准确性;(2)研究区蠕滑滑坡后缘裂缝一般较明显,2008年末至2009年初各滑坡滑动速率明显快于其他时间,可能受到2008年巴基斯坦北部强降雨影响而加速运动;(3)研究区蠕滑滑坡平均速率在10~30mmyr-1之间,2010年阻断喀喇昆仑公路的Attabad滑坡发生前出现27.8~83.8cmyr-1的异常快速变形,这为进一步开展该区域滑坡监测预警工作提供了参数依据。
摘要:
随着孟中印缅经济走廊和海上丝绸之路建设步伐的加快,大量中资企业赴孟加拉进行基础设施建设投资,而孟加拉采用的标准体系主要是欧美标准,与中国的规范标准存在较大差异,这给我们建设企业走出去战略带来了极大的困难。本文详细分析整理了孟加拉达舍尔甘地污水处理厂项目的勘探试验成果,采用孟加拉规范、欧洲和美国标准中普遍使用的方法详细计算了浅基础承载力和单桩极限抗压承载力、极限抗拔承载力等,并与中国规范计算方法进行对比分析,对国外类似工程有一定的指导借鉴意义。 随着孟中印缅经济走廊和海上丝绸之路建设步伐的加快,大量中资企业赴孟加拉进行基础设施建设投资,而孟加拉采用的标准体系主要是欧美标准,与中国的规范标准存在较大差异,这给我们建设企业走出去战略带来了极大的困难。本文详细分析整理了孟加拉达舍尔甘地污水处理厂项目的勘探试验成果,采用孟加拉规范、欧洲和美国标准中普遍使用的方法详细计算了浅基础承载力和单桩极限抗压承载力、极限抗拔承载力等,并与中国规范计算方法进行对比分析,对国外类似工程有一定的指导借鉴意义。
摘要:
莫桑比克滨海相地基土分布广泛,具有天然含水量高、孔隙比大,压缩性高、抗剪强度低等工程特征,给工程建设带来了巨大的挑战。本文通过莫桑比克马普托市马多拉210hm地块为例进行分析滨海相地基土的工程地质条件,同时结合国内相关滨海相地基土的研究成果,提出莫桑比克滨海相地区地基土的工程性质及存在的主要工程地质问题,并给出相应的处理措施,对开展莫桑比克国际项目具有重要且积极的意义。 莫桑比克滨海相地基土分布广泛,具有天然含水量高、孔隙比大,压缩性高、抗剪强度低等工程特征,给工程建设带来了巨大的挑战。本文通过莫桑比克马普托市马多拉210hm地块为例进行分析滨海相地基土的工程地质条件,同时结合国内相关滨海相地基土的研究成果,提出莫桑比克滨海相地区地基土的工程性质及存在的主要工程地质问题,并给出相应的处理措施,对开展莫桑比克国际项目具有重要且积极的意义。
摘要:
在印度尼西亚PosoI水电站前期设计工作中,由于业主提供的资料较少,使得对工程区覆盖层物理力学特性的分析和工程地质条件的掌握上存在困难。为了解决工程问题,进行了现场地质调查工作和钻孔岩心重新鉴定工作。根据现场地质调查、钻孔资料和孔内试验资料,结合中国工程经验,采用工程类比法综合提出了适合本工程的覆盖层物理力学参数。本工程中工程问题的解决方法值得类似的国外工程借鉴。 在印度尼西亚PosoI水电站前期设计工作中,由于业主提供的资料较少,使得对工程区覆盖层物理力学特性的分析和工程地质条件的掌握上存在困难。为了解决工程问题,进行了现场地质调查工作和钻孔岩心重新鉴定工作。根据现场地质调查、钻孔资料和孔内试验资料,结合中国工程经验,采用工程类比法综合提出了适合本工程的覆盖层物理力学参数。本工程中工程问题的解决方法值得类似的国外工程借鉴。
议题十二:其他
摘要:
通过对黄土试样进行单轴拉伸试验,分析了泾河南岸原状黄土的抗拉强度特性。研究表明,含水率对黄土的抗拉强度大小有重大的影响,它与抗拉强度之间满足负幂函数递减关系。黄土单轴抗拉试验中,黄土试样的极限拉应变只有万分之几,其极限抗拉强度在几千帕到几十千帕之间。因此,在雨水以及灌溉作用下,黄土的抗拉强度进一步降低,并促进黄土边坡后缘裂缝的进一步发育,这也是导致黄土滑坡发生的因素之一。 通过对黄土试样进行单轴拉伸试验,分析了泾河南岸原状黄土的抗拉强度特性。研究表明,含水率对黄土的抗拉强度大小有重大的影响,它与抗拉强度之间满足负幂函数递减关系。黄土单轴抗拉试验中,黄土试样的极限拉应变只有万分之几,其极限抗拉强度在几千帕到几十千帕之间。因此,在雨水以及灌溉作用下,黄土的抗拉强度进一步降低,并促进黄土边坡后缘裂缝的进一步发育,这也是导致黄土滑坡发生的因素之一。
藻渡河水铁锰来源研究
陈运东
2016, 24(s1): 1307-1312.
摘要(1032)
2023KB(26)
摘要:
水质是水资源开发利用中的重要关注内容,重庆市在藻渡河水资源开发规划中对有关河段水质进行了全面监测,从干流上游到下游,在主要矿点、重要支流汇合口、场镇等河段特定位置均布设了监测断面,并按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2004)相关规定进行监测分析,结果表明部分监测断面存在不同程度的铁、锰浓度超标,且集中在每年的4~8月(汛期),通过对水质监测中铁、锰超标情况及与其他各化学成分间相关性分析、沿程及年内每月浓度变化趋势、流域地质环境等方面研究,得出(1)铁、锰间具有较好相关性,两者相伴;(2)铁锰主要来源于二叠系地层特别是二叠系中統煤层采空区矿坑排水等主要结论,对规划水库取水口设置及应对高铁锰措施提出建议。 水质是水资源开发利用中的重要关注内容,重庆市在藻渡河水资源开发规划中对有关河段水质进行了全面监测,从干流上游到下游,在主要矿点、重要支流汇合口、场镇等河段特定位置均布设了监测断面,并按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2004)相关规定进行监测分析,结果表明部分监测断面存在不同程度的铁、锰浓度超标,且集中在每年的4~8月(汛期),通过对水质监测中铁、锰超标情况及与其他各化学成分间相关性分析、沿程及年内每月浓度变化趋势、流域地质环境等方面研究,得出(1)铁、锰间具有较好相关性,两者相伴;(2)铁锰主要来源于二叠系地层特别是二叠系中統煤层采空区矿坑排水等主要结论,对规划水库取水口设置及应对高铁锰措施提出建议。
摘要:
以前往往利用电阻率参数进行工程地质、环境地质的高密度电法勘探。找水、找矿仅仅利用电阻率参数还不够,同时利用极化率参数效果更好。但是,测量极化率参数时遇到了供电电极的极化问题。我们利用新的软件和硬件自动跟踪补偿自然电位,利用软件滤波和硬件滤波技术抑制市电和天然场的干扰,采用多次叠加和相关检测技术提高信噪比,硬件合理布局降低噪音,还采取屏蔽措施减小干扰,大大提高了仪器的抗干扰能力和测量精度。仅利用不锈钢金属电极就可以进行高密度电阻率测量,同时在不改变硬件状态的情况下通过软件控制就可以进行高密度极化率测量,为充分利用高密度电法技术找矿、找水提供了有利条件。因此,高密度电阻率法和高密度极化率法在工程地质和环境地质勘探中取得了很好的应用效果,在矿产地质和水文地质勘探中也取得明显的勘探效果。 以前往往利用电阻率参数进行工程地质、环境地质的高密度电法勘探。找水、找矿仅仅利用电阻率参数还不够,同时利用极化率参数效果更好。但是,测量极化率参数时遇到了供电电极的极化问题。我们利用新的软件和硬件自动跟踪补偿自然电位,利用软件滤波和硬件滤波技术抑制市电和天然场的干扰,采用多次叠加和相关检测技术提高信噪比,硬件合理布局降低噪音,还采取屏蔽措施减小干扰,大大提高了仪器的抗干扰能力和测量精度。仅利用不锈钢金属电极就可以进行高密度电阻率测量,同时在不改变硬件状态的情况下通过软件控制就可以进行高密度极化率测量,为充分利用高密度电法技术找矿、找水提供了有利条件。因此,高密度电阻率法和高密度极化率法在工程地质和环境地质勘探中取得了很好的应用效果,在矿产地质和水文地质勘探中也取得明显的勘探效果。
摘要:
岩体内部结构对岩体特性产生影响,进而决定岩体的破坏形式。通过对齐热哈塔尔水电站引水隧洞的岩爆现象的研究,提出了岩爆爆裂体的概念,该岩爆爆裂体是指岩爆发生前处于临界破坏状态的碎裂结构岩体,其形成和破坏与岩体的微观结构、地应力场特征和工程布置有关。根据齐热哈塔尔水电站引水隧洞中不同工程部位的岩爆破坏特征,进一步分析了岩爆爆裂体的形成过程、破坏模式和破坏机理,为岩爆问题的研究提供了一个良好的理论基础。 岩体内部结构对岩体特性产生影响,进而决定岩体的破坏形式。通过对齐热哈塔尔水电站引水隧洞的岩爆现象的研究,提出了岩爆爆裂体的概念,该岩爆爆裂体是指岩爆发生前处于临界破坏状态的碎裂结构岩体,其形成和破坏与岩体的微观结构、地应力场特征和工程布置有关。根据齐热哈塔尔水电站引水隧洞中不同工程部位的岩爆破坏特征,进一步分析了岩爆爆裂体的形成过程、破坏模式和破坏机理,为岩爆问题的研究提供了一个良好的理论基础。
摘要:
为研究地下煤矿采空区垮塌对其地表变形及其上建筑物安全性的影响,本文依托750kV渭延线送电工程,以Z149#~Z154#段输电线路为研究对象,利用MIDAS数值模拟软件建立了其三维分析模型,通过两种工况的模拟,对场区在不同开采作用形成的采空区影响下塔基变形及邻近边坡的稳定性进行了分析,获得如下结论:(1)现有工况条件下,形成的采空区主要对149#塔及150#塔产生较大影响,模拟结果显示,149#塔与150#塔之间Z方向位移最大达到0.7259m,与实际观测得到的该段地表最大沉降0.65m相比基本一致,模拟结果能反映实际变形情况;开采对149#、150#、151#塔塔基的不均匀沉降有所影响,塔脚间最大沉降差达到0.0091m,与现场实测150#塔脚最大沉降差0.0085m相比,结果基本一致;最不利剖面仅出现在149#塔、150#塔附近的边坡中,但均未形成贯通性滑移面,不会出现边坡失稳。(2)最终工况条件下,形成的采空区对场区内所有塔基均有影响,各塔Z方向的位移与现有工况相比均呈增大趋势;开采造成的塔脚最大沉降最大可达0.0120m,且150#塔、151#塔、152#塔产生的最大沉降差过大,需加强监测;各塔附近的边坡均受到开采的影响,但未形成贯通性滑移面,不会出现边坡失稳。本文研究内容可为采空区上覆输电线路及其他相关建筑物的安全运营和防治提供技术支持和参考。 为研究地下煤矿采空区垮塌对其地表变形及其上建筑物安全性的影响,本文依托750kV渭延线送电工程,以Z149#~Z154#段输电线路为研究对象,利用MIDAS数值模拟软件建立了其三维分析模型,通过两种工况的模拟,对场区在不同开采作用形成的采空区影响下塔基变形及邻近边坡的稳定性进行了分析,获得如下结论:(1)现有工况条件下,形成的采空区主要对149#塔及150#塔产生较大影响,模拟结果显示,149#塔与150#塔之间Z方向位移最大达到0.7259m,与实际观测得到的该段地表最大沉降0.65m相比基本一致,模拟结果能反映实际变形情况;开采对149#、150#、151#塔塔基的不均匀沉降有所影响,塔脚间最大沉降差达到0.0091m,与现场实测150#塔脚最大沉降差0.0085m相比,结果基本一致;最不利剖面仅出现在149#塔、150#塔附近的边坡中,但均未形成贯通性滑移面,不会出现边坡失稳。(2)最终工况条件下,形成的采空区对场区内所有塔基均有影响,各塔Z方向的位移与现有工况相比均呈增大趋势;开采造成的塔脚最大沉降最大可达0.0120m,且150#塔、151#塔、152#塔产生的最大沉降差过大,需加强监测;各塔附近的边坡均受到开采的影响,但未形成贯通性滑移面,不会出现边坡失稳。本文研究内容可为采空区上覆输电线路及其他相关建筑物的安全运营和防治提供技术支持和参考。
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通过研究裂缝混凝土内的氯离子运移,建立了混凝土内考虑扩散、结合和电迁移场作用以及裂缝影响的氯离子迁移耦合模型。预测混凝土寿命。模型从已有试验数据中得到了较好验证。在南通盐渍土环境,运用Comsol Multiphysics软件计算混凝土内氯离子随时间和空间的分布;随裂缝宽度、深度及保护层厚度变化的混凝土使用年限变化规律。研究表明:混凝土内氯离子浓度,随时间增加而增加,增速减小;随离子侵入混凝土深度增加而减小,减速趋缓。氯离子从裂缝运移到混凝土孔隙,浓度突降。混凝土使用年限,随保护层厚度增加呈近似线性增加;随裂缝深度增加而减小;随裂缝宽度增加呈指数型函数关系。 通过研究裂缝混凝土内的氯离子运移,建立了混凝土内考虑扩散、结合和电迁移场作用以及裂缝影响的氯离子迁移耦合模型。预测混凝土寿命。模型从已有试验数据中得到了较好验证。在南通盐渍土环境,运用Comsol Multiphysics软件计算混凝土内氯离子随时间和空间的分布;随裂缝宽度、深度及保护层厚度变化的混凝土使用年限变化规律。研究表明:混凝土内氯离子浓度,随时间增加而增加,增速减小;随离子侵入混凝土深度增加而减小,减速趋缓。氯离子从裂缝运移到混凝土孔隙,浓度突降。混凝土使用年限,随保护层厚度增加呈近似线性增加;随裂缝深度增加而减小;随裂缝宽度增加呈指数型函数关系。
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在既有研究的基础上,初步探讨了温度、水、力等因素对红层泥岩崩解的影响机制。研究表明:(1)红层泥岩赋存环境变化引起的要素差,如应力差、浓度差、温度差、水头差、气压差等,是引起红层泥岩裂隙产生的驱动力;(2)水、热、力等因素通过应力重分布、溶解、膨胀、蒸发、毛细、渗流、侵蚀等作用,使红层泥岩的微细观结构产生了不可逆的破坏;(3)水热交替循环的周期效应使微细破坏逐渐累积,直至产生显著的结构破坏;(4)红层泥岩微细裂隙破裂机制是环境要素产生要素差,激发各种物理化学作用,产生各种应力,达到或超过岩石强度,进而引起岩石微细裂隙产生,经过周期累积直至最后脱离坡体剥落的过程。 在既有研究的基础上,初步探讨了温度、水、力等因素对红层泥岩崩解的影响机制。研究表明:(1)红层泥岩赋存环境变化引起的要素差,如应力差、浓度差、温度差、水头差、气压差等,是引起红层泥岩裂隙产生的驱动力;(2)水、热、力等因素通过应力重分布、溶解、膨胀、蒸发、毛细、渗流、侵蚀等作用,使红层泥岩的微细观结构产生了不可逆的破坏;(3)水热交替循环的周期效应使微细破坏逐渐累积,直至产生显著的结构破坏;(4)红层泥岩微细裂隙破裂机制是环境要素产生要素差,激发各种物理化学作用,产生各种应力,达到或超过岩石强度,进而引起岩石微细裂隙产生,经过周期累积直至最后脱离坡体剥落的过程。
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水压致裂原地应力测试曲线特征值判定对于提高原地应力测量精度具有十分重要的意义。为了避免人工判读的个体误差和手动数据处理的重复劳动,本文针对水压致裂原地应力测量曲线的特征值判读这一关键技术难点进行软件开发以实现数据处理的自动化。该交互式软件包括数据采集、数据分析和数据库管理等3个主要模块。其中核心模块-数据分析模块包括了水压致裂原地应力测量中特征值Pr和Ps判读的全部方法。软件使用VB语言实现,界面友好,使用可靠方便。通过该软件在山东潍坊市红河镇某钻孔中的应用证明了软件的可靠性和便捷性。 水压致裂原地应力测试曲线特征值判定对于提高原地应力测量精度具有十分重要的意义。为了避免人工判读的个体误差和手动数据处理的重复劳动,本文针对水压致裂原地应力测量曲线的特征值判读这一关键技术难点进行软件开发以实现数据处理的自动化。该交互式软件包括数据采集、数据分析和数据库管理等3个主要模块。其中核心模块-数据分析模块包括了水压致裂原地应力测量中特征值Pr和Ps判读的全部方法。软件使用VB语言实现,界面友好,使用可靠方便。通过该软件在山东潍坊市红河镇某钻孔中的应用证明了软件的可靠性和便捷性。
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滑带土残余强度的确定对于复活型滑坡稳定性及滑坡运动分析极其重要。黏性土滑带土环剪试验研究成果较多,但对于粉砂类滑带土这种特性不规则的土体则研究较少,粉砂类土常表现出复杂的剪切特性。本文利用环形剪切仪对粉砂类滑带土在不同前期固结压力下的抗剪强度特性进行试验研究,研究不同超固结比对粉砂类滑带土抗剪强度特性的影响,尤其是前期固结压力对滑带土残余强度的影响。试验结果表明:通过对滑带土分别施加600、500、400kPa的前期固结压力,并与正常固结的样品对比研究,发现在相同正应力(50、100、200kPa)下剪切,前期固结压力对粉砂类滑带土峰值强度影响明显,峰值强度随着超固结比呈现线性增加;不同应力历史对粉砂类滑带土的残余强度影响并不显著,其残余强度与超固结比无关。 滑带土残余强度的确定对于复活型滑坡稳定性及滑坡运动分析极其重要。黏性土滑带土环剪试验研究成果较多,但对于粉砂类滑带土这种特性不规则的土体则研究较少,粉砂类土常表现出复杂的剪切特性。本文利用环形剪切仪对粉砂类滑带土在不同前期固结压力下的抗剪强度特性进行试验研究,研究不同超固结比对粉砂类滑带土抗剪强度特性的影响,尤其是前期固结压力对滑带土残余强度的影响。试验结果表明:通过对滑带土分别施加600、500、400kPa的前期固结压力,并与正常固结的样品对比研究,发现在相同正应力(50、100、200kPa)下剪切,前期固结压力对粉砂类滑带土峰值强度影响明显,峰值强度随着超固结比呈现线性增加;不同应力历史对粉砂类滑带土的残余强度影响并不显著,其残余强度与超固结比无关。
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场地的微动波特征在一定程度上能够反映地层结构的地质信息,近年来在工程地质勘察中得到应用,但关于微动波产生的机理及与地层结构的关系,还有待于深入研究。选择地层大起伏实际场地作为研究对象,对场地进行大量的微动波观测,采用H/V谱比法进行数据的处理与解译,研究地层大起伏场地覆盖层厚度的变化对微动波动力特性和时间特性的影响。研究结果表明随着场地覆盖层厚度的减小,场地H/V谱形态由明显的单峰转变成双峰,最终转变成峰值平台,峰值的范围和频率逐渐增大,而峰值谱比逐渐下降。H/V谱形态出现频率值较高,范围较大的峰值平台,这对于自振频率相对较高的低层建筑物的抗震极为不利,在地震灾害评估的研究中应给予足够的重视。 场地的微动波特征在一定程度上能够反映地层结构的地质信息,近年来在工程地质勘察中得到应用,但关于微动波产生的机理及与地层结构的关系,还有待于深入研究。选择地层大起伏实际场地作为研究对象,对场地进行大量的微动波观测,采用H/V谱比法进行数据的处理与解译,研究地层大起伏场地覆盖层厚度的变化对微动波动力特性和时间特性的影响。研究结果表明随着场地覆盖层厚度的减小,场地H/V谱形态由明显的单峰转变成双峰,最终转变成峰值平台,峰值的范围和频率逐渐增大,而峰值谱比逐渐下降。H/V谱形态出现频率值较高,范围较大的峰值平台,这对于自振频率相对较高的低层建筑物的抗震极为不利,在地震灾害评估的研究中应给予足够的重视。
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随着国家经济的发展,西部地区的建设逐渐加快。探究区域地应力场的特征可以为科学研究、防震减灾以及工程建设提供参考依据。天山地区常用的测量地应力方法有水压致裂法、套芯应力解除法、震源机制解和断层滑动反演,本文对这些方法做了简述。本文通过文献搜集与整理的方法,基于中国大陆地壳应力环境基础数据库,对天山地区近年来地应力测量地点、深度、数值、方向和倾角做了整理。整理数据显示测量地点分布于天山各地区,天山地区最大主应力为北-南方向,中间主应力为西-东方向,最小主应力为西西北-东东南方向;天山地区三大主应力的关系为H h v。通过断层滑动反演方法,得到呼图壁地区的地应力状态,1方向为N19W,3方向为N71E,接近水平;2接近垂直,倾角为78,呼图壁地区主应力方向符合天山地区地应力规律,但主应力大小关系为H v h。通过对天山地区地应力数据的整理,发现了呼图壁地区与天山地区地应力之间的关系,为呼图壁地区的工程建设提供了一定的参考意义。 随着国家经济的发展,西部地区的建设逐渐加快。探究区域地应力场的特征可以为科学研究、防震减灾以及工程建设提供参考依据。天山地区常用的测量地应力方法有水压致裂法、套芯应力解除法、震源机制解和断层滑动反演,本文对这些方法做了简述。本文通过文献搜集与整理的方法,基于中国大陆地壳应力环境基础数据库,对天山地区近年来地应力测量地点、深度、数值、方向和倾角做了整理。整理数据显示测量地点分布于天山各地区,天山地区最大主应力为北-南方向,中间主应力为西-东方向,最小主应力为西西北-东东南方向;天山地区三大主应力的关系为H h v。通过断层滑动反演方法,得到呼图壁地区的地应力状态,1方向为N19W,3方向为N71E,接近水平;2接近垂直,倾角为78,呼图壁地区主应力方向符合天山地区地应力规律,但主应力大小关系为H v h。通过对天山地区地应力数据的整理,发现了呼图壁地区与天山地区地应力之间的关系,为呼图壁地区的工程建设提供了一定的参考意义。
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采用数值仿真试验方法,对类岩材料模型的微观力学参数与宏观力学参数间的对应关系进行了研究。在大量三维颗粒流数值试验结果的基础上,提出适用于类岩材料的PFC3D数值模型微观力学参数的快速校准方法,根据微观参数与宏观力学参数的拟合关系确定材料的微观力学参数参考值。根据确定的微观力学参数构建类岩试件的圆柱体数值模型,模拟圆柱试件的常规三轴试验,其结果与室内模型试验结果具有良好的一致性,验证了微观参数校准方法及结果的可靠性。 采用数值仿真试验方法,对类岩材料模型的微观力学参数与宏观力学参数间的对应关系进行了研究。在大量三维颗粒流数值试验结果的基础上,提出适用于类岩材料的PFC3D数值模型微观力学参数的快速校准方法,根据微观参数与宏观力学参数的拟合关系确定材料的微观力学参数参考值。根据确定的微观力学参数构建类岩试件的圆柱体数值模型,模拟圆柱试件的常规三轴试验,其结果与室内模型试验结果具有良好的一致性,验证了微观参数校准方法及结果的可靠性。
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新疆孔雀河下游北岸地区气候属于典型的北温带大陆性干旱气候,干旱少雨,蒸发量大,因此地下水资源稀少,且水质一般较差,这在一定程度上限制了该区矿产资源的开发利用。本文对孔雀河下游北岸地区地下水分布及其水化学特征进行了研究,对其成因进行了分析。结果表明,研究区地下水分布极不均匀,在西北部山区降雨较多,补给条件好,在山间洼地、裂隙发育位置、断裂构造发育位置地下水丰富,水质较好,溶解性总固体一般为0.8~2.0gL-1,水化学类型为SO4-Cl-Na-Ca、SO4-Cl-Na、SO4-Na;东南部降雨量较少,地下水贫乏,在一些阻水断裂构造附近,具备一定补给条件时,也可形成较丰富的地下水,但一般为溶解性总固体大于10gL-1的盐水,地下水化学类型为Cl-Na。 新疆孔雀河下游北岸地区气候属于典型的北温带大陆性干旱气候,干旱少雨,蒸发量大,因此地下水资源稀少,且水质一般较差,这在一定程度上限制了该区矿产资源的开发利用。本文对孔雀河下游北岸地区地下水分布及其水化学特征进行了研究,对其成因进行了分析。结果表明,研究区地下水分布极不均匀,在西北部山区降雨较多,补给条件好,在山间洼地、裂隙发育位置、断裂构造发育位置地下水丰富,水质较好,溶解性总固体一般为0.8~2.0gL-1,水化学类型为SO4-Cl-Na-Ca、SO4-Cl-Na、SO4-Na;东南部降雨量较少,地下水贫乏,在一些阻水断裂构造附近,具备一定补给条件时,也可形成较丰富的地下水,但一般为溶解性总固体大于10gL-1的盐水,地下水化学类型为Cl-Na。
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陕北地区是我国黄土高原典型的黄土分布区,由于黄土地层厚度大、序列全且切割深,因此出露有黄土高原最为典型的黄土层型剖面。由于地理、气候等方面的原因,陕北黄土地层存在着极其明显的地区差异,迄今为止关于陕北黄土地层区域特征的研究仍然较少。本文在大量野外调查的基础上,绘制了陕北靖边、米脂、延川、洛川等典型地区的黄土剖面柱状对比图,并对陕北黄土地层基本特征进行了研究。发现陕北黄土地层分布具有一定的规律性。本文结论支持了黄土的风成成因观点,并可为陕北地区古气候、古环境演变的研究提供参考。 陕北地区是我国黄土高原典型的黄土分布区,由于黄土地层厚度大、序列全且切割深,因此出露有黄土高原最为典型的黄土层型剖面。由于地理、气候等方面的原因,陕北黄土地层存在着极其明显的地区差异,迄今为止关于陕北黄土地层区域特征的研究仍然较少。本文在大量野外调查的基础上,绘制了陕北靖边、米脂、延川、洛川等典型地区的黄土剖面柱状对比图,并对陕北黄土地层基本特征进行了研究。发现陕北黄土地层分布具有一定的规律性。本文结论支持了黄土的风成成因观点,并可为陕北地区古气候、古环境演变的研究提供参考。
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本文在以地貌特征为基础,充分利用地貌特征对工程地质规律性的控制作用,结合陕北地区地质结构特点、地下水埋藏条件、地质灾害发育状况等工程地质条件,对陕北地区的工程地质进行了简单的区划。在此基础上,以志丹县为例,结合区域内各地层岩土的物理力学性质指标及河流水系侵蚀状况,将志丹县分为黄土梁状低山丘陵区、黄土梁峁丘陵沟壑区、土石山区以及河谷区,并对黄土梁峁丘陵沟壑区的地层条件进行了较为详细的描述。本文的工作不仅为更深层次、更系统、更全面、更科学地认识陕北黄土高原黄土的工程地质特征提供了第一手可依据的基础资料,同时也可为类似条件下的工程地质分区评价提供参考。 本文在以地貌特征为基础,充分利用地貌特征对工程地质规律性的控制作用,结合陕北地区地质结构特点、地下水埋藏条件、地质灾害发育状况等工程地质条件,对陕北地区的工程地质进行了简单的区划。在此基础上,以志丹县为例,结合区域内各地层岩土的物理力学性质指标及河流水系侵蚀状况,将志丹县分为黄土梁状低山丘陵区、黄土梁峁丘陵沟壑区、土石山区以及河谷区,并对黄土梁峁丘陵沟壑区的地层条件进行了较为详细的描述。本文的工作不仅为更深层次、更系统、更全面、更科学地认识陕北黄土高原黄土的工程地质特征提供了第一手可依据的基础资料,同时也可为类似条件下的工程地质分区评价提供参考。
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采用等温吸附法测定了甘肃正宁不同埋深的黄土吸附结合水的含量。探讨了结合水对物理指标的影响。结果表明,黄土吸附结合水的含水率主要集中在5%~7%。吸附结合水与黄土粒度分析结果对比发现,细粒含量越高,吸附结合水也越高,胶粒含量对结合水的影响最为明显。吸附结合水量越高的土样,其液限和塑性指数也越高,说明细粒土吸附能力强,水膜厚,塑性强。黄土天然含水率随着结合水含量的增加而增加,说明结合水量高的土样天然持水性较强。此外,黄土的结合水量对比重测定也有一定的影响,比重瓶法在水与煤油溶液中误差最大可达2.7%。黄土自身所含结合水量对比重的测定也有影响,黄土结合水含量越大,排水法测得的黄土比重相对于实际值偏差就越大。 采用等温吸附法测定了甘肃正宁不同埋深的黄土吸附结合水的含量。探讨了结合水对物理指标的影响。结果表明,黄土吸附结合水的含水率主要集中在5%~7%。吸附结合水与黄土粒度分析结果对比发现,细粒含量越高,吸附结合水也越高,胶粒含量对结合水的影响最为明显。吸附结合水量越高的土样,其液限和塑性指数也越高,说明细粒土吸附能力强,水膜厚,塑性强。黄土天然含水率随着结合水含量的增加而增加,说明结合水量高的土样天然持水性较强。此外,黄土的结合水量对比重测定也有一定的影响,比重瓶法在水与煤油溶液中误差最大可达2.7%。黄土自身所含结合水量对比重的测定也有影响,黄土结合水含量越大,排水法测得的黄土比重相对于实际值偏差就越大。
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利用大连长兴岛葫芦山湾海域勘察资料,对742组黏性土的主要物理指标与承载力fo的对比数据,进行了相关分析。建立了黏性土主要物理指标与承载力fo之间经验关系4个。提出了实际勘察工作中承载力特征值fak的评价方法,为利用物理指标评价黏性土承载力建立了理论基础。 利用大连长兴岛葫芦山湾海域勘察资料,对742组黏性土的主要物理指标与承载力fo的对比数据,进行了相关分析。建立了黏性土主要物理指标与承载力fo之间经验关系4个。提出了实际勘察工作中承载力特征值fak的评价方法,为利用物理指标评价黏性土承载力建立了理论基础。
摘要:
在浅埋工程开挖的围岩分级实践中,相关规范实用性很高,预测准确。然而,在大埋深高地应力条件下进行含节理岩体的隧道开挖时,围岩物理力学参数和结构会发生强烈的改变,不但围岩质量劣化,而且各向异性显著。在开挖引起的应力场剧烈变化下,围岩中新的裂隙会产生,在高地应力下闭合的结构面会重新张开并迅速发展,影响了岩体质量和稳定性,开挖前的围岩分级结果不再适用。因此,为了客观量化描述开挖后围岩质量的劣化,统计岩体力学理论充分考虑了开挖揭露的岩体结构面各项参数,并将结构面影响下的岩体各向异性特征纳入围岩分级评估之中进行围岩分级调整。为了进一步说明,本文结合大埋深高地应力下的关山隧道开挖工程,根据现场结构面的统计结果,运用统计岩体力学理论分析开挖后隧道围岩显著的各向异性,并最终给出符合开挖后现场围岩劣化情况的围岩分级调整建议。 在浅埋工程开挖的围岩分级实践中,相关规范实用性很高,预测准确。然而,在大埋深高地应力条件下进行含节理岩体的隧道开挖时,围岩物理力学参数和结构会发生强烈的改变,不但围岩质量劣化,而且各向异性显著。在开挖引起的应力场剧烈变化下,围岩中新的裂隙会产生,在高地应力下闭合的结构面会重新张开并迅速发展,影响了岩体质量和稳定性,开挖前的围岩分级结果不再适用。因此,为了客观量化描述开挖后围岩质量的劣化,统计岩体力学理论充分考虑了开挖揭露的岩体结构面各项参数,并将结构面影响下的岩体各向异性特征纳入围岩分级评估之中进行围岩分级调整。为了进一步说明,本文结合大埋深高地应力下的关山隧道开挖工程,根据现场结构面的统计结果,运用统计岩体力学理论分析开挖后隧道围岩显著的各向异性,并最终给出符合开挖后现场围岩劣化情况的围岩分级调整建议。
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高密度电法其基本原理与传统的电阻率法完全相同,但由于其测线布设方式的特殊性,在隧道超前地质预报中相对应用较少,但贵阳阿哈水库排污隧道K1+640~K1+820埋深一般在20余米,地表为农业试验田,隧址区域为地下水发育的可岩溶,正好为电法实施超前地质预报提供了良好的基础。通过地表实验及洞内开挖也很好的验证了用电法进行超前地质预报的可靠性。 高密度电法其基本原理与传统的电阻率法完全相同,但由于其测线布设方式的特殊性,在隧道超前地质预报中相对应用较少,但贵阳阿哈水库排污隧道K1+640~K1+820埋深一般在20余米,地表为农业试验田,隧址区域为地下水发育的可岩溶,正好为电法实施超前地质预报提供了良好的基础。通过地表实验及洞内开挖也很好的验证了用电法进行超前地质预报的可靠性。
摘要:
室内岩石力学实验作为岩石力学性质分析的有效手段之一,已逐渐被国内外学者广泛使用。但是,由于岩石力学试验仪器、微裂隙、孔隙等各因素的影响,同组岩石样品力学参数数据结果相差较大。如何排除或减少各类影响因素造成的结果偏差,以合理的确定岩石力学性质,是岩石力学实验研究的重要内容。本文根据胶西北山东黄金4000m深钻岩石样品获得的室内劈裂、单轴和三轴试验结果,结合岩样破裂方位、方式及强度特征,分析了微裂隙、孔隙率(孔隙)、围压、岩样实验时所受摩擦力4类因素对室内岩石力学性质的影响,研究结果可为室内岩石力学试验数据的选取工作提供参考。 室内岩石力学实验作为岩石力学性质分析的有效手段之一,已逐渐被国内外学者广泛使用。但是,由于岩石力学试验仪器、微裂隙、孔隙等各因素的影响,同组岩石样品力学参数数据结果相差较大。如何排除或减少各类影响因素造成的结果偏差,以合理的确定岩石力学性质,是岩石力学实验研究的重要内容。本文根据胶西北山东黄金4000m深钻岩石样品获得的室内劈裂、单轴和三轴试验结果,结合岩样破裂方位、方式及强度特征,分析了微裂隙、孔隙率(孔隙)、围压、岩样实验时所受摩擦力4类因素对室内岩石力学性质的影响,研究结果可为室内岩石力学试验数据的选取工作提供参考。
摘要:
生态复合锚杆在横向弯剪作用下的变形特征与破坏模式等方面缺乏科学认识,还未从试验、理论等方面进行过机理性研究。首先介绍了生态复合锚杆模型试验的制作与试验过程,然后通过对试验数据进行分析,揭示横向弯剪作用下生态复合锚杆竖向变形量、轴向应力、弯矩、界面剪应力等的演化规律与特征,最后结合本次试验研究成果对后续试验方案的优化提出建议。结果表明:生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力均在剪切面附近出现峰值集中现象,且数值向远离剪切面减小非常迅速;生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力随荷载的增大而增大主要发生在弹性变形阶段;生态复合锚杆的拉拔荷载主要由铝管及铝管复合材料界面来承受,并且可以预见其抗弯强度在其进入塑性变形阶段后并无明显增长。 生态复合锚杆在横向弯剪作用下的变形特征与破坏模式等方面缺乏科学认识,还未从试验、理论等方面进行过机理性研究。首先介绍了生态复合锚杆模型试验的制作与试验过程,然后通过对试验数据进行分析,揭示横向弯剪作用下生态复合锚杆竖向变形量、轴向应力、弯矩、界面剪应力等的演化规律与特征,最后结合本次试验研究成果对后续试验方案的优化提出建议。结果表明:生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力均在剪切面附近出现峰值集中现象,且数值向远离剪切面减小非常迅速;生态复合锚杆的轴向应力、弯矩、剪应力随荷载的增大而增大主要发生在弹性变形阶段;生态复合锚杆的拉拔荷载主要由铝管及铝管复合材料界面来承受,并且可以预见其抗弯强度在其进入塑性变形阶段后并无明显增长。
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锦屏一级水电站工程规模大,场地地质条件复杂,给地质的分析工作带来了极大的困难,急需分析手段的。作者结合锦屏一级三维地质模型中三滩向斜、深部裂隙、Ⅳ2级岩体等复杂地质对象的建模过程,总结了基于三维勘探图元的复杂地质曲面建模方法,并依托三维地质模型进行了坝头边坡及地下洞室分析中的可视化分析,供类似工程借鉴参考。 锦屏一级水电站工程规模大,场地地质条件复杂,给地质的分析工作带来了极大的困难,急需分析手段的。作者结合锦屏一级三维地质模型中三滩向斜、深部裂隙、Ⅳ2级岩体等复杂地质对象的建模过程,总结了基于三维勘探图元的复杂地质曲面建模方法,并依托三维地质模型进行了坝头边坡及地下洞室分析中的可视化分析,供类似工程借鉴参考。
摘要:
高重力坝坝基固结灌浆的验收标准直接关系到大坝的稳定和安全,各个工程都有其特殊性;针对高重力坝对各类地基的要求不同,本文以官地水电站大坝坝基固结灌浆的实际情况为例,结合我国已有部分工程大坝坝基固结灌浆验收标准,提出了高重力坝坝基固结灌浆验收标准拟定原则应考虑不同岩类和开挖爆破的影响,主要以声波波速作为评判标准;形成了官地电站高混凝土重力坝坝基固结灌浆的验收标准,并在工程中成功运用,可供其他工程参考。 高重力坝坝基固结灌浆的验收标准直接关系到大坝的稳定和安全,各个工程都有其特殊性;针对高重力坝对各类地基的要求不同,本文以官地水电站大坝坝基固结灌浆的实际情况为例,结合我国已有部分工程大坝坝基固结灌浆验收标准,提出了高重力坝坝基固结灌浆验收标准拟定原则应考虑不同岩类和开挖爆破的影响,主要以声波波速作为评判标准;形成了官地电站高混凝土重力坝坝基固结灌浆的验收标准,并在工程中成功运用,可供其他工程参考。
摘要:
西藏昌都电网与四川电网联网输变电工程是迄今为止世界上最具建设挑战性的输变电工程之一,工程沿线地形地质条件极为复杂,地质灾害频发,地质灾害风险高。本文通过对川藏联网输变电工程沿线的地质灾害调查,分析研究了沿线地质灾害发育的规律及特征,评价了地质灾害对线路工程的影响,主要结论如下:川藏联网输变电工程沿线主要地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流及不稳定斜坡等,其发育规律及特征主要与地形地貌、地层岩性有关;地质灾害对输变电线路工程的影响主要体现为对塔位及临时施工营地的影响,对危险性小的地质灾害点可采取跨越或加强巡视的措施,对危险性大的地质灾害宜避让,无法避让的应进行适当防护,并加强监测及巡视。通过对沿线地质灾害发育规律及特征研究,可以为输变电工程的选线、地灾防治等提供科学依据,具有重要的应用价值。 西藏昌都电网与四川电网联网输变电工程是迄今为止世界上最具建设挑战性的输变电工程之一,工程沿线地形地质条件极为复杂,地质灾害频发,地质灾害风险高。本文通过对川藏联网输变电工程沿线的地质灾害调查,分析研究了沿线地质灾害发育的规律及特征,评价了地质灾害对线路工程的影响,主要结论如下:川藏联网输变电工程沿线主要地质灾害类型有崩塌、滑坡、泥石流及不稳定斜坡等,其发育规律及特征主要与地形地貌、地层岩性有关;地质灾害对输变电线路工程的影响主要体现为对塔位及临时施工营地的影响,对危险性小的地质灾害点可采取跨越或加强巡视的措施,对危险性大的地质灾害宜避让,无法避让的应进行适当防护,并加强监测及巡视。通过对沿线地质灾害发育规律及特征研究,可以为输变电工程的选线、地灾防治等提供科学依据,具有重要的应用价值。
摘要:
面对勘探任务,做到生产有保障、成本有优势、项目管理有水平是每个生产企业的发展目标。本文结合从事勘探劳务生产的倬方岩土公司对钻探生产能力的建设,从钻探队伍建设、成本降低、管理水平提高等方面所做的一些工作和探索进行一些分析和论述。 面对勘探任务,做到生产有保障、成本有优势、项目管理有水平是每个生产企业的发展目标。本文结合从事勘探劳务生产的倬方岩土公司对钻探生产能力的建设,从钻探队伍建设、成本降低、管理水平提高等方面所做的一些工作和探索进行一些分析和论述。