重庆市三峡库区若干重大地质灾害隐患

三峡工程水库蓄水以来,两岸地质灾害时有发生,为保证库区移民安稳致富,长江航道正常通航,有关部门遵照中央指示正在部署后续地质灾害防治工作。本文根据作者长期在三峡库区从事地质灾害勘察研究的经验,对三峡库区重庆市范围内巫山至奉节一带的巴东组地层滑坡、奉节至云阳间的顺层滑坡和长江、大宁河、乌江峡谷河段的危岩崩塌等重大地质灾害隐患进行简要分析,并提出了下一步工作建议,可供有关部门和领导决策三峡库区后续地质灾害防治工作参考。     

三峡库区巴东地区紫红色泥岩的崩解特性研究

在地制裁调查及大量岩土实验的基础上,研究了巴东县新城区中三叠统巴东组二段T2b^2紫红色泥岩的膨胀崩解特性。测定了强风化泥岩的矿物及化学成分,对岩石在不同状态和不同浸水时间条件下表现出的快速胀裂、崩解现象进行了细致观察,同时对不同浸水状态的岩石进行了强度试验,发现该区紫红色泥岩风化后具有微弱的膨胀性,以及沿微裂面快速崩解的特性,其膨胀崩解特性与岩石的物理状态密切相关。     

河南省灵宝市虢州石含矿岩系特征及时代探讨

虢州石产于豫西地区震旦系一套紫红色厚层状泥岩中,含矿岩系特点:粘土矿物含量大于90%,SiO_2、Al_2O_3含量较高,颜色随Fe_2O_3含量变化等。调查发现:该层状泥岩与上覆的震旦系罗圈组冰碛砾岩之间为整合接触关系,应同属于罗圈组。含虢州石的罗圈组与临汝县罗圈组建组剖面、确山县吴楼罗圈组剖面有异同。通过剖面测制、区域对比,在层序地层学的基础上探讨其赋存层位与沉积时代。     

三峡库区泥灰质岩石及其残坡积土化学成分及粘土矿物的定量研究

由于二峡库区三叠系巴东组(T2b)泥灰质岩石特殊的化学矿物组成和所处亚热带湿热环境,决定了三峡库区移民迁建场地工程地质环境的复杂性。通过泥灰质岩石及其不同风化岩和残坡积土的化学成分、粘土矿物成分定量研究和扫描电镜观察,揭示了CaCOs溶蚀和粘土矿物富集过程及粘土矿物的复杂成分,发现了风化过程中伊利石()向伊利石／蒙脱石(I／S)混层粘上矿物的转化,解释了岩土工程性质恶化的原因,从而提高了地质研究和地质灾害研究的水平。     

长江工程三峡库区移民迁建地质环境改造问题

三峡工程库区移民总人口达120万人,在1993～1997年一期移民中,共安置了8．2万移民,移民迁建任务将于2009年前完成。因此,二期、三期移民工作比一期任务更为艰巨、时间更为紧迫。库区地处渝东、鄂西山区地带,山峦叠蟑,河谷深切,地势东高西低。地貌形态受岩性、地质构造的控制,以三峡起点奉节为界,东为中低山峡谷区,西为低山丘陵宽谷区。山地高程1000～1400m,谷宽一般150～250m,均为碳酸盐岩组成,紫红色保罗系红层及工程地质性质较差的软弱地层被夹在峡谷间,形成相对平缓开阔的宽谷段,巴东、巫山及种归县城就坐落在这些地段。低山、丘陵宽谷区以一系列平行带状山脉为骨架,其间分布相对较低的台状山     

巴州坳陷下白垩统—中侏罗统的粘土矿物特征

根据岩石薄片、Ｘ衍射和扫描电镜分析资料,本文研究了巴州坳陷下白垩统—中侏罗统粘土矿物特征,发现粘土矿物分为伊利石、伊／蒙混层和绿泥石三种类型。粘土矿物的类型和含量随深度而变化,形成了伊／蒙混层带、混层迅速转化带和伊利石带。粘土矿物的转化和自生粘土矿物的形成是沉积地层非常重要的成岩变化。     

三峡库区巴东组地层的发育特征及其空间变化规律

根据大量的野外实际观察、室内岩石标本的薄片鉴定及化学成分分析结果,作者详细论述了三峡库区巴东组地层(T2b)的发育特征及其空间变化的规律性。巴东组地层在秭归、巴东、巫山、奉节等4个地区的总厚度最小约为830m,最大约为1420m,自东而西地层总厚度具有逐渐增大的趋势。红色与灰色是巴东组地层的两大基本色调,红色系列的岩层(第二、四段),多见为碎屑或砂泥质岩类,而灰色系列的岩层(第一、三、五段),多见为碳酸盐岩类。由其发育特征可知,巴东组为典型的易滑岩组。     

涠洲岛和斜阳岛红色风化壳粘土矿物和化学特征及成土环境研究

选择涠洲岛和斜阳岛的两个玄武岩风化壳和一个凝灰岩风化壳,用X射线粉晶衍射法(XRD)和X射线荧光光谱法(XRF)分别测定了风化剖面各层粘土矿物和主量元素.结果表明:各风化剖面粘土矿物以7×10-10m埃洛石为主,且普遍含有针铁矿和赤铁矿,表明风化程度较高.风化剖面表层化学特征指标出现异常变化,其中一个剖面表层含有次生方解石支持了存在海岛复盐基作用对风化壳的影响.风化剖面底层的化学特征指标和粘土矿物亦表明地下水对风化壳的发育有着重要影响.热带季风气候仍然是控制该地区风化壳发育的主要因素,但海岛环境特有的复盐基作用和地下水也对风化壳的发育产生了一定影响.     

巴东新城区紫红色泥岩工程地质性质研究

通过地质调查及大量岩土力学试验,对巴东新城区中三叠统巴东组二段T2b2紫红色泥岩工程地质性质进行了综合研究。测定了岩石的矿物成分及微观结构和岩石的物理及水理性质参数。由不同含水状态下的室内崩解试验发现,紫红色泥岩具有较强的崩解特性,且与岩石的物理状态密切相关,试验得到岩块的力学性质指标和变形特征。进行了点荷载试验,对不同风化程度和不同物理状态下的岩石的工程地质性质进行了分析,并指出其对工程的影响。     

水库消落带岩石崩解过程中所处湿干交替作用环境模拟研究

水库运行期水库岸坡防洪限制水位及正常蓄水位之间消落带内的岩石,由于库水位的周期性变化而处在湿干交替作用的环境中.针对目前在研究水库运行期岸坡消落带软岩崩解机理过程中消落带湿干交替作用环境模拟不合理的问题,选取三峡库区三叠系巴东组中风化紫红色泥岩为研究对象,将泥岩置于室内周期性湿干交替作用的环境中,对湿化和干燥过程中泥岩崩解物的宏观质量、物质组成及微细观结构和湿化溶液的化学成分的变化进行测试.测试结果表明：崩解物的质量在湿干交替作用5个周期后不再增加;随着湿干交替作用次数的增加,黏土矿物中含量较大的蒙皂石矿物的含量在减少,第1次湿干交替作用后减少最为明显,4次后趋于稳定;随着湿干交替作用次数的增加,阳离子交换量在5个周期后变化很小.根据测试结果,确定了水库运行期消落带三叠系巴东组中风化紫红色泥岩在湿干交替作用过程中的湿化和干燥的模拟时间,即一个湿干交替作用周期的湿化时间为4天、干燥为2天;泥岩在湿干交替作用5个周期后不再崩解.研究成果为揭示水库岸坡消落带软岩崩解机理提供了消落带湿干交替作用环境的合理模拟方式.     

三峡移民安置区泥灰质岩岩溶风化灾变性分析

三峡移民安置区三叠系巴东组( T2b )泥灰质岩的岩溶风化问题是新近发现的重大工程地质问题。泥灰质岩具有灰岩和泥岩双重特性,在灰质成分遭受溶蚀的同时,泥质成分遭受风化,由此引起岩性的复杂变化,由室内测试得出,深灰色泥质灰岩经岩溶风化后, CaCO3 含量呈降低的趋势, Fe2O3 含量和蒙脱石含量增高,演变为一系列风化岩和残坡积土,包括灰绿色泥灰岩、黄绿色泥灰岩、粉红色钙质泥岩、棕红色钙质泥岩、棕红色泥砾层、黄褐色膨胀土,在深处地下水富集带,泥灰质岩则被溶蚀成为杏黄色泥质条带。随着岩性的变化,岩石的力学强度不断降低、完整性不断弱化,并可能产生普遍的地面不均匀沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷地质灾害,这些问题必须在移民迁建以及将来城镇运行过程中引起高度重视。      

三峡库区巴东库岸段水库地震迁移规律

自三峡水库蓄水以来,三峡库区巴东县库岸段发生上万次与水库蓄水相关的水库地震,最大震级5.1级。近几年发表相关论文50篇左右,侧重于水库地震的震源机制解、水库地震与坝前水位的关系、单个较大型水库地震以及微地震群的成因机理问题,对水库地震时间上的周期性以及空间上扩展规律研究尚少。本论文在野外地质调查（包括泉水流量的调查）基础上,结合近几年发表的文献资料,对巴东县库岸段水库地震变迁过程进行了深入的研究,得出了以下3点结论:（1）从时间上看,巴东水库地震的爆发具有周期性,表现为长周期和短周期。（2）溶洞坍塌型水库地震的分布呈线状,其形成机理与高孔隙水压以及动水圧过程密切相关。（3）同时野外泉水调查研究也表明三峡库区巴东段水库地震与溶洞坍塌具有密切关系,并且从机理上说明了水库地震空间扩展机制。     

三峡库区泥灰质岩石溶蚀作用的微观研究

泥灰质岩石的岩溶,特别是溶蚀作用研究是岩溶研究的一个薄弱环节,同时又是揭示泥灰质风化岩及残坡积类膨胀 土工程特性和成因的关键。通过对三峡库区三叠系巴东组(T2b)不同溶蚀程度泥灰质岩石样品的扫描电镜图象分析,发现泥 灰质岩石的溶蚀作用导致岩石微观结构变化,这种变化可因溶孔形成使岩石力学强度降低,或大量溶孔或残积土变形引起地 面不均匀沉降、地裂缝、滑坡、崩塌和岩溶塌陷等地质灾害的发生。     

岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制

岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制是揭示三峡库区库岸消落带巴东组软硬互层岩体强度渐进劣化机理和评价库岸边坡稳定性的关键问题.以三峡库区典型"易滑岩组"巴东组第二段红色系列的砂岩与粉砂质泥岩互层岩组为研究对象,考虑干湿循环条件下岩石/结构面参数劣化,开展了软硬互层岩体单轴压缩数值试验,分析了软岩/硬岩/层面劣化对巴东组软硬互层岩体单轴压缩强度劣化的贡献度及其与岩层倾角的关系.研究结果表明,不同岩层倾角条件下,软岩/硬岩/层面劣化对巴东组软硬互层岩体单轴压缩强度劣化的影响有明显区别,以软岩/硬岩/层面劣化对巴东组软硬互层岩体单轴压缩强度劣化的贡献度为依据,将岩层倾角全范围划分为软岩控制区、软岩-硬岩-层面共同控制区、沿层面滑移失稳破坏区和硬岩控制区,揭示了岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制及其受岩层倾角的影响,为进一步研究库岸消落带巴东组软硬互层岩体强度渐进劣化机理奠定了基础.      

黄腊石滑坡基岩弯曲松弛带工程地质特性、形成机制及失稳预测

黄腊石滑坡是发育在三叠系中统巴东组砂泥岩夹灰岩构成的逆倾坡上的滑坡群,总方量约1 800×104 m3.滑坡滑带下面存在着大致连续分布的基岩弯曲松弛带.对于该松弛带工程地质特性的认识,将影响防治工程方案的设计及实施.本文通过野外工作、以往工作资料和研究成果的收集整理及再认识,对该滑坡下伏松弛带工程地质特性、形成机制及失稳预测作了一定深度的探讨,认为基岩弯曲松弛带是发生在特定的岩层中,由构造、重力、侵蚀、岩溶、风化、降雨及上部滑坡等因素共同作用的产物,工程地质环境质量较差,受重力及其上滑体滑动等因素影响,后期改造明显.在斜坡长期受重力累积变形、三峡水库运行期江水位变化及库岸再造作用下,将形成牵引式滑动.防治工程应在削方、排水等基础上,重点考虑防止库岸再造和斜坡坡脚部位变形.     

三峡库区软硬互层近水平地层高切坡崩塌研究

由泥、砂岩互层或厚层砂岩夹泥岩等形成的类似“夹心饼干”的软硬互层近水平层状结构边坡,是三峡库区分布较为广泛的一种结构类型边坡。由于泥、砂岩风化速度的不同而产生的崩塌灾害现象是三峡库区最为常见的一种地质灾害,首先,从地形地貌、地层岩性、结构面组合、降雨作用和风化作用等方面对软硬互层高切坡的崩塌形成原因进行研究,软硬岩的差异性风化而造成的软岩空腔和硬岩中的结构面组合是造成崩塌的主要原因;其次,基于野外调查的地质现象分析,得到了软硬互层高切坡崩塌主要有倾倒、滑移、塑流拉裂、悬臂拉裂、错断等破坏机制,并概化出了各类破坏示意图;通过离散元数值模拟,对泥砂岩软硬互层高切坡崩塌的形成破坏过程进行了再现和分析,其破坏过程为泥岩剥落-岩腔-砂岩裂隙张开-危岩体弯曲-倾倒崩塌-堆积坡脚;最后,在三峡库区高切坡各类破坏机制的基础上,提出了相应的处治对策。研究成果对三峡库区高切坡地质灾害的认识和防治有一定的意义。     

Correlation between incompetent beds and slope deformation at Badong town in the Three Gorges reservoir, China

Badong town is a new immigration area in the Three Gorges reservoir, China, which is built on many giant deep-seated landslides. In this region, the slope deformation is very severe and it is strongly correlated with the incompetent beds, which are distributed widely in the rock mass. In this paper, two giant deep-seated translational rock landslides used as study cases are Huangtupo landslide and Zhaoshuling landslide. Firstly, the composition materials, structures and deformation characteristics of the two landslides are analyzed. Then, the position, structure, mineral composition and the formation mechanism of the incompetent beds are studied in detail. Finally, based on the comparison of the position, mineral and structure between incompetent beds and sliding zones of the landslides, the correlations between incompetent beds and giant landslide are discussed. The results indicate that 13 large incompetent beds exist in the middle Triassic Badong Formation strata, which can be divided into three types as weak interlayers, crushed beds and groundwater corrosion zones. The dominant minerals in the incompetent beds are illite, chlorite, quartz and calcite. The contents of the clay minerals in different positions are quite distinct, and the maximum difference of clay content exceeds 70 %. In addition, it is found that the contents of minerals in incompetent beds are similar to the slide zones of the landslides. The initial deformation of slopes normally developed along the incompetent beds, which induced subsequent shear displacement easily. Under the effect of gravity, the deep slip zones were generated mainly along the incompetent beds and the failure mode evolved from creep to integral slide gradually. The results can provide an important reference for the mechanism analysis and prevention of landslides in Badong town.     

湖北省巴东新城白土坡斜坡岩体稳定性分析

巴东组第三段是三峡库区滑坡发育的主要地层之一,巴东新城深部变形监测钻孔岩芯分析表明在巴东组第三段地层中发育有多层软弱夹层,以泥质灰岩、钙质泥岩为主,大部分破碎带具有顺层、连续等特点。白土坡斜坡岩体中主要贯通性夹层有13层,中上部夹层分布较密,西壤坡斜坡岩体中主要贯通性夹层有3层,与白土坡巴东组第三段下部夹层对应,巴东组第三段中的软弱夹层是斜坡深层岩体的主要结构面。白土坡深层岩体稳定性分析结果表明随着库水位的上升斜坡稳定性有下降趋势,但其整体稳定性较好,白土坡前缘断层为斜坡深层变形提供了边界条件。