广西北海近海工程地质特征及特殊问题分析

利用研究区物探处理解释资料及海底表层、钻探地质取样等综合地质调查资料,分析广西北海近海区域工程地质主要特征,并针对土层稳定性、砂土液化及地层承载力问题进行探讨。结果揭示：该区海洋工程地质环境复杂、多样;近岸海底地形起伏较大,坡降可达28‰;地貌类型主要包括潮间浅滩、水下三角洲、水下岸坡、古滨海平原、海底平原;地质灾害因素包括断层、地震、沙波、浅层气、浅埋基岩、埋藏古河道、槽沟、水下浅滩及凸地等;海底有9种土质类型,其中淤泥、粉砂混淤泥、中砂、粗砂分布较为广泛,区域垂向土层可整体划分为4个工程地质层。通过评价后得出研究区黏性土整体稳定性较好,而砂性土在极限波浪作用或强震作用下可能发生大面积液化现象。结合近海一般用桩情况,计算出第二、四工程地质层的承载力值相对较大,可作为区域类似插桩较好的持力层,40 m以内半径0.7 m单桩的极限承载力达26 822 kN     

黄河口海底斜坡不稳定性调查研究

黄河的高含沙量和河口快速沉积,形成了独具特色的水下三角洲。利用精密的深度记录仪,高分辨率的地震剖面仪和旁侧扫描声纳,结合海底钻探、取样、测试及室内土工分析,得到了与黄河一口海底不稳定性有关的水下底坡的形貌特征,沉积物类型、空间分布及基本物理力学性质。水下底坡失稳破坏主要型式为塌陷洼地和粉砂流冲沟。在暴风浪作用下,水下底坡原破坏区发生复活,复活时间与风暴潮的开始与结束相对应。这种重新开始和重复的移动明显地限制在滑坡体的内部,既没有扩大,也没有向斜坡上后退。目前亟待于开展波浪作用下土体动力响应过程现场和室内实验研究,以揭示底坡破坏的成因机制,从而建立水下底坡失稳破坏和工程地质环境质量的定量预测评价方法,指导近海工程活动中地质灾害的减轻与防治。     

长江水下三角洲向南延伸泥质带浅地层结构及沉积物特征初探--以朱家尖岛以东海域为例

文章对取自长江水下三角洲向南延伸带上舟山泥质区边缘的58个表层沉积物样品的粒度进行了分析,并且对舟山近岸泥质区进行了浅地层剖面探测。结果显示,该区沉积物以黏土质粉砂为主;含水率较高（平均为46%）,干容重较低（平均为1.44 g/cm3）;孔隙比大,高压缩性,抗剪强度低,因此其抗冲蚀能力较弱。区内地层剖面上部为全新世浅海相沉积,岛礁区及南部剖面可见少量下伏基岩,剖面I东部可见浅层气出露,其顶面埋藏深度约为12 m。全新世以来该区域沉积厚度为4~23 m,千年时间尺度沉积速率约0.57~3.29 m/ka,低于长江口门外水下三角洲泥质沉积中心,属弱淤积沉积环境。由于近年流域人类活动导致长江入海泥沙减少,南下沿岸流携带的泥沙可能减少,浙江沿岸面临泥质沉积速率下降或甚至侵蚀的威胁。     

超深静力触探试验在昆明巫家坝软土场地勘探中的应用

昆明巫家坝地处滇池流域,部分地区其第四系土层厚度超过百米,含有多层泥炭质土及软弱层,常规静力触探手段无法满足要求,严重制约昆明地区建筑基坑与基础设计。为解决这个问题,通过改进静力触探试验方法,对场地90 m深度内土层进行超深静力触探测试,结合室内土工实验结果,对比静探数据与钻孔数据,结果表明:(1)静探反映的地层信息与现场钻探获得的土层信息基本一致,且与周边类似项目数据吻合。通过分析数据发现:(2)地表10 m深度以内的地层,受以往工程活动影响,静力触探侧摩阻力较经验值偏大;(3)深度90 m以内地层的侧摩阻力随深度增加而增加;(4)泥炭质土与粉土常相伴出现,结合各类土层地质成因分析,此特征是滇池水位变化引起的。     

砂土地层中桩基受力特征试验分析

我国长江中下游沿岸地基中分布有较厚的砂土层,砂土层是桩基的良好持力层。该地区砂性土埋藏浅,厚度大,往往夹杂粉土或粉质黏土,一般随深度增大,砂土变密实。已有研究成果中,针对桩身穿过多层砂土条件下桩基承载力的研究较少。砂土地基中打入桩试验结果表明,砂性土的状态对打入式预制桩的施工产生很大的影响,在松散或稍密的砂性土中沉桩一般比较容易,而在中密或密实的砂性土中则较为困难。本文通过某电厂工程灌注桩现场静载试验,研究了砂土地基中桩身沉降随荷载变化规律,分析了桩身轴力随地层深度变化特征及不同土层的桩侧摩阻力。设计钻孔灌注桩桩径为800mm,桩长为47.2m,桩身混凝土强度等级为C35,桩身穿过9层土层,由现场3根桩静载试桩结果可知,荷载与沉降关系呈非线性,Q-s曲线分为弹性阶段、弹塑性阶段和整体破坏3个阶段, 15m深度以下的粉细砂层侧摩阻力对桩身轴力影响较大, 15m以上粉质黏土和淤泥质土对桩轴力影响较小。根据Q-s曲线确定单桩极限载荷约为4800～5400kN,平均值为5201kN,可满足设计要求,地基中下部砂土层承载力较大,砂土侧摩阻力大于黏性土的侧摩阻力,最大可达到70kPa。所得结论可为该类地基进一步的理论研究及工程设计提供有益的参考。     

珠江口内伶仃岛以北水域海底工程地质条件评价

珠江口内伶仃岛以北水域海底工程地质调查表明,该海域海底表层土主要为流泥和淤泥。钻孔揭露海底以下36.6m土层,从上到下依此划分为11层,为流泥、淤泥质土、淤泥、流泥、淤泥、粗砾砂、粉质粘土、中细砂、花岗岩残积土、强风化花岗岩和中风化花岗岩。在综合研究了区域地质、海底地形地貌、地质灾害类型、海底土的物理力学性质、土体稳定性、砂土液化特性的基础上,将研究区划分为工程地质Ⅰ区、工程地质Ⅱ区和工程地质Ⅲ区,进行了工程地质条件和各区的稳定性评价,认为Ⅰ区为次稳定区,Ⅱ区为不稳定区,Ⅲ区为次不稳定区。     

珠江口内伶仃岛以北水域海底工程地质条件评价

珠江口内伶仃岛以北水域海底工程地质调查表明,该海域海底表层土主要为流泥和淤泥.钻孔揭露海底以下36.6m土层,从上到下依此划分为11层,为流泥、淤泥质土、淤泥、流泥、淤泥、粗砾砂、粉质粘土、中细砂、花岗岩残积土、强风化花岗岩和中风化花岗岩.在综合研究了区域地质、海底地形地貌、地质灾害类型、海底土的物理力学性质、土体稳定性、砂土液化特性的基础上,将研究区划分为工程地质Ⅰ区、工程地质Ⅱ区和工程地质Ⅲ区,进行了工程地质条件和各区的稳定性评价,认为Ⅰ区为次稳定区,Ⅱ区为不稳定区,Ⅲ区为次不稳定区.     

珠江口内伶仃岛以北水域海底工程地质条件评价

珠江口内伶仃岛以北水域海底工程地质调查表明，该海域海底表层土主要为流泥和於泥。钻孔揭露海底以T36．6m土层，从上到下依此划分为11层，为流泥、淤泥质土、淤泥、流泥、淤泥、粗砾砂、粉质粘土、中细砂、花岗岩残积土、强风化花岗岩和中风化花岗岩。在综合研究了区域地质、海底地形地貌、地质灾害类型、海底土的物理力学性质、土体稳定性、砂土液化特性的基础上，将研究区划分为工程地质Ⅰ区、工程地质Ⅱ区和工程地质Ⅲ区，进行了工程地质条件和各区的稳定性评价。认为Ⅰ区为次稳定区，Ⅱ区为不稳定区．Ⅲ区为次不稳定区。     

振动导致黄河口海床渗透性变化研究

黄河水下三角洲为细粒粉质土沉积。土体渗透性是海工设计与海床稳定性评价的重要参数之一。在波浪等循环荷载作用下,黄河口海床土渗透系数如何变化尚不清楚。本文利用现场原位振动试验和室内土样振动实验,研究土体渗透系数随所受振动能量的变化,发现循环荷载作用使海床土渗透系数先变小然后持续变大,变化幅值可达4倍多。通过同步测量循环荷载导致的土体容重等的变化,结合试验现象的观测,进一步分析了渗透系数随循环荷载变化的机理。     

连云港市地基土指标与静力触探指标相关关系

连云港市地基土指标与静力触探指标相关关系连云港市位于黄海之滨,第四系地层的主要成因是滨海相沉积、冲积、洪积、坡积地层。其层理构造一般是：表层为厚约１ｍ的粘性土,即所谓“硬壳层”。第二层为淤泥和淤泥质土或淤泥夹粉、细砂透镜体等构成软土层,厚度多在６～２...     

波浪导致黄河口海床沉积物超孔压响应现场试验研究

黄河口海床特殊的工程地质性质与复杂的工程动力稳定性问题,均与海床沉积物在波浪荷载作用下的孔压动力响应密切相关。在现代黄河水下三角洲潮间带岸滩选择4个典型研究点,现场模拟波浪作用对原状海床沉积物实施循环加载,利用孔隙水压力观测、沉积物强度测试、样品采集与实验室土工测试等方法手段,测定黄河口原状海床沉积物在循环荷载作用不同阶段的孔压响应与强度变化。研究发现,黄河口原状海床沉积物在经历循环加载过程中,典型的超孔压响应可分为逐渐累积、部分消散、快速累积、累积液化和完全消散5个阶段,分别对应沉积物强度的衰减、增大、衰减、丧失和恢复过程,沉积物的粒度组成与结构性强弱决定了超孔压的具体响应模式。波浪导致原状海床液化深度受沉积物的干密度、孔隙比、饱和度等初始物理性质影响显著,细颗粒组分的相对含量高低也在很大程度上控制着沉积物的液化特性。     

黄河三角洲粉质土硬壳层特征及成因研究

在黄河三角洲选择硬壳层发育的典型研究区,用人工振动模拟波浪荷载,通过孔隙水压力的监测和强度的原位测试研究了1 m范围内粉土硬壳层的重复液化和强度变化规律。结果表明,硬壳层动态响应沿深度存在较大差异,经过重复液化后强度总体是升高的,上层土体强度提高相对显著。采集荷载施加前后的原状样品进行SEM图像定量分析,得到了微结构的变化规律,如不均匀系数变小,粒度分维值升高,孔隙比显著减小,定向性增强等,但各项指标的变化程度不同,沿深度存在着显著的差异,主要变化集中在上部土层。讨论了硬壳层的动态响应特征与微结构调整的对应耦合关系,初步了解了循环荷载作用下粉土硬壳层的特征及成因的微结构控制规律。     

波浪作用下黄河三角洲粉质土海床动力响应分析

应用饱和土动力固结理论和Pastor-Zienkiewicz III动力本构关系,对波浪作用下黄河三角洲粉质土海床的动力响应特征进行了有限元分析,应用总超孔压准则对海床进行了液化判别,并将计算结果与现场观测资料进行对比。结果表明：波浪导致的海床超孔压由瞬态孔压和累积孔压两部分组成;相比均质海床,拥有表面硬层的海床瞬态孔压沿深度衰减更快,累积孔压在表层增长速度更大;不同波浪条件下,瞬态孔压值及其变化趋势较为一致,累积孔压则具有较大的不同。年平均波浪条件下海床不会发生液化;5 a和50 a一遇极端波浪条件下,考虑三维效应和具有表面硬层的海床更容易液化,最大液化深度在海床表面以下2～3 m范围内。计算所得的海床最大液化深度与实测的黄河三角洲海底灾害地貌深度有较好的一致性,表明了文中方法的有效性和合理性。     

A complex earth slide–earth flow induction by the heavy rainfall in July 2006, Okaya City, Nagano Prefecture, Japan

A seasonal rain front (Baiu front) accompanied a long-term accumulation of precipitation propagated over the wide areas of the main island of Japan during 15–24 July 2006. In Okaya City, Nagano Prefecture, several flow-type landslides occurred in the early morning of 19 July 2006, claiming eight lives. Among these landslides, a most peculiar complex earth slide–earth flow occurred on a north gentle slope of the upstream portion of the Motosawagawa River. In the source area, volcanoclastic soils overlying tuffaceous rocks at about 4-m depth slid due to the prolonged precipitation that raised the water table level in the soil. Along with the travel path, the failed materials fluidized causing the liquefaction of the volcanoclastic soils underlain by volcanic black ash soils. The resulting flow spread over a wide area up to the final deposition. Constant volume box-shear tests on undisturbed volcanoclastic soil specimens taken from the source area showed effective normal stress tended to decrease during shearing. The ring shear tests on saturated disturbed specimens produced the large loss of shear resistance, which may explain the fluidized motion of the complex landslide.     

风暴潮作用下黄河水下三角洲斜坡稳定性研究

斜坡失稳是河口海岸环境中典型的灾害地质现象之一,其对采油平台、海底管线和电缆的危害性是巨大的。本文以黄河三角洲地区埕岛油田典型海域为研究对象,通过地球物理探测和工程地质钻探获取了10m深度范围内海底土体的分层情况和各土层的物理力学特征,利用GEO-SLOPE/W软件对其水下斜坡的稳定性进行了定量计算。结果显示,极端海况下,水下斜坡表层土体存在产生滑移破坏的可能。另外,对该区海底斜坡失稳的机理进行了探讨,认为风暴潮引起的巨浪是其主要诱因。     

穿黄工程北岸砂基抗液化处理措施研究

南水北调中线穿黄(河)工程处于7度地震区。北岸明渠地基存在深厚砂层,砂基的抗震液化问题是设计中需要研究处理的关键技术问题。为此,进行了大量的现场标准贯入试验、室内动三轴试验和地震反应分析,以判别液化的深度、范围及确定优化的处理措施。简要介绍了试验及数值分析的研究情况及主要的研究结论。     

黄河三角洲地区砂土路基液化机理探讨及处置

从砂土路基液化机理人手,结合黄河三角洲地区地基土工程地质特征,对该地区路基砂土液化做现场振动试验,找出影响砂土路基液化的影响因素,主要内因有土体的密实度、含水量和土体中是否存在软弱区;主要外因有荷载的大小、作用时间和荷载频率。并针对砂土液化的内外因,结合青银高速公路强夯处理案例展开分析,提出了处理方法。     

黄河三角洲饱和地基土地震响应数值分析

根据黄河三角地区特殊土层的力学性质,以天津波水平向加速度时程曲线为输入地震波,在3 %,10 %和63 %三种超越概率情况下,对黄河三角洲20 m深度土层的地震反应进行数值分析,研究了孔压和动剪应力的变化。与室内动三轴试验得到的破坏孔压和动剪应力进行比较,判断土层的液化破坏情况。研究结果表明,在3 %超越概率下大部分地层均液化,在10 %超越概率下少部分地层被破坏,在63 %超越概率下大部分地层均不液化。采用破坏动剪应力比和破坏孔压比的判别结果相吻合。     

长江入海口原状土动剪切模量预测方法探究

为探究同一类原状土在各应变范围内动剪切模量G随土层深度H的变化规律,对长江入海口处同一钻孔自地表至基岩深度范围内原状粉质黏土与粉土展开系列共振柱试验。试验发现：原状粉质黏土与粉土在各应变范围内G均随H的增加而规律性增加,最大动剪切模量Gmax随H的增加而线性上升;G衰减关系随H的增加呈现规律性降低。试验结果表明：原状土G与土层深度H存在一定相关,据此提出了分别基于土层深度H和Hardin模型的G预测方法,用以预测各类原状土在不同深度下的Gmax及其在各应变范围内的G。通过3种预测方法的对比分析,得出基于土层深度H的G预测方法最具优势,并且通过对渤海海域原状土数据的重新处理进一步验证了该方法的适用性。     

循环荷载作用下海床结构粉质土的液化渗流机理定性研究

通过对黄河三角洲海床粉质土的基本性质和循环荷载作用下的喷水冒砂现象的分析,认识了海床粉质土的结构性。利用岩土破损力学原理,建立了海床结构粉质土的二元介质模型。定性分析了结构带土体在加荷、卸荷、液化渗流过程中的变形破损和在液化渗流过程中有效应力和超孔隙水压力的相互转化,指出在液化深度内,土体恢复后的固结强度应提高。这与试验结果相一致。用二元介质模型对解释试验中液化渗流差异是结构带内出现喷水冒砂和结构体上出现遍地冒水现象。