西南某水电站左坝肩岩体卸荷分带研究

西南某水电站坝区由蛾眉山玄武岩组成，岩体卸荷较发育。本文从卸荷形成及特征入手，利用卸荷裂隙条数、岩体纵波速度等代表性指标定量对左坝肩作出了强弱卸荷带的划分，为工程设计提供了参数依据。     

渗透系数作为岩体卸荷分带量化指标的研究

渗透系数在一定程度上可以反映岩体内部裂隙发育程度、节理开度及卸荷程度,因此常作为岩体卸荷带划分的定量指标之一。但由于卸荷岩体的非线性特征,以及卸荷带研究方法和工程背景条件等方面的差异,各家划分卸荷带时所采用的渗透系数界限标准各有不同。本文从工程实例出发,通过对定性划分的各卸荷分带内对应钻孔段渗透系数的统计分析,以其统计平均值作为岩体卸荷分带的界线标准。实际应用表明,渗透系数作为卸荷带划分依据具有一定的优势,按渗透系数划分的卸荷带深度与其他方法综合确定的卸荷带深度基本接近。     

厦门花岗岩风化壳工程地质分带及风化岩石的工程地质特征

本文对厦门花岗岩风化壳进行了系统地分带,共分为新鲜岩石带、微风化带、弱风化带、强风化带、不均匀风化岩土带及残积土带。阐述了各带工程地质特征,并进行了定量分带的探讨。本文用点荷载强度、弹性波速度及回弹锤试验结果进行了单指标和多指标的综合评判。根据大量现场和室内测试的研究资料,作者详细论述了各风化带的组构、物量力学性质及其变化规律。并建立了风化岩石点荷载强度指数I_(s(50))与弹性波纵波速度V_p、弹性波纵波速度V_p与极限抗压强度R及点荷载强度指数I_(s(50))与极限抗压强度R之间的关系式。     

黄河拉西瓦水电站坝区花岗岩风化研究

风化作用对于岩体工程地质性能的降低不言而喻。研究探讨重大水电工程岩石风化作用机理对于工程区岩体风化带划分、风化渐进性分析、表征岩体风化特征指标的选择及力学性质参数取值等具有重要意义。文章从风化作用本质、化学元素迁移、风化作用类型等角度,对拉西瓦水电站坝区花岗岩风化作用机理进行了探讨。结合本区气候演化、岩石性质、地形条件等综合分析认为:在浅表河谷范围内,风化形式以岩石胀缩作用和冰劈作用为主,而化学风化作用并不强烈。论文采用量化指标对岩体进行风化带划分,选取的定量指标有平硐纵波速度Vp、钻孔RQD、裂隙间距与单元面积节理数等。在此基础上,利用电站20余a来丰富详实的地质、物探、岩体测试等大量资料,采用定性分析与定量划分相结合的研究方法,对黄河拉西瓦坝基花岗岩体进行风化分带,得出坝基岩体风化带总体空间布局。     

厦门花岗石风化壳工程地质带及风化岩石的工程地质特征

本文对厦门花岗岩风化壳进行了系统地分带，共分为新鲜岩石带、微风化带、强风化带、不均匀风化岩土带及残积土带。阐述了各带工程地质特征，并进行了定量分带的探讨。本文用点荷载强度、弹性波速度及回弹锤试验结果进行了单指标和多指标的综合评判。根据大量现场和室内测试的研究资料，作者详细论述了各风化带的组构、物理力学性质及其变化规律。并建立了风化岩石点荷载强度指数Is（50）与弹性波纵波速度Vp、弹性波纵速度Vp与极限抗压强度R及点荷载强度指数Is（50）与极限抗压强度R之间的关系式。     

基于高密度电阻率法的近地表工程岩体速度结构成像

纵波速度划分岩体等级对地下空间工程具有重要的意义。基于Faust公式,建立了表征电阻率和纵波速度的超定方程组,并研究了β系数的确定方法。通过数值模拟手段,验证了近地表岩体纵波速度成像方法的有效性。结果表明,该方法对层状地层、含断层、高低阻地质异常等复杂地质结构均具有良好的反映能力。应用实例表明,计算值与实测值之间的误差小于8.7%,可为工程勘察提供可信的纵波速度。     

基于PCA法和Fisher判别分析法的岩体质量等级分类

岩体质量等级分类在实际的工程中有着很重要的作用。基于主成分分析（PCA）法和与Fisher判别分析法相结合建立岩体质量等级判别模型,选取单轴抗压强度、岩体体积节理数、声波纵波速度、节理面风化变异系数、节理面粗糙度系数和透水性系数6种指标作为岩体质量分级判别的判别因子。以永平铜矿露天矿区工程岩体特征资料中的20个样本为训练样本,10个为待判样本,对该模型进行检验和应用,并与传统的RMR法、Fisher判别分析模型的结果进行比较,相应正确率分别为87%、70%、77%,判断结果表明利用主成分分析法和Fisher判别分析法建立的模型判别能力更高。     

西南某水电站谷底深厚覆盖层与卸荷松弛带特征及其成因机制分析

钻孔揭示,该水电站河谷谷底发育着深厚覆盖层及卸荷松弛带。深厚覆盖层纵向上可以分为3层:下部和上部为正常的河流相,中部为多成因堆积物加积层;谷底浅表部岩体结构松弛,完整性差,裂隙张开、泥质充填,裂面严重风化锈染。研究表明,谷底松弛是由于河流切至谷底时造成应力集中,导致岩体剪切破坏;并经过漫长的卸荷回弹及风化作用在谷底形成一定厚度的松弛带。     

岩体卸荷力学特性的数值仿真研究

岩体卸荷力学性质主要表现为非线性和各向异性等特征,与常规岩体试验结果和假定存在着差别,采用数值仿真的方法对卸荷岩体力学特性进行研究,阐述卸荷岩体力学特性研究的重要性;给出了数值仿真分析研究的岩体加、卸载条件;利用大型有限元软件ADINA建立数值仿真模型,对模型进行计算分析,并和已有试验成果进行对比,得出了卸荷岩体力学特性的有关规律。     

考虑卸荷的加锚裂隙岩体力学参数研究

加锚岩体的力学参数确定一直是岩土工程中的一个重要和困难的问题,在考虑卸荷的情况下,对边坡岩体的分离块体经系统锚杆加固后的抗压强度、泊松比、弹性模量及c,?值的变化规律进行了数值模拟计算和分析,并考虑了不同的加卸载路径、锚固角和岩体强度对加固效果的影响,计算结果表明,在分析卸荷岩体边坡加固时,必须考虑裂隙岩体卸荷历史的影响。最后用试验结果验证了等效数值计算方法的正确性。     

A correlation between Schmidt hammer rebound numbers with impact strength index,slake durability index and P-wave velocity

The main objective of this study was to establish statistical relationship between Schmidt hammer rebound numbers with impact strength index (ISI), slake durability index (SDI) and P-wave velocity. These are important properties to characterize a rock mass and are being widely used in geological and geotechnical engineering. Due to its importance, Schmidt hammer rebound number is considered as one of the most important property for the determination of other properties, like ISI, SDI and P-wave velocity. Determination of these properties in the laboratory is time consuming and tedious as well as requiring expertise, whereas Schmidt hammer rebound number can be easily obtained on site which in addition is non-destructive. So, in this study, an attempt has been made to determine these index properties in the laboratory and each index property was correlated with Schmidt hammer rebound values. Empirical equations have been developed to predict ISI, SDI and P-wave velocity using rebound values. It was found that Schmidt hammer rebound number shows linear relation with ISI and SDI, whereas exponential relation with P-wave velocity. To check the sensitivity of empirical relations, Student’s t test was done to verify the correlation between rebound values and other rock index properties.     

一种高边坡岩体卸荷分带方法的探讨

岩体卸荷是水利水电工程建设中常见的工程地质问题之一。本文介绍了高边坡岩体卸荷的背景条件、作用机理、卸荷岩体特征以及常见的卸荷带划分方法。针对河谷斜坡岩体从表部到深部 ,岩体裂隙发育程度、张开程度逐渐降低的特征 ,以黄河上游某水电站高边坡印支期花岗岩体的现场调查资料为依托 ,应用岩体裂隙发育程度、张开程度量化指标对斜坡岩体卸荷进行分带 ,较好地将岩体卸荷分带与岩体结构、岩体工程特性紧密结合起来 ,为以后其它边坡岩体的工程实践提供了借鉴.     

柴达木盆地东坪地区基岩风化壳特征

柴达木盆地阿尔金山前斜坡带发现了规模分布的东坪基岩气田,其基岩风化壳的作用成为关注的问题。依据元素分析、X-射线衍射分析、岩心薄片观察,常规测井响应和成像测井响应特征,识别出东坪地区基岩风化壳发育不同结构层,且不同结构层的储集特征有很大差异。研究表明,基岩风化壳结构可划分为土壤层、完全风化层和半风化层,而半风化层又可进一步分为溶蚀带和崩解带;其中土壤层厚度0~2 m,完全风化层厚度4~15 m,溶蚀带厚度365~164 m,崩解带厚度300~1 000 m。基岩半风化层是储层发育带,其中溶蚀带储集物性好于崩解带,溶蚀带发育较多的溶蚀孔洞和溶蚀加宽的网状裂缝,孔隙度范围2%~16%;而崩解带发育弱溶蚀构造缝和节理缝,孔隙度范围2%~8%。东坪地区大规模发育基岩风化壳为柴达木盆地远离烃源岩灶的斜坡地区寻找油气提供了借鉴依据。     

古建筑风化石质构件力学参数的确定方法

针对目前常规确定岩石力学参数的方法只能得出岩块的整体强度,不能反映古建筑石质构件风化层内力学参数逐渐变化,无法很好地满足石质古建筑稳定性、耐久性研究的不足,提出了综合运用现场穿透波CT测试、表面回弹测试和室内试验确定风化石质构件力学参数的方法。方法的实施主要包括：通过现场穿透波CT测试,获得纵波波速在石质构件深度剖面上的分布;现场选取与欲研究的石质构件类似的岩石做室内力学试验和波速测试,得出力学参数与波速的统计关系;上述两者结合得出力学参数在石质构件深度剖面上的分布,在此基础上分析风化层内力学参数随深度的变化关系;对不同风化分区代表性石构件进行风化深度研究和表面回弹测试,得出构件表面强度比与风化深度的关系。以义乌宋代古月桥为例,对其方法进行了系统的介绍,并对古月桥承载条石风化层内力学参数随深度的变化关系以及表面强度与风化深度的关系进行了研究。研究表明：义乌宋代古月桥承载条石风化层内的抗压强度比、弹性模量比随深度呈负指数关系变化;表面强度比与风化深度呈2次多项式关系。     

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征研究

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征明显,采用地质调查、钻孔声波测试、内外部变形监测、现场变形试验、钻孔芯样力学试验、压水试验、孔壁录像、钻孔弹模测试等手段进行综合研究,结果表明,边坡岩体可划分为强、弱、微三个卸荷带,强、弱卸荷带岩体力学性质有明显弱化,微卸荷岩体力学性质无明显变化。在卸荷带内未产生新的结构面,但卸荷引起了结构面的进一步扩展和张开。岩体变形是结构面张开和岩块变形的综合反映,主要受开挖卸荷影响,锚索对于限制结构面张开作用明显。     

Engineering geological studies of the diversion tunnel, focusing on stabilization analysis and support design, Iran

In this paper a detailed engineering geological assessment of rock masses and support design studies at Garmi Chay dam site, has been carried out. This project is located in the northwest of Iran and will be used for flow control and water storage. The diversion tunnel of the dam has a diameter of 5.5 m and a length of 420 m and will be driven in slightly to highly weathered micaschist and trachy andesite rock units. The geological studies include field and laboratory investigations that based on the results; for more exact investigation, tunnel alignment was divided into three geotechnical zones. These zones consist mainly of highly weathered gray micaschists, dark red trachy andesites and slightly weathered gray micaschists, respectively. Then, for every zone, support capacity of rock masses was evaluated by means of empirical and numerical methods. The rock mass classification systems (RMR, Q, GSI, RSR, SRC and RMi), the convergence–confinement method and a 2D finite element computer software, Phase² were used for empirical and numerical method, respectively. According to the results acquired from these methods some stability problems were expected in the tunnel especially in highly weathered micaschist zone, so that in practice two big collapses occurred. Because of high weathering, low constants of rock masses and their soil-like behavior, the stability analysis by analytical method does not give illogical results in lightly weathered micaschist zone. The support system, suggested by empirical method, was applied and its performance was evaluated by means of numerical modeling. After installation the support suggested by Phase² program, the thickness of plastic zone and deformations around the tunnel decreased significantly. Consequently the agreement of these methods with each other was resulted and using combination of them was recommended for more reliable support design.     

Exploring links between vadose zone hydrology and chemical weathering in the Boulder Creek critical zone observatory

Understanding the relationship between subsurface flow paths on hillslopes and chemical weathering of bedrock is fundamental to understanding the timing and mechanisms that weather bedrock to saprolite. The link between chemical weathering of bedrock and contact time with reactive water along flow paths motivates this study. Water drives the chemical alteration of rock into saprolite, yet connected porosity generally declines with depth into the weathered profile. Saprolite formation, therefore, reflects coupled weathering and permeability development over time. This study uses numerical modeling and soil-moisture monitoring to explore the hydrology of the unsaturated zone and the influence of fracture density, hillslope gradient, and permeability contrasts within the saprolite development horizon on saprolite development.     

三河口水利枢纽工程平硐波速特征及其岩体质量指示意义

本文通过对子午河三河口水利枢纽工程10个平硐洞壁波速特征进行的阐述,结合室内试验对岩体工程质量及岩体基本质量进行分级分类,并对其分布特征进行讨论,对波速与岩体质量的对应关系进行了探讨。研究表明:岩体大范围波速较高(约占70%以上),波速分布具有间隔性,隔档状分布在左岸中高程及右岸高高程段特征尤为明显,除部分硐段外(左岸中高程PD02及PD20,右岸高高程PD28),波速随硐深增加而增大,低波速段长度随高程增加而增加; 岩体质量与波速揭示特征基本一致,整体上随深度增加而提高,随高程增加质量较好的岩体出现的深度增加,对局部中高程表现与高高程相似的特征。岩体波速与工程质量对应关系上,高波速(4000m s-1)及低波速(2000m s-1)区域波速与岩体工程质量分类对应性更强,而2000～4000m s-1 段对应性略差。高波速及低波速段可直接根据波速值定性进行分级,而中波速段应结合饱和抗压强度、岩体完整性程度等多个指标综合分析。波速值与工程质量分级对应关系较好,可以用波速值来对岩体基本质量进行较好的指示。实践中可利用波速与岩体质量的对应关系对岩体质量进行初判,选择性的进行室内试验从而大大提高勘察效率。     

西南某水电站层状建基岩体松弛特征研究

建基岩体开挖松弛及其形成的松弛带是水利水电工程中一种常见的现象,对建基岩体的岩体质量有重要的影响。建基岩体在开挖后必然产生新的爆破裂隙,同时伴随开挖卸荷、应力的释放,尽管岩体并未发生进一步风化,但因岩体发生松弛、卸荷,在浅表部形成松弛带,因此,确定松弛带厚度及其分布,更有效地对松弛、卸荷岩体进行处理具有重要的工程实际意义。本文在现场地质环境条件调查、原位声波测试及室内综合分析的基础上详细地对一重力坝层状建基岩体的松弛带厚度及其特征进行了研究,并分析了建基岩体产生深部松弛的原因,在此基础上分析了对建基岩体工程特性的影响,其成果对类似工程的坝基开挖实践具有指导作用。