多种超前地质预报方法在雪峰山隧道中的应用

雪峰山高速公路隧道为上海至瑞丽国道主干线湖南省邵阳至怀化高速公路上最大的控制工程,全长约7 km,最大埋深约850 m,目前正在施工。本文主要介绍了多种超前地质预报方法在雪峰山隧道中的应用。在雪峰山隧道的超前地质预报中以地质分析为主线,运用了多种预测预报方法,取得了较好的效果。     

川藏铁路拉林段地应力特征及高地应力风险调控选线策略

随着我国铁路向青藏高原等西部山区延伸,长大深埋隧道越来越多,高地应力已成为对线路方案起控制作用的一类复杂地质状况,对其风险以在选线阶段就着手调控最为主动,但前提是能够对隧址区地应力状态定量评估。川藏铁路拉林段地应力实测数据表明,地应力结构以逆断型和走滑型为主;最大主应力方向分布于N19°W~N30°E之间。地应力随埋深分布最重要的规律为:地应力状态转换深度约为500 m,小于该深度时,最大水平应力随埋深变化紊乱,但最大值不超过极高应力量级;大于该深度后,最大水平应力可用海姆公式估算。据此提出:对于埋深小于转换深度的隧道,宜采用施工期动态调整支护结构和施工方法的手段,控制高地应力风险;对于埋深大于转换深度的超深埋隧道,利用隧址区地应力可用海姆公式估计的认识,宜运用选线手段,通过方案经济技术比较择优确定线位。最后建立了高地应力风险调控选线作业程式。研究为破解铁路方案比选阶段缺乏地应力定量评估方法的难题开拓了思路。     

某深埋长隧地应力演化及围岩应力位移模拟研究

结合西部地区某深埋长大公路隧道信息化施工 ,对深埋长隧地应力演化及围岩应力位移进行了弹塑性有限元数值模拟研究。研究结果表明 ,隧道轴线现代地应力状况与隧道埋深、地层岩性及构造发育程度有关 ,最大地应力为40 0MPa左右 ;隧道周边围岩应力在曲边墙底部最大 ,约 3 8 0MPa ,隧道开挖引起的围岩应力影响范围约 2 5 0m ;隧道水平收敛和拱顶下沉位移与隧道埋深近于成直线关系。这些研究结果为深埋长隧信息化设计和施工以及围岩稳定性分析提供了科学依据。     

断层破碎带对川藏交通廊道通麦隧道初始地应力场影响

正确认识岩体结构、地质构造对地应力场的影响是评估地下工程岩爆和软岩大变形的基础.但由于缺乏单点大量实测数据的支撑,目前断层破碎带对地应力特征的影响还不是很清楚.依托川藏交通廊道通麦隧道勘察设计,开展了嘉黎断裂带及两侧完整岩体的大量地应力实测,并分析了其量值的离散性、极大值等分布规律.结果表明通麦隧道在埋深1 107.4 m处完整岩体实测最大水平应力SH为41.57 MPa（兆帕）,属于极高地应力.而断层破碎带内实测应力量值离散且相同深度范围的平均值低于完整岩体,因此完整岩体内的实测数据才能用于区域地应力场评估.受断裂构造影响的岩体应力局部集中有一定限度,与正常应力值相比,可能不会达到量级的差异.预测隧道最大埋深处SH的中间值约为55 MPa.     

不同地质成因岩石地应力分布规律的统计分析

通过收集我国大陆地区大量的实测地应力资料,筛选出了受局部影响小的实测数据,建立了岩浆岩、沉积岩和变质岩地应力随埋深分布的散点图,并根据各自的分布规律进行了相应的回归分析。结果发现,三大类岩石的地应力分布规律存在差异,其主要与岩石地质成因相关。三大类岩石的垂直应力总体上随埋深呈线性增大,量值接近各自上覆岩层自重;最大水平主应力随埋深均呈线性增大,相同埋深条件下,火成岩量值最大,变质岩次之,沉积岩最小;而沉积岩浅部最小水平应力大于岩浆岩;三大类岩石的水平差应力总体上随埋深也呈线性关系,相同埋深条件下,火成岩较大,而沉积岩较小;浅部岩浆岩平均水平主应力与垂直应力之比最大,而沉积岩较小。     

深埋隧道层状岩体地应力反演研究

结合渝沙高速公路共和隧道地应力量测资料,通过调整多种组合的侧压系数,获得隧址区山体多组地应力。将每一组侧压系数下获得的测试段地应力,利用横观各向同性弹塑性本构模型对测试段层状岩体进行计算,并将计算的结果与实测结果对比分析,确定出隧址区山体合理的侧压系数,从而得到了隧道轴线方向的初始地应力大小和方向,研究表明,隧道轴线初始地应力与隧道的埋深和地形地貌有关,靠山侧初始地应力大于靠河侧,最大初始地应力主要集中在埋深500~1 000m,即K41+500~K43+000里程段,最大初始地应力为19.7MPa,与水平面的夹角为-71.58°。这为隧道设计和施工提供了重要的基础资料。     

陕南特长公路隧道水压致裂法地应力测量结果及工程地质意义分析

中国西部地区地势复杂,区域构造应力场各向异性显著,了解地区地壳应力状态是判断隧道设计阶段线路布设合理性的基础,也是预测隧道施工过程可能出现岩爆、断层滑动等其他工程灾害的重要参数。为了研究陕南特长高速公路隧道现今地应力状态,基于古仙洞隧道钻孔(ZK10钻孔)与化龙山隧道钻孔(ZK11钻孔)水压致裂地应力测量,获得了两隧道现今地应力分布特征。古仙洞和化龙山特长深埋隧道最大埋深处S_H值分别为13 MPa和22 MPa;古仙洞与化龙山隧道的应力关系分别为S_H>S_h>S_v和S_H>S_v>S_h,水平主应力起主导作用;S_H方向为近北西—北西西向,与区域现今构造活动背景基本一致,主要受秦岭造山带活动断裂影响。基于地应力测量结果、相关理论及判断依据认为:最大水平主应力方向与洞轴线夹角,有利于隧道围岩稳定,研究区内古仙洞与化龙山隧道的总体布置是合理的;采用岩石强度应力比法、陶振宇判据、Russenes判据和岩石应力强度比法综合判定研究区内两隧道不具备发生中等强度以上等级岩爆的可能;利用莫尔-库伦准则及拜尔定律,摩擦系数μ取0.6~1.0,对研究区内两隧道的现今地应力状态分析后发现,两隧道附近断裂带的地应力大小未达到地壳浅部断层产生滑动失稳的临界条件,处于较稳定的应力状态。      

深埋长隧道地应力特征与岩爆预测

以沪蓉西高速公路上大量深埋长隧道为研究对象,采用水压致裂法进行了地应力测量,然后根据实测地应力资料,运用工程岩体分级标准判据法、陶振宇判据法和Hoek判据法对隧道岩爆进行了预测研究。结果表明:鄂西灰岩山区应力水平总体为中等偏高,最大水平主应力方向近EW向;埋深较深的坚硬岩石隧道有可能发生岩爆。为了充分保证施工的安全性,建议在施工过程中采取合理的开挖方式和防爆措施。     

深埋隧道工程高地应力影响下围岩稳定性分析

隧洞围岩稳定性分析目前主要采用的方法仍以经验判断为主,但高地应力区的深埋隧道,其围岩稳定性问题越来越突出,定量的分析评价显得非常重要。结合正在建设的引大济湟干渠工程中的深埋引水隧道,在分析隧道工程地质条件的基础上,分析隧道沿线地应力的分布规律,利用Fl AC3D软件采用强度折减分析法对隧道围岩进行稳定性定量分析,并对围岩发生岩爆的可能性进行判别。结果表明,隧道埋深较浅时,岩土体以垂直自重应力为主;随着埋深增加,隧道的围岩稳定性逐步降低;在引水隧洞围岩的第十九至第二十六段有中等岩爆至弱岩爆,部分地段可能有较强岩爆。研究结果可以为工程施工提供技术支撑,也可为类似工程的建设提供借鉴。     

拉林铁路板块缝合带隧道地应力分析

青藏高原板块缝合带为印度板块和欧亚板块两大陆块的缝合区域,带区地质条件复杂,构造运动强烈。川藏线拉林铁路几乎沿雅鲁藏布江缝合带展布,高地应力问题十分突出,但目前针对板块缝合带隧道的地应力研究相对较少。本文采用空心包体法对拉林铁路沿线隧道进行了原位地应力测量,并与成兰、兰渝和锦屏等几个典型工程的地应力进行对比分析。研究表明：拉林铁路沿线隧道埋深大,构造应力突出,总体表现为最大水平主应力 > 垂直主应力 > 最小水平主应力;平均侧压系数（1.0~1.5）分布较为集中且处于较高水平;最大主应力量值大多在20~50 MPa之间,最大主应力与埋深的梯度为0.033 7 MPa/m,方向以北北西-北北东向为主。建议采用仰拱结构减小隧道墙脚处的应力集中现象。     

从榴辉岩与围岩的关系论苏鲁榴辉岩的形成与折返

位于华北和扬子两板块碰撞带中的苏鲁榴辉岩形成的温压条件不但是超高压，而且是高温。榴辉岩的PTt轨迹表明其为陆-陆磁撞俯冲带的产物。榴辉岩的区域性围岩花岗质片麻岩为新元古代同碰撞期花岗岩，榴辉岩及其他直接围岩皆呈包体存在于其中，并见新元古代花岗岩呈脉状侵入榴辉岩包体中。区域性围岩新元古代花岗岩的锆石中发现有柯石英、绿辉石等包裹体，表明新元古代花岗岩的组成物质也经受过超高压变质作用，且榴辉岩与围岩新元古代花岗岩的锆石U-Pb体系同位素年龄基本相同。但新元古代花岗岩所记录的变质作用和变形作用期次（或阶段）却少于榴辉岩。椐上述可得如下推断：超高压榴辉岩与新元古代花岗岩岩浆是同时在碰撞带底部（俯冲板块前部）形成的；榴辉岩的第一折返阶段是由新元古代花岗岩岩浆携带上升的，其第二折返阶段是和新元古代花岗岩一起由逆冲及区域性隆起而上升，遭受剥蚀。     

The Importance of the Precipitation and the Susceptibility of the Slopes for the Triggering of Landslides Along the Roads

In order to characterise the influence of the heavyrains on the observed landslides during the 1996–1997hydrological cycle, rainfall records for the last 100years are analysed from 104 stations in easternAndalusia. Regarding the amounts of rain recordedbetween October 1996 and March 1997 in the 104stations studied, 31 presented new all-time records;15 presented values that were 80–100% of thepre-1995 record; 49 stations, 80–50%; and 9stations, < 50%. A map has been devised of thesusceptibility of the materials through which thesouth-eastern Andalusian road network crosses,together with an inventory of the damage caused byinstability phenomena on banks and cuttings of theroad network during the winter of 1996–1997. Therelationships between the rainfall during the studyperiod, the damage caused to the road network and thesusceptibility of the materials affected are analysed.The results indicate that there is a clearcorrespondence between the rainfall recorded and thesusceptibility of the materials with the inventorieddamage. It is concluded that the widespread seriousdamage caused in early 1997 to the roads andsurrounding areas in the Alpujarra region and thecoast of the Province of Granada was mainly caused bythe extraordinarily heavy rains. However, considerablyless damage was observed where the susceptibility ofthe terrain is low, thus highlighting the extremeusefulness of terrain-susceptibility maps for riskprevention and territorial planning.     

某高速公路下伏煤矿采空区稳定性分析

在论述某高速公路下伏砦脖煤矿采空区地质、采矿和工程地质特征的基础上, 进行了稳定性数值模拟分析, 定性与定量地分析与评价了该煤矿采空区的地表变形特征及稳定性。研究结果表明: 该煤矿采空区的变形尚未完成, 对拟建的高速公路将产生很大的危害, 必须采取相应的工程治理措施。      

摩擦桩基桩土间极限摩阻力取值问题探讨

通过对广珠东线高速公路横沥大桥的试桩及土体的工程地质条件分析,总结出影响摩擦桩基桩土间极限摩阻力取值的一般问题以及解决问题的方法和措施。     

混凝剂处理钻井废泥浆液的研究

通过烧杯搅拌实验对混凝剂处理钻井废泥浆液进行研究,从混凝剂适应p H值范围、混凝效果、沉降速度三方面研究比较,找出一种较为理想的混凝剂,并分析了影响混凝剂性能的主要因素,确定了混凝剂的最佳投放剂量。      

黄河源区水环境变化及黄河出现冬季断流的原因

自1954年有水文观测资料以来，黄河曾在青海省玛多县黄河沿水文站发生过3次断流。本文在分析黄河源区水环境特征及其影响因素的基础上指出，鄂陵湖、扎陵湖的环湖融区调节能力低，当遇到连续干旱、冬季其调节水量不足以维系黄河径流时便会发生断流，这是断流的主因。湖水位降低、开采沙金、过度放牧等自然和人为因素也会对黄河发生断流产生影响。鄂陵湖口附近黄河上修建的水电站开始蓄水，提高了两湖及环湖融区的调节能力，今后黄河冬季出现断流的可能性将大为降低。     

On the Validity of the Boussinesq Approximation for the Elder Problem

The Elder problem is an example of a density driven flow, motivated by experiments of a thermally driven convection in porous media. It is a mathematical benchmark problem used for code verification of density driven flow simulators and comparison of issues related to its numerical treatment. Its bifurcation diagram with respect to the Rayleigh number is investigated on a hierarchy of uniformly refined grids. Eleven stationary solutions are shown to exist for the Elder problem. Similar solutions can be found using the Boussinesq approximation. Despite this similarity the corresponding bifurcation diagrams are shown to be topologically not equivalent. This gives rise to serious doubts on the validity of Boussinesq approximation for this model problem. Grid convergence is investigated for the numerically obtained solutions.     

Unity of the national and the international in the socio-cultural development of the peoples of the USSR

International unity is becoming ever stronger in this country owing to an increasing similarity in the development of the cultural environment. This comprises the provision of all the country's republics with a sufficient number of schools, theatres, and other institutions and cultural information media in accordance with the needs of the population. An important part is played by the rise in ‘the general educational level, as well as the level of professional qualifications and skills. Among all the Soviet nations and nationalities, this rise being more rapid among formerly backward peoples. Prominent among the factors of internationalization is the progressive development of the nationalities’ cultural resources, while professional culture is being increasingly brought within the reach of the masses.The implementation of the nationalities policy promotes the all-round development of all Soviet nations and nationalities, their drawing together, the upsurge of the individual capabilities of every Soviet citizen.     

东濮凹陷北部沙河街组三段中亚段沉积环境分析

东濮凹陷北部沙三中亚段广泛发育盐岩和烃源岩,这两个看似不能共存的物质却在这里互层共生。该时期研究区沉积特征为多盐韵律与多层烃源岩互层共生、连续沉积,单个盐韵律厚度从几米到十几米,烃源岩有机质丰度高、类型好。平面上,两者在湖盆沉积沉降中心共生;垂向上,高有机质丰度、好干酪根类型与高盐度地层具有较好的对应关系。因而成为恢复古气候和古环境的重要研究对象。通过岩石学、古生物学以及Sr/Ba、B/Ga、(V+Ni+Mn)、Fe/Mn、Sr/Cu、Mg/Ca、V/(V+Ni)、稀土元素含量和氯同位素等方法对凹陷北部沙三中亚段的沉积环境进行研究。结果表明,凹陷北部沙三中亚段为深水沉积的还原环境,古盐度较高,达到半咸水-咸水沉积;微量元素和孢粉化石特征表明研究区沙三中亚段为温暖潮湿的环境。     

Mine-water chemistry: the good, the bad and the ugly

 Contaminative mine drainage waters have become one of the major hydrogeological and geochemical problems arising from mankind's intrusion into the geosphere. Mine drainage waters in Scandinavia and the United Kingdom are of three main types: (1) saline formation waters; (2) acidic, heavy-metal-containing, sulphate waters derived from pyrite oxidation, and (3) alkaline, hydrogen-sulphide-containing, heavy-metal-poor waters resulting from buffering reactions and/or sulphate reduction. Mine waters are not merely to be perceived as problems, they can be regarded as industrial or drinking water sources and have been used for sewage treatment, tanning and industrial metals extraction. Mine-water problems may be addressed by isolating the contaminant source, by suppressing the reactions releasing contaminants, or by active or passive water treatment. Innovative treatment techniques such as galvanic suppression, application of bactericides, neutralising or reducing agents (pulverised fly ash-based grouts, cattle manure, whey, brewers' yeast) require further research. Received: 13 August 1996 · Accepted: 3 January 1997