地球物理探测技术在大足石刻保护中的应用

由于长时间自然因素和人为因素的影响,大足石刻产生了严重的地质病害.将高密度电阻率法、电磁波CT技术、钻孔电视技术和探地雷达等地球物理探测技术应用在大足石刻保护工程中.通过上述物探手段,查明了测区内主要控水构造或裂隙的平面分布规律、地下含水带的空间分布格局、第四系覆盖层的分布以及岩画赋存岩体的结构特征等,取得了理想的效果,为大足石刻保护提供了依据.     

孙疃煤矿7_211工作面基岩风化带特征

煤层顶板基岩风化带特性决定了其隔水能力的强弱。通过分析孙疃煤矿7211工作面72煤层顶板基岩风化带的岩性特征、矿物成分、水理性质及物理力学性质、风化带分布特征等因素,表明:该工作面基岩风化带岩屑矿物主要为石英和长石;古地形对风化带的发育厚度变化影响较明显;风化带具有一定的隔水能力,具有抑制冒落带与导水裂隙带向上发育的作用,这对缩小防水煤岩柱、合理留设安全煤岩柱高度和回采上限十分有利。     

隧洞排水法治理大足石刻渗水病害

综述了大足石刻区的水文地质条件 ,分析了渗水病害的机理 ,首次提出了采用隧洞排水法治理石刻岩体的渗水病害 ,并在施工实践中取得了良好的效果。     

深埋土岩接触带下导水裂隙带发育规律

为了探寻深埋土岩界面下压架突水事故的机理,在分析高水压裂隙岩体赋存特征的基础上,基于导水裂隙带高度实测值及钻孔简易水文观测资料,采用理论及主控因素影响分析研究了深埋砂土砂岩界面下导水裂隙带的发育规律,研究结果表明:近深埋土岩界面带煤层开采,裂采比与防水煤岩柱高度符合Boxlucas1指数函数模型;当煤层顶板岩层大部分位于风化带深度范围时,风化带岩性的存在对导水裂隙带的高度发育起到了一定的抑制作用;风化带厚度对导水裂隙带的高度起到一定的抑制作用;而砂土砂岩界面下,由于下渗带的存在,水对岩体强度的影响,使得处于下渗带内岩层实际对导水裂隙带高度抑制作用相应的增大。     

组合硬岩层顶板破断规律及导水裂隙带电法探测

为分析组合厚硬岩层顶板导水裂隙带发育高度,合理设计区段防水煤柱尺寸参数,文章利用并行电法测试技术探测了两关键层临近赋存顶板破坏特征及其破断规律,结果表明:两关键硬岩层呈现非同步破断特征,当下部关键层出现一个以上破断周期后,引起上部关键层破断;1622(3)工作面组合厚硬岩层顶板导水裂隙带发育高度50 m,为平均采高的12.8倍。研究结果为同类地质条件下采场围岩控制及防水煤柱尺寸设计提供指导依据。     

武汉地区岩溶对桩基承载力影响数值模拟研究

武汉地区覆盖型岩溶发育较为广泛,给桩基础的应用带来不利影响。文章采用ANSYS有限元软件进行了正交数值模拟试验。通过逐一改变溶洞高度、顶板厚度、顶板跨度和岩体强度四个影响因素,研究各因素对桩基承载力的影响。结果显示:桩基承载力对下伏溶洞的洞高不敏感;极限承载力对顶板厚度较敏感,其他因素不变时,极限承载力随顶板厚度增加而增加;极限承载力对洞跨较为敏感,其他因素不变时,极限承载力随洞跨增加而减小;极限承载力对顶板岩体的力学参数较为敏感,其他因素不变时,极限承载力随弹性模量提高而增大。实际工程中,对于坚硬完整的或较完整的岩体,顶板厚度至少为二倍桩径,桩端宜进入中风化岩体。     

桩端荷载与地震耦合作用下溶洞顶板的破坏特征及安全厚度计算

桩基支撑于溶洞顶板的情况时有发生,研究地震作用下桩端溶洞顶板的稳定性具有重要意义。根据相似定理和分离相似设计方法,基于振动台模型试验对顶板厚度及溶洞直径变化下桩端顶板的动力响应特征进行了研究。结果表明,桩端溶洞顶板在地震作用下的破坏模式与顶板厚度及溶洞尺寸大小密切相关,一定顶板厚度情况下溶洞尺寸较小时(洞径l≤2d,d为桩径)表现为剪切破坏,而洞径较大时(如l≥4d)为显著的冲剪破坏,洞径越大,冲切块体积所占比例越大;基于振动台试验得到的岩溶顶板破坏模式,结合拟静力法构建了可考虑岩体特性、地震烈度及桩径大小影响的最小顶板安全厚度理论计算模型。通过算例分析表明,最小安全厚度相比静力条件下要大,且随地震烈度的增强而增大,相同条件下冲-剪破坏的计算值均大于剪切破坏情况,说明地震环境下溶洞尺寸越大,所需顶板厚度越大。其成果可为实际工程中岩溶顶板安全厚度的计算提供理论基础。     

顾北煤矿1243（3）工作面提高回采上限覆岩破坏高度研究

提出对顾北煤矿1243(3)工作面回采上限开采产生影响的主要含水层为新生界承压含水层、基岩风化带及顶板砂岩含水层。根据其水文工程地质、勘探和土工试验资料,分析新生界松散层含(隔)水层、基岩风化带及煤层顶板砂岩含水层的水文工程地质特征以及各含水层之间水力联系,结合《"三下"开采规程》、覆岩类型、含水层富水性特征,确定该工作面水体下开采等级为Ⅱ类,并通过类比、公式法、实测研究冒落带破坏高度,确定防水煤柱高度,收作线上口防水煤柱最小,采后冒落带仅发育在二叠系煤系地层中,符合《"三下"开采规程》Ⅱ类水体的有关规定,工作面回采无水害威胁。     

形变——电阻率法探测煤层顶板裂高的电算模拟解释

本文介绍了应用形变—电阻率法探测煤层顶板裂隙带高度的试验研究方法及结果。利用计算机对采前、采后两次电阻率观测曲线进行模拟,得到层参数(电阻率ρ、层厚度h),对比采动前后层参数,可以确定裂隙带高度及形态.     

许昌铁矿矿区地面塌陷成因分析

在对许昌铁矿矿区地质环境条件、矿山开采现状、地面塌陷特征调查的基础上,通过分析金属矿山塌陷机理,从新生界盖层特征、矿体顶板及围岩工程地质性质、矿山排水等因素论证了矿区塌陷成因。认为松散的第四系地层结构与微弱胶结新近系多层地层结构有利于地面塌陷的形成,矿体顶板、围岩节理裂隙发育密集,遇水易形成冒落带、导水裂隙带,而部分地段冒落带、导水裂隙带最大高度大于矿层顶板厚度,矿坑排水量的增加是矿区地面塌陷或陷洞形成的主导因素,并提出了矿区地面塌陷防治对策。     

成都金堂李家梁子M23号墓石棺构件矿物组成及风化机理研究

成都金堂李家梁子M23号墓出土的汉朝石棺存在表面粉化、剥落等病害现象,急需保护修复。现场调查表明,该石质文物风化病害主要表现为裂隙状风化、页片状风化、粒状风化、粉末状风化等。本文借助X射线衍射(XRD)、偏光显微镜、扫描电镜等对金堂石质文物进行了微观成分及结构分析。结果表明,文物材质为红色砂岩,其碎屑物主要为石英、钠长石、岩屑和少量云母,胶结物以钙质为主,含少量的炭质及泥质。该砂岩产生风化病害的主要原因是钙质胶结物的溶解流失及泥质胶结物遇水的崩解,同时还受岩屑、长石类碎屑风化蚀变的影响。该研究可为石棺的后期保护修复工作提供基础科学数据。     

内蒙古石人沟南山晶洞正长花岗岩地貌特征

通过详尽的野外调查工作对其地貌形态进行描述和成因分析,表明石人沟南山晶洞正长花岗岩发育有石蛋、晶洞等较为奇特的地貌.其造景岩石为早白垩世A型晶洞正长花岗岩.岩体中发育的北北东-北东向、北西向断裂、裂隙及节理是控制山峰形态和规模的主要构造.风化剥蚀、流水侵蚀和重力崩塌是地貌形成的主要外动力作用,其成景岩石独特,所成多种地貌是不可多得的地质遗迹与旅游开发资源.     

岱庄煤矿3煤提高开采上限可行性研究及效益分析

岱庄煤矿现主采煤层为3上煤,通过分析煤层顶板基岩厚度、第四系粘土层厚度和砂层含水性,计算冒落带、导水裂隙带高度,将本矿开采上限提高,从而实现了缩小防水煤柱,从水体下增加煤炭开采上限的可行性,获得了较大的社会和经济效益.     

孙疃煤矿102采区防水煤岩柱留设技术研究

依据准北孙疃煤矿102采区资料,通过分析研究矿区第四系、基岩风化带及10煤层顶板水文地质及工程地质条件,利用规程计算、FLAC3D数值模计算以及临近许疃、桃园两矿的实测资料,最终得出采区的冒落带高度为14m,裂隙带高度为45.6m,从而确定该采区的防水煤岩柱为30m,并对其可靠性进行分析论证。该项研究可以使采区10煤层防水煤柱的留设从90m降低到30m,解放煤炭资源量42万t,产生直接经济效益10500万元。     

重庆市浅埋地下洞室安全顶板厚度研究

本文在参考已有资料的基础上,分析了重庆市浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响因素。采用有限单元数值模拟法研究了地基与洞室相互作用下的破坏机制,以及各影响因素对浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响及相关变化规律,并用逐步线性回归的方法得出了一个能综合考虑各影响因素的安全顶板厚度的预测模型。本文最后还分析了顶拱裂隙对安全顶板厚度的影响。     

重庆市浅埋地下洞室安全顶板厚度研究

本文在参考已有资料的基础上, 分析了重庆市浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响因素。采用有限单元数值模拟法研究了地基与洞室相互作用下的破坏机制, 以及各影响因素对浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响及相关变化规律, 并用逐步线性回归的方法得出了一个能综合考虑各影响因素的安全顶板厚度的预测模型。本文最后还分析了顶拱裂隙对安全顶板厚度的影响。     

天然洞围岩稳定性评价

天然洞体不稳定是绝对的 ,稳定是相对的。天然洞体围岩的顶板、底板、侧面三者的稳定 ,顶板的稳定最重要。顶板的稳定性 ,与天然洞体的形成原因 ,岩面的成层条件、断面形状、裂隙情况 ,漏水情况 ,天然洞体形成和稳定的时间 ,山体的地质构造条件等有关。     

福建太姥山晶洞碱长花岗岩地貌特征

太姥山是东南沿海低山丘陵唯一的花岗岩峰丛-石蛋地貌,燕山晚期"A"型晶洞碱长花岗岩是太姥山造景岩石,北东东、北北西向断裂、裂隙及节理是控制山峰形态和规模的主要构造,风化剥蚀、降水侵蚀和重力崩塌是地貌形成的主要外动力作用,目前该地貌演化处于壮年早期阶段。其构造位置特殊、成景岩性独特,地貌类型丰富,是东南沿海晶洞花岗岩山岳地貌的典型代表和宝贵的地质遗迹。     

交河故城瞭望台保护加固技术

交河故城遗址是第一批全国重点文物保护单位,瞭望台是交河故城内重要建筑遗址,它的主要病害是表面风化、裂隙密布、洞顶失稳。在分析病害形成机理的基础上,重点研究了生土遗址保护加固的几个关键技术,对掏蚀深度相对于悬挑土体厚度较小的土遗址,当基础掏蚀深度小于块体宽度的30 %时,可不采用砌补技术,只进行表面防风化处理;可选择竹木锚杆、PS-C浆液灌浆加固生土遗址,锚杆的单位锚固力可采用5 kN/m;采用新奥法加固洞顶可较好地保持文物原貌;西部干旱地区采用PS材料对土遗址进行防风化加固时应采用低浓度（小于5 %）、多次渗透的方式,迎风面渗透次数应不少于3遍,背风面应达4～5遍,并应合理选择施工时间。工程实践检验表明,这些保护技术取得了理想的加固效果。     

忠县地面石质文物的风化病害研究

忠县地面石质文物风化病害形式有：裂隙状风化、页片状风化、絮粉状风化、松胀状风化。其中以絮粉状风化对文物破坏最为严重。控制风化的主要因素是：岩性和岩体结构、气候和气象条件、人为的污染。现场简易强度测试数据表明，风化石材的力学强度明显下降。最后提出了三峡水库蓄水前，对石质文物搬迁和保护的建议。参加研究工作的还有王金华、陈超平、唐毅烈、邓修甫、卞大巍、黄明元等人。表１３处文物概况Ｔａｂｌｅ１ＳｕｒｖｅｙｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔｏｎｅｃｕｌｔｕｒａｌｒｅｌｉｃｓｉｎＺｈｏｎｇｘｉａｎＣｏｕｎｔｙ表２石材的化学成分（％）Ｔａｂｌｅ２Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｒｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌｓ注：丁房阙石样已非新鲜岩石。表３石材岩块的主要物理力学性质指标Ｔａｂｌｅ３Ｍａｉｎｐｈｙｓｉｃａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌｓ注：灰绿色砂岩试验成果取自三峡工程库区环境地质研究有关资料。２石质文物的风化病害分析受自然地质环境及人文环境的制约，３处石质文物的主要环境病害是风化病害。２．１风化病害形式［１］（１）裂隙状风化。这是一种典型的物理风化形式，见于无铭阙和临江岩摩崖造像。无