兰临高速公路袁家湾段切坡开挖失稳过程及其机理

袁家湾滑坡受人类活动控制和影响非常典型,在新构造活动以及褶皱构造和断裂构造较强烈的影响下,发育于结构松散破碎、表层风化严重的砂砾岩夹泥岩的顺倾岩层中,本文以滑坡的工程地质分析为主,结合FLAC3D数值模拟,分析了边坡在复杂的自然环境下和人类活动改造过程中的重复性、继承性、相似性和增大性的滑动特征,以及在人类改造形式下的独立性和多样性的破坏形式,揭示该滑坡伴随着人类的切坡开挖破坏逐渐加深加大,逐步向自然状态协调发展的演化过程。     

黄土粒度分维在公路自然区划中的应用探讨

针对当前黄土地区公路自然区划宏观程度高、实际难应用等问题,研究新的区划方案、寻找理想的区划指标意义重大。以分形理论为基础,分析了甘肃黄土粒度分布的分形结构特征。结果显示,黄土具有良好的统计自相似性,其分维值介于2.15~2.705之间;黄土的粒度分维值可定量表征黄土的物理、力学和水理性质及差异,即黄土的粒度分维值越大,其干密度、比表面积、粘聚力、内摩擦角越大,微、小孔隙含量越高,但其平均孔径、孔隙比、湿陷系数和渗透系数越小,其工程地质性质愈稳定;在空间上,黄土粒度分维值存在显著的区域性变化规律,反映了甘肃黄土地区二级公路自然区划的5个二级区的差异。认为黄土粒度分维值可作为公路自然区划的主要指标之一,参与三级区的划分,为公路工程的设计、施工提供科学依据。     

灰色关联法在青海明长城单体建筑病害与危险性评价中的应用

土遗址保护是目前国内外文物保护研究的热点问题,但关于土遗址的病害量化,各病害间的关联程度以及土遗址的危险性评价却少有研究。通过对青海省湟中明长城的17个单体建筑-烽火台的现场调查,采用灰色关联理论分析坍塌体积、掏蚀体积、冲沟体积、裂隙长度、洞穴体积、片状剥离面积、生物破坏面积7个影响因子的权重及关联性,并建立土遗址单体的危险性评价模型进而对其进行危险性评价,最终确定各单体建筑的危险程度。     

青海明长城烽火台病害发育与海拔相关性研究

青海省明长城历经千百年风雨侵蚀和人为破坏,大多已消失殆尽,仅剩极少部分以土遗址的形式存在。经有关研究表明,明长城土遗址主要发育有包括片状剥离、冲沟、掏蚀、坍塌、裂隙、洞穴以及生物病害等6种典型类型。作为明长城的一种特殊建筑类型,烽火台主要具有传输信息的军事功能,其大多分布于高海拔地区。本文遴选分布于青海省湟中地区17座烽火台,对其病害发育进行现场勘查,并收集相关海拔资料,对烽火台病害发育与海拔进行拟合,旨在探究海拔对烽火台病害发育的影响。通过系统分析得出海拔对生物病害、片状剥离、洞穴以及掏蚀等4种典型病害影响存在一定影响,其中对片状剥离、洞穴以及掏蚀3种病害影响尤为显著,本研究为土遗址病害发育机理研究提供一种新的思路,并为青海省明长城文物保护工作提供有益参考。     

敦煌莫高窟玉门组砂砾岩风化特征研究

风化是引起莫高窟围岩（砂砾岩）破坏的一种重要病害,严重影响莫高窟的长期保存。为研究莫高窟玉门组砂砾岩的风化特征,选取莫高窟南侧一处崖体为试验点,采用逐层剥离的方法,分别在距崖体侧表面0cm、3cm、5cm、8cm及10cm深度处进行现场声波测试、回弹测试并取样进行X-射线衍射试验和易溶盐试验。试验结果表明:莫高窟围岩在风化作用下强度降低,现场声波测试和回弹测试结果均随着开挖深度的增加而不断升高;砂砾岩胶结物的主要矿物为石英、方解石、长石、白云石、石膏等,主要黏土矿物是绿泥石;其可溶盐主要包括Na₂SO₄、NaCl、CaSO₄等。同时结合气象数据及试验结果,分析了影响岩体风化的主要因素,初步讨论了岩体的风化机理,包括:（1）温度应力引起岩体结构破坏和裂隙发育;（2）胶结物中的主要矿物方解石易于发生水化作用,转化成易溶的Ca（HCO₃）₂,发生迁移,破坏岩体的胶结结构;（3）盐风化也是岩体风化的一个重要方式,Na₂SO₄、CaSO₄等可溶盐在水汽作用下发生溶解、结晶及水合作用,体积膨胀,对孔隙壁产生较大压力,致使岩体颗粒之间联结减弱,结构破坏,裂隙发育。     

一种基于SEM图像研究土体颗粒及孔隙分布特征的分析方法

以4处渤海海岸带黄土SEM图像为研究对象,以宏观孔隙比作为分割阈值选取的主要参考标准,基于颗粒/孔隙及裂隙分析系统(Particle/Pore and Crack Analysis System,PCAS)对海岸带黄土SEM图像进行颗粒与孔隙的划分,分别获取了颗粒及孔隙的长度、宽度、等效直径、排列方向、形状系数、周长、面积等一系列微结构参数,完成了海岸带黄土微结构的定量化研究;根据研究结果,以等效半径作为主要参考,提出了一种获取粒径或孔径小于75μm的颗粒或孔隙的分布曲线的方法,可得到与密度计法及压汞法试验结果相似性较高的累计曲线,其结果可作为密度计法及压汞法试验的补充研究方法。     

碎石土地基湿陷性研究

主要以甘南330 kV变电所碎石土地基的现场浸水载荷试验和室内实验为基础,根据湿陷变形的特征,分析了影响碎石土地基湿陷变形的主要影响因素,探讨了碎石土地基的湿陷机理。认为碎石等大骨架颗粒与细粒胶结物相填充的特殊结构是碎石土地基湿陷最主要的原因。碎石土由于浸水骨架颗粒之间抗剪、抗压强度降低而导致碎石土结构破坏,随之填充在骨架颗粒之间的细颗粒产生二次湿陷,两者引起土体体积减小所导致。     

高分子材料SH渗透加固遗址土的效果研究

西北地区的土遗址由于外界环境对其破坏作用以及自身的物理力学性能相对较差的原因,导致其逐渐消失。对土遗址坍塌、掏蚀等部位,可以采用拌和回填的方式进行恢复,而表面风化则需要喷洒或钻孔注浆进行加固。本文对经高分子材料SH渗透加固后的遗址土的抗崩解能力、抗干湿循环能力、抗冻融循环能力以及NaCl易溶盐的迁移特点从质量损失率的角度进行研究分析,发现经SH渗透加固后抗崩解能力大大提高、抗干湿循环的能力随干密度的增大而增大、抗冻融循环能力变化受含水率和干密度共同影响,干密度越小,平衡含水率值越大、SH能够抑制水分向土体上部迁移,最后对以上各种试验现象进行合理的解释。     

中国西北地区气象因子对夯土遗址裂隙发育的影响

中国西北地区遗存有大量的土遗址,其种类繁多,形式各异,时刻遭受各类气象因子的影响,裂隙是其普遍发育的病害之一。为了更好地研究气象因子对夯土遗址裂隙发育的影响,本文基于近5a对分布于甘肃和青海境内的多处明代夯土遗址开展的工程实践,分析了降雨、蒸发、温度、日温差和日照等主要气象要素对裂隙发育的影响,较好地揭示了我国西北地区夯土遗址裂隙发育的气象环境效应。分析结果表明：（1）随着降雨量的增大,蒸发量的减小（即干旱指数的减小）,温度的降低和日照的减弱,裂隙发育率、平均裂隙长度和最大裂隙长度整体趋于增大,且相对潮湿的自然环境更能促进宽大裂隙的后期发育;（2）随着降雨量的减小,蒸发量的增大（即干旱指数的增大）,温度的升高和日照的增强,平均裂隙宽度和最大裂隙宽度整体趋于增大,且干旱状态的自然环境更能促进微小裂隙的前期发育;（3）气象环境对遗址的影响是一个复杂的过程,影响的因素较多,且往往是同时进行、相互影响和相互促进的,其对土遗址所产生的影响结果是相似的。     

不同水岩作用下板岩物理力学性质劣化实验研究

甘肃舟曲、武都地区是我国滑坡、泥石流等地质灾害发育最为密集、活动最为频繁的区域之一,该区广为出露的志留纪板岩的水岩劣化进程是滑坡、泥石流高度发育的主要原因之一。研究通过对经历不同次数饱水循环、干湿循环养护后板岩的宏观形态的观测,质量变化、弹性波速和单轴抗压强度的测试,对板岩在两种不同水岩作用方式下裂纹扩展过程、质量、波速和强度等相关指标的变化进行了对比研究,揭示了水岩作用方式下板岩的劣化规律,并初步探讨了板岩在不同水岩作用方式下的劣化机理,为滑坡、泥石流灾害的区划评价和防治提供有益的参考。