滇藏铁路沿线滇藏交界段劈理化带成因探讨及工程效应分析

滇藏铁路沿线滇藏交界段劈理化带是新近发现的与高山峡谷区河流岸坡密切相关的介于劈理与节理之间的密集破裂构造型式。我们对劈理化带进行了较全面的调查、测绘、统计和分析, 由此得出, 劈理化带呈带状断续分布, 规模与河流岸坡规模有关, 在金沙江和澜沧江岸坡地带规模巨大, 并与微地貌关系密切。另外, “劈理”具有倾角陡、不均匀等特点, “劈理”走向往往与河流方向一致。劈理化带是在内、外动力相互作用下形成, 内动力作用可以形成劈理化带, 在内动力作用的基础上, 河谷地带的外动力作用也可以形成劈理化带, 内、外动力对劈理化带均有后期改造作用。拟建的滇藏铁路将通过许多劈理化带, 那里将来可能产生铁路地基大变形、隧道和桥梁大变形、隧道冒顶、隧道渗漏和发生滑坡、崩塌、泥石流灾害。因此, 在将来铁路等工程建设和运营中要采取针对性防治措施。     

滇藏铁路滇西北段主要地质灾害类型及发育规律的探讨

滇藏铁路滇西北段位于青藏高原东南缘向云贵高原的过渡部位,地貌复杂、峡谷深切,新构造运动十分强烈,地震活动频繁。该区的降雨主要集中在5~10月份,降雨强度大且集中。复杂的地质环境加之降雨、人类活动等外部因素造成该地区成为崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害多发区,常引起交通中断、毁坏房屋及人员伤亡事故。本文在野外地质调查的基础上,着重阐述了滇藏铁路滇西北段主要地质灾害类型及发育规律,对于减少和预防铁路遭受崩塌、滑坡和泥石流等的危害具有重要的理论和实际意义。      

《工程地质学报》2007年总目录

第1期滇西北巨厚劈理化带特征及对滇藏铁路的影响研究………………………………………………刘景儒张加桂张永双吴树仁等(1)三峡库区万州段高切坡破坏模式和防护措施研究……………………………………………祝介旺伍法权苏天明张路青赵尔昌(8)宜万铁路八字岭隧道岩溶管道冲积物     

对滇藏铁路三江段工程地质问题的深化认识

滇藏铁路三江段东起云南省丽江城,西至西藏自治区八宿县城,是铁路建设最艰难的地段,特别是工程地质问题纷繁复杂。通过作者近几年来的工作,取得了对该区基础地质问题的一些新认识,据此从根本上来认识铁路可能存在的工程地质问题。三江地区广泛分布的地层岩性是古生界灰岩和中生界砂质泥岩,灰岩往往呈岛状被中生界砂质泥岩所围陷,以及燕山晚期岩浆岩。地震与活动断裂关系不密切,调查中未见区域性大断裂迹象。综合分析三江段存在的深层次铁路工程地质问题有:灰岩区岩溶引起的工程地质问题、碎屑岩区易溶盐析出引起的工程地质问题、坐滑体内工程地质问题、地震引起的工程地质问题、高地温区工程地质问题和劈理化带引起的工程地质问题,各类工程地质问题之间相互联系。工程地质问题严重的地段有玉龙县拉市海至香格里拉县虎跳镇街段、德钦县白马雪山段、德钦县梅里雪山段和八宿县冷曲段,对这些地段的工程地质问题应开展深入研究并采取工程对策。     

滇西北弥渡地区主要断裂晚新生代发育特征及其动力学机制

弥渡地区位于滇西北断陷带东南缘,红河断裂带尾端与程海断裂交汇部位,是揭示滇西北断陷带形成机制及其与红河断裂带间运动学关系的关键区域。综合利用遥感解译及野外调查发现,区内主要发育有北东向的毛栗坡断裂,北西—北北西向的凤仪-定西岭断裂、弥渡断裂、密祉断裂、寅街断裂。对断裂错动地质、地貌体及擦痕的统计分析结果表明,毛栗坡断裂第四纪以左旋走滑活动为主兼具有正断分量;弧形的弥渡断裂及北西向的寅街断裂第四纪期间均以正断活动为主;上新世期间凤仪-定西岭断裂以右旋走滑为主,密祉断裂主要为伸展正断,二者第四纪期间均无明显活动。据弥渡地区主要断裂的几何形态、运动学特征及红河断裂带晚新生代活动性变化过程推测,控制弥渡盆地展布的弥渡断裂、寅街断裂等主要第四纪活动断裂是在继承和改造红河断裂带原有断层行迹的基础上形成的。上新世或更早,弥渡地区及滇西北断陷带的断裂活动与地壳张扭变形可能与红河断裂带尾端伸展变形作用有关,但第四纪期间,程海断裂基本上完全控制了弥渡地区主要活动断裂的发育,这一时期区内张扭变形的动力可能来自于川滇内弧带的顺时针旋转以及周缘南汀河断裂、畹町断裂与理塘断裂等左旋走滑断裂引起的区域性走滑拉分的共同作用。      

基于GIS的滇藏铁路丽江—香格里拉段工程地质条件分区研究

结合滇藏铁路丽江—香格里拉段的线路比选问题,在综合分析区域地质背景、地形地貌、工程地质岩组、斜坡结构、地质灾害发育现状、地壳稳定性、人类工程活动、降水量、距沟谷的距离等指标因素的基础上,通过专家打分建立了层次分析结构模型和数学模型以及计算工程地质条件指数的公式,并计算了各影响因子的权值,同时基于Arc-GIS 9.2平台进行了工程地质条件分区。计算结果显示研究区工程地质条件以中等和较差为主,基于工程地质分区结果和实际资料分析,对丽江至香格里拉段线路的丽江南部段进行了优化。研究结果对指导研究区进行重大工程建设和规划具有指导意义。     

剑川—德钦一带的地热异常:对川滇菱块西北边界和地震活动性的意义

为研究川滇菱块西北缘剑川-德钦一带地热场空间分布特征,探索地热异常区与断裂及地震活动性的关系以及活动块体边界问题,运用4种传统地热温标和多矿物平衡法综合估算了川滇菱块滇西北地区(德钦-维西-剑川-丽江-中甸) 91个地热温泉的最有可能的热储温度,通过克里金插值方法获得了滇西北地区的热储温度空间分布。结果表明,地热异常区主要沿德钦-中甸-大具断裂及其以北的多条近南北向金沙江断裂的分支断层展布,澜沧江断裂带、维西-马登断裂、玉龙雪山东麓断裂和中甸-龙蟠-乔后断裂局部分段表现地热异常;地热异常区的地理展布大致反映了德钦-中甸-大具断裂与金沙江断裂带共同构成了川滇菱形块体的西北边界;绝大多数中强地震震中位于地热中-高值区即地热的横向梯度带上,德钦-中甸-稻城一带地热横向梯度变化较大且历史上强震稀少,未来的地震危险性值得关注。     

青藏高原东南缘丽江—剑川地区地应力测量与地震危险性

为获得川滇块体腹地现今的地应力场,分析边界断裂发生地震活动的危险性,进而探讨块体运动的动力学特征,2010—2011年,在青藏高原东南缘丽江—小金河断裂带西南段的丽江—剑川地区,开展2个300m钻孔水压致裂地应力测量。地应力测量结果揭示了研究区地壳浅表层现今主应力的分布规律。结合研究区部分中强震震源机制解及20世纪80年代地应力结果,分析了跨度近30a后该区构造应力场的变化特征,进而探讨了其动力学指示意义。依据断层滑动摩擦准则,讨论了丽江—剑川地区现今地震活动危险性。     

玉龙雪山西麓冰碛(水)砾岩的工程地质特性研究

作为滇西北、川西和西藏地区最重要的第四纪堆积物类型之一,冰川堆积物的工程性质及其相关的地质灾害和工程问题研究日益受到工程界的关注。通过对上述地区大量冰碛物和冰水沉积物的现场调查发现,冰碛物和冰水沉积物是一类成分、结构和性质都十分复杂的第四纪堆积物,其工程性质主要与母岩成分和充填胶结物的矿物成分密切相关。发育在石灰岩地区的冰碛物和冰水沉积物因钙质（方解石）的次生胶结,而成为单轴抗压强度达10.94～14.22 MPa的岩石,作者称其为“冰碛（水）砾岩”。结合滇藏铁路滇西北段线路比选和优化工作,对云南玉龙雪山西麓第四纪冰川堆积物的类型和分布特征进行了详细的野外调查;在室内物理力学试验的基础上,着重研究了冰碛（水）砾岩的胶结物成分与胶结作用、水稳性、力学性质、声波速度等方面的特性,这不仅可以丰富现代岩石力学的研究内容,而且对本区铁路工程建设和水力资源的开发具有重要的实际价值。     

滇西北程海断裂带主要古地震滑坡及其分布特征的构造解释

位于红河断裂带西北端,滇西北断陷带东侧的程海断裂带第四纪活动显著,沿断裂盆山地貌与高山峡谷地貌发育,地质灾害频发。综合利用目视解译与野外调查,对程海断裂带沿线滑坡调查发现,沿程海断裂带共发育各类滑坡940余个,含巨型滑坡61个、大型滑坡125个、中型滑坡316个、小型滑坡438个。这其中有32个巨型滑坡、61个大型滑坡分布在程海断裂带下盘,距断裂约5 km范围内的断层崖和断层三角面上。它们往往具有规模大、滑动距离远、有高速远程碎屑流为主要特征的动力学特性,属于程海断裂带上地震活动触发的古地震滑坡。对区内主要古地震滑坡的调查发现,大型特别是巨型古地震滑坡,主要集中分布在金官和程海盆地东侧,期纳盆地南部金沙江与程海断裂带交汇处,以及弥渡盆地西部。并且在垂向活动速率最大的程海断裂带北端最为发育,明显受程海断裂带不同段落活动的控制。结合程海断裂带晚新生代活动及青藏高原东南缘地壳变形特征的分析显示,程海断裂带端部更为强烈的活动性、更为频发的地震以及更多的古地震滑坡,是在川滇内弧带顺时针旋转及南汀河断裂、畹町断裂与理塘断裂的走滑拉分共同作用下,滇西北地区发生顺时针旋转变形作用的结果。     

云南西北部铁路隧道地应力测试及工程应用

通过地应力测量,确定出工程区隧道围岩现今地壳应力状态,即原地应力的大小和方向.根据地应力分布特征,结合隧道围岩的力学参数,利用三维有限元对工程隧道区进行了应力场模拟.根据原地应力测量及三维计算结果进行综合分析,给出了工程区地应力的赋存规律和基本特征,并进一步分析了隧道开挖中发生岩爆等地质灾害的可能性,同时为隧道的衬砌设计、断面选择及轴线方位的确定提供可靠的科学依据.      

金华山软岩铁路隧道施工过程围岩屈服接近度分析

隧道施工过程中围岩处于复杂应力状态下,隧道围岩屈服区演化特征的确定对于围岩稳定性分析和开挖支护方案优化具有重要的意义。采用屈服接近度指标衡量围岩破坏接近程度可以合理地描述复杂应力状态下围岩的应力危险性,对Mohr-Coulomb类岩体材料的屈服接近度函数进行了相应的推导,并在非线性有限元用户子程序上编程予以实现。介绍了赣州-龙岩铁路DKl33+095～DKl38+237段软弱围岩单线隧道正台阶步施工方案以及湿喷纤维混凝土支护方案。为了对该隧道施工过程中隧道围岩屈服区的演化特征进行合理评价,采用非线性有限元法对软弱围岩条件下的铁路隧道施工过程进行了数值模拟,分析了施工过程中隧道围岩屈服接近度分布特征,判定了隧道台阶步施工过程中隧道围岩的稳定性。分析结果表明:该隧道施工过程中围岩破坏区主要发生在下台阶步施工过程中;屈服接近度指标比传统的塑性区分布提供的信息更加丰富,有利于工程技术人员定量地评价隧道开挖支护方案。     

软弱围岩隧道施工全过程非线性有限元分析

结合赣州-龙岩铁路某单线隧道软弱围岩地质情况,采用非线性有限元法对软弱围岩条件下的铁路隧道湿喷纤维混凝土支护结构施工过程进行了数值模拟,分析了围岩和支护结构体的非线性力学行为的应力场分布、位移场,围岩塑性区分布特征,指出台阶步开挖时拱顶下沉、底板上鼓、墙腰收缩的主要控制因素.     

不同岩性条件下预应力锚索锚固力损失规律研究

影响预应力锚索锚固效果的因素多而复杂,并且各因素之间又相互影响。锚固力损失与岩土体性质密切相关,通过理论分析、试验研究、数值模拟等方法,研究岩土体的蠕变变形和压缩变形对锚固力损失的影响机理,对坚硬岩体、软弱岩体、破碎岩体以及土体所造成的预应力锚索锚固力损失规律进行研究,研究表明:岩土体性质不同,引起的预应力锚索锚固力损失也不相同; 岩土体质量越好,在相同初始锚固力条件下其锚固力损失就越小。该研究成果可指导锚固工程的设计、施工和运行管理,有利于提高锚固工程的经济效益和社会效益。     

论岩体爆破地质力学及爆破性分级

本文对岩体爆破地质力学问题进行了论证。岩体的爆破性按岩体结构类型、地应力特征和爆破震动的影响可分为五类:1.极难爆(整体状结构);2.难爆(块状结构);3.中等(裂隙块状结构、碎裂结构);4.易爆(层状碎裂结构、软弱层状结构);5.极易爆(松散结构、松软结构)。     

岩体裂隙三维可视化新方法及其应用

快速准确地识别岩体裂隙的三维分布特征是西南山区铁路防灾减灾的关键.本研究提出了一套岩体裂隙可视化新方法,基于测窗调查的裂隙数据,依托球坐标及极射赤平投影进行数字化处理及降维,利用K-Means++聚类算法、Fisher分布模型和蒙特卡洛模拟,完成裂隙产状数据的自动分组和模拟,最后运用Python及圆盘模型实现岩体裂隙三维可视化.本研究采用坐标变换和三角网格曲面的方式,更有利于与其他三维建模软件嵌套分析.水电站工程的先行应用研究表明产状数据服从Fisher分布,本文的模型相对于传统玫瑰花图和施密特图有着一定的优势.因此,本文建立的岩体裂隙模型具有直观快速反映区域裂隙网络三维分布特征的优点,研究成果可以直接服务于西南山区铁路施工阶段隧道掌子面及洞壁的节理裂隙三维识别以及防灾减灾研究.      

云南澜沧老厂多金属矿床矿石类型及其成因探讨

云南澜沧老厂是三江成矿带南段最重要的铅锌铜钼多金属矿床之一.根据不同的赋矿特征、含矿岩性、矿石构造及成矿元素将澜沧老厂多金属矿床矿石类型系统地划分为铅锌硫化矿石、铅锌氧化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石、块状含铜黄铁矿石、夕卡岩型矿石及斑岩型钼矿石6种类型.矿体产状、微量元素地球化学、年代学证据均表明铅锌硫化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石及块状含铜黄铁矿石为火山喷流沉积型成因（VMS型）,而铅锌氧化矿石、夕卡岩型矿石及斑岩型钼矿石为斑岩热液型成因.其中,铅锌硫化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石及块状含铜黄铁矿石的主控矿因素为地层;铅锌氧化矿石为构造;夕卡岩型矿石为岩性;斑岩型钼矿石为岩体.     

云南澜沧老厂多金属矿床矿石类型及其成因探讨

云南澜沧老厂是三江成矿带南段最重要的铅锌铜钼多金属矿床之一.根据不同的赋矿特征、含矿岩性、矿石构造及成矿元素将澜沧老厂多金属矿床矿石类型系统地划分为铅锌硫化矿石、铅锌氧化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石、块状含铜黄铁矿石、夕卡岩型矿石及斑岩型钼矿石6种类型.矿体产状、微量元素地球化学、年代学证据均表明铅锌硫化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石及块状含铜黄铁矿石为火山喷流沉积型成因（VMS型），而铅锌氧化矿石、夕卡岩型矿石及斑岩型钼矿石为斑岩热液型成因.其中，铅锌硫化矿石、颗粒状含铜黄铁矿石及块状含铜黄铁矿石的主控矿因素为地层；铅锌氧化矿石为构造；夕卡岩型矿石为岩性；斑岩型钼矿石为岩体.     

论海啸作用与海啸岩

海啸（或称津浪,ｔｓｕｎａｍｉ）是海底地震（海震）、火山爆发等因素引发的巨浪。海啸可能在海底形成特殊的事件沉积－－海啸岩。海啸岩主要由具丘状层理、平行层理、块状层理及交错层理的粗碎屑岩或碎屑灰岩组成,它们与触发海啸的地震、形成的震稷岩、火山岩紧密共生。根据云南滇中地区中元古代昆阳群大龙口组的观测研究,认为大龙口组中存在典型的震积岩（包括震裂岩、震褶岩、自碎屑角砾岩）。与之共生的具丘状层理、平行层理