卸荷状态下岩爆岩石变形破裂机制的实验岩石力学研究

岩爆是高地应力区地下工程中常见的一种卸荷破坏地质灾害现象。本文按照地下洞室开挖过程中围岩的实际受力状态,采用卸荷三轴试验方法,探讨了岩爆岩石的变形破坏特征和岩爆形成力学机制问题。     

三峡工程永久船闸边坡岩体卸荷特性

从地貌学角度,分析了三峡工程永久船闸边坡岩体的自然及人为卸荷特性,指出了地表侵蚀、河流下切、开挖船闸等自然及人为地貌过程诱发了岩体的基本卸荷过程,构筑了一个三峡工程永久船闸边坡岩体卸荷特性的宏观模式。实地调砥及数值计算成果均表明,地貌分析法在分析实际岩体工程中,岩体卸荷特性方面具有较强的应用价值。     

西藏扎墨公路嘎隆拉隧道岩爆倾向性实验研究

岩爆是高地应力山区硬岩隧道施工主要地质灾害之一,岩爆倾向性分析是研究、预测岩爆的主要方法。西藏扎(木)墨(脱)公路嘎隆拉隧道埋深大,地应力高,岩性主要为花岗岩,发生岩爆的可能性大。结合嘎隆拉隧道工程实践,在隧道钻取了岩芯试样,进行了岩石单轴压缩实验、单轴压缩加载和卸载实验以及Kaiser效应声发射实验,开展了岩爆倾向性研究。实验结果表明,岩石冲击性能指标WCF(峰值荷载以前的能量积累与峰后的能量耗散之间的比值)皆>3.0,大多数试样的弹性变形能指数WET(全应力—应变曲线峰值前区卸载曲线下面的面积与加卸载曲线之间的面积之比)>2.5,岩石具有强岩爆倾向;岩石声发射(AE)撞击数累计数-时间曲线特征属于第III类,当应力接近峰值时声发射突然迅速增大,岩石很快发生突然而猛烈的破坏,其岩爆倾向性强。隧道施工实践表明,在研究区段有岩爆现象发生,但由于地下水较发育,定为弱岩爆现象。岩爆倾向性研究为嘎隆啦隧道安全施工和支护设计优化提供了信息,也为西藏复杂地质条件下类似工程建设提供一定的借鉴。     

顺层岩质边坡顺层滑动岩体范围分析

顺层滑移-拉裂是顺层岩质边坡中常见的一种破坏模式,顺层滑动岩体范围大小是该类边坡稳定性分析及其加固支挡结构设计的基础,是设计人员最关心的问题。考虑边坡开挖卸荷效应对边坡岩体力学参数的影响,建立了顺层岩质边坡顺层滑动岩体范围的计算式,利用重庆至怀化铁路沿线顺层岩质路堑边坡失稳破坏的调查资料进行对比分析,结果吻合较好。     

花岗岩残积土开挖边坡的工程特性

为研究开挖效应对花岗岩残积土工程特性的影响,进行压缩性和抗剪强度试验,研究应力卸荷、饱和软化、失水干缩的影响以及注浆加固效果,然后从几何微结构及其损伤角度,研究其开挖边坡滑动的微观机理,主要结果有:边坡开挖后,随着临空面的形成和暴露,失水干缩、应力卸荷及饱和软化等开挖效应将导致土体弱化,而且当它们共同作用时,弱化效应叠加;对花岗岩残积土注水泥浆,可修复并增强土体的微结构,减弱开挖效应;提出的微结构几何模型,基本反映了花岗岩残积土的微观特征,可较好地解释开挖效应,揭示开挖边坡的滑动破坏机理。研究成果可为花岗岩残积土开挖边坡防护的设计、施工及新技术研究提供概念上指导和参考。     

影响深埋长隧道岩爆的主要因素分析

岩爆是深埋长隧道的主要工程地质问题之一。影响岩石发生岩爆的主要因素有围岩性质、埋深、区域构造应力、地形地貌、活断层和地震等。文中对上述因素对岩爆的影响进行了分析,并指出精细的地面地质调查是合理评价深埋长隧道岩爆的基础。     

龙马溪组页岩静态弹性特征分析

在页岩气储层的勘探开发过程中,页岩的岩石力学特征以及破坏机理可以为油气井的钻探设计、储层改造措施、方案设计和井壁稳定性评价提供一定的技术支持。基于此对龙马溪组页岩样品进行了岩石静态弹性力学实验,并利用扫描电镜对破坏后样品的断面进行了观测,发现不同样品的应力应变关系主要为弹性变形和弹—塑性变形,破裂特征主要为劈裂式破裂和单剪切破裂,并且在高围压加载条件下,样品由脆性逐渐转化为塑性,同时不同泥质含量的样品具有不同的裂隙发育特征。     

山地陡倾小交角层状岩体隧道围岩变形模拟

陡倾小交角层状岩体隧道围岩变形特征和一般的均质岩体隧道是不一样的。通过有限元计算和模型试验研究手段,以重庆涪南高速公路鸭江隧道工程为例,对陡倾小交角层状岩体隧道开挖过程中围岩的变形特征和机理进行了深入分析。研究结果表明:对于陡倾小交角层状岩体来说,层理面是主要控制结构面,隧道的开挖会导致一定范围内的岩层形成临空面,这部分岩层会向洞室产生滑移,从而引起地表的较大沉降;岩层倾角越大,地表沉降也会随之增大;与一般均质岩体隧道不同,陡倾小交角层状岩体隧道围岩变形具有非对称性,最大变形一般发生在顺层向。研究结论可供今后陡倾层状岩体隧道的施工设计参考。     

黑河金盆水库工程大坝右岸滑坡工程地质研究

为判断黑河金盆水库工程大坝右岸斜坡的性质(是变形体或滑坡),并有利于指导工程施工,在进行了详实的野外地质调查之后,作者分析认为该斜坡实际上为一古滑坡。在地表及平硐调查中所见滑坡周界清晰,变形破坏现象明显,为查明滑坡性质提供了客观证据。近两个月的位移监测资料亦进一步证实了上述结论的正确性。在此基础上,考虑到工程的重要性及施工时间的紧迫性,作者建议对底滑面以上的滑坡堆积体予以全部开挖清除。     

动力扰动对岩爆的影响分析

弹性应变能的积聚是产生岩爆的内因,但岩爆的发生往往具有外界因素的扰动．据些首先分析了动力扰动对岩爆触发的机理,然后结合某水电站引水隧洞岩爆实例,利用复反应分析原理计算了动力扰动过程对岩爆的影响．     

Study of experiment method for triaxial frost heaving constitutive relation of frozen soil

A new experiment method is introduced to study the relations between frost heaving strain and stress of soil or fracture rock under different moisture contents, temperatures and stress states. Based on experiments, a new triaxial frost heaving stress-strain relation is presented aiming at tunnel in cold regions. The experimental equipments are strain-controlled and low temperature buildup, and different restrained conditions are controlled by changing the stiffness of a test-force-ring. Then the frost heaving strain and stress of soil or fracture rock can be obtained under different restrained conditions, and the frost heaving stress-strain relation can be got by regression analysis of some feature points. Experiments of saturated sandy soil conducted by this method show that the triaxial frost heaving stress-strain relation could be expressed by logarithmic curves, and the frost heaving stress changes linearly with the logarithm of the frost heaving strain. The stronger the constraint, the smaller the frost heaving strain and the larger the frost heaving stresses. The frost heaving stresses would tend to a limit value with increasing the constraint intensity. The larger the confining pressure, the larger the frost heaving strain and stress.     

乌池坝隧道围岩不定位块体稳定性分析

乌池坝隧道是沪蓉西高速公路恩施至利川段的控制性工程。随着隧道的开挖,岩体沿其切割结构面或临空面产生整体或局部移动,导致围岩失稳而不能施工。针对隧道施工揭露的围岩地质信息,通过几何分析和力学分析,研究该隧道ZK259＋738-ZK259＋768段围岩不定位块体的空间分布,识别关键块体及其破坏类型,并对比运用UNWEDGE软件建立了该段隧道和围岩块体的三维模型,对其中关键块体进行稳定性评价,计算加固所需的锚固力。研究表明,在超前预报中根据隧道施工的围岩地质信息可以有效地识别围岩块体,获得不定位块体分布状况、查明关键块体,在工程实际块段能确定相应块体稳定性系数及工程安全所需锚固力。     

贺兰口岩画开发利用的对策研究

岩画是一种珍贵的历史文化遗产。贺兰口岩画丰富且集中,具有很大的开发价值,面对中国国内良好的发展机遇,在坚持保护第一原则的前提下,通过树立“岩画”这一神秘而又具有特色的品牌,扩大其市场影响力;通过岩画研究成果的深度开发,拓展其展示内容,延长产品链;通过对岩画周边资源的整合,拓展其产品链,使自然景观观光和人文景观观光有机结合;通过多种方式的解说,古聚落的合理开发,完善的服务设施等措施,使其保护与开发有机结合,最终实现岩画本身的价值所在。     

DISTRIBUTION AND CHEMICAL COMPOSITION OF MICROCOLONIAL FUNGI AND ROCK COATINGS FROM ARID AUSTRALIA

Microcolonial fungi are found on rock coatings at various sites throughout the arid regions of Australia. Fungi tend to concentrate in depressions, although it is uncertain whether they contribute to enlargement of microhollows. As determined by SEM-EDAX, the chemical characteristics of microcolonial fungi are variable but do not reflect those of the surfaces on which they are found. Most fungi contain calcium, sulfur, chlorine and sometimes phosphorus, but not manganese, in quantities greater than those of adjacent rock coatings. Major sources for accumulated elements may be rainfall or dust. Some elements, especially calcium, are apparently concentrated temporarily in microcolonial fungi, with amounts present in dead organisms being relatively low. The incorporation of some dead microcolonial fungi into developing rock coatings is therefore unlikely to lead to anomalously high calcium levels for cation ratio dating. As rock coatings contain trace or undetectable amounts of some other elements concentrated within active microcolonial fungi, the presence of an accumulator organism on coating surfaces does not necessarily result in these elements being incorporated within the coating. [Key words: microcolonial fungi, rock coatings, arid Australia.]     

中天山石冰川特征研究

中天山研究区内石冰川有数百条之多,在86°E以西地区以阿尔卑斯型为主,东部则以科罗拉多型为主。前者具有规模大、活动性强的特点,后者正相反。东部叶状石冰川在结构上分为三层,具有“一冻到底”的特点。作者认为本区石冰川东西间分布差异主要是因西部更冷湿所致,地形、岩性、冰川和灾害地貌过程等因素促进了这种差异的形成。