地质构造对岩层富水性的控制作用

水文地质结构系统控制地下水系,但在构造控水方面的研究仍较为薄弱。华北型淮南煤田整体断层、褶皱等地质构造极为发育,研究这些地质构造对地下水的控制作用机理、总结地质构造对岩层富水性的控制规律,对地质构造复杂地区采矿工程中的矿区地下水富集特征认识及煤层底板水害防治有指导作用。本文以淮南煤田北部矿区为研究对象,研究区地质构造复杂,运用水文地质结构系统分析法并结合大量实测数据研究了典型地质构造对岩层富水性的控制机理,认为地质构造对岩层富水性的控制有直接和间接两种途径,分述了两种途径的作用过程。丰富了构造控水理论,对矿山水文地质条件再认识有着重要现实意义。     

陕北生态脆弱区环境工程地质模式分区预测

陕北生态脆弱区煤炭资源埋藏浅、厚度大,其井下开采对地表生态环境影响更为敏感和剧烈,极易导致严重的环境工程地质问题。以红柳林井田为例,综合煤层开采对水资源影响的主要因素及其量化指标,对研究区进行了保水采煤环境工程地质模式分区预测。选取煤层厚度、红土厚度、黄土厚度、基岩厚度和煤层与潜水的间距等作为研究环境工程地质模式的关键因素,运用人工神经网络方法,在GIS平台下构建了基于多元信息的红柳林井田环境工程地质模式评价模型,对研究区进行了环境工程地质模式分区预测。结果表明,研究区存在4种环境工程地质模式类型,即环境友好型、环境渐变恢复型、环境渐变恶化型及环境灾变型。     

强降雨条件下诱发单体滑坡的多场特征耦合研究

重庆市云阳县外国语学校于2014年8月31日遭遇了百年一遇特大暴雨, 导致滑坡堆积体产生了明显的滑动迹象。本文在已取得详细的实地地质勘察资料的基础上, 考虑强降雨下渗产生动水压力的影响, 对滑坡堆积体的稳定性进行评价。在整个分析过程中以饱和-非饱理论作为基本理论, 利用Geo-Studio 软件中的SEEP模块及SLOPE模块进行稳定性评价。同时, 对强降雨条件下的位移场和渗流场特征进行了综合分析。通过分析取得如下成果:首先, 对强降雨条件下诱发单体滑坡的破坏形态和破坏机理作出解释, 另外, 通过对于滑坡体在整个破坏过程中变化特征的分析得到位移场和渗流场的演变规律, 为实际治理工程的顺利开展提供理论依据。     

山地环境地质灾害易发性县级区划研究以重庆城口县为例

本文以重庆市城口县作为研究区域, 基于地理空间数据库, 结合逻辑回归模型, 开展山地环境地质灾害易发性县级区划研究。在研究过程中选取坡度、坡向、剖面曲率、微地貌、坡位、距水系距离、岩性、距断层距离、距道路距离、高程、归一化植被指数(NDVI)、顺逆向坡、年平均降雨量等13个因子作为诱发地质灾害的影响因子, 应用GIS技术将各个因子专题图层栅格化, 建立地理空间数据库。采用逻辑回归模型, 在R软件中进行逻辑回归模型训练, 得到各个影响因子的回归系数。建立地灾等级评价图, 并将危险等级划分为极低、低、中、高、极高5种类型。对于研究结果运用受试者工作特征曲线(ROC曲线)进行合理性检验, 位于ROC曲线下的面积AUC值为0.901, 结果表明逻辑回归模型适用于重庆市城口县山地环境地质灾害易发性区划研究。     

地震动输入方向对结构扭转振动的影响

选取2009年姚安MS6.0、2014年鲁甸MS6.5地震的水平结构强震记录进行谱分析,结果均显示17 Hz、2.1 Hz为该结构第一、二振型的自振频率,且第二振型出现扭转现象。对比两次强震记录发现,鲁甸MS6.5地震作用下结构的扭转振动远超姚安MS6.0地震。利用SAP2000建立该结构的有限元模型,分别以实际入射角度输入场地强震记录并进行时程分析,其结果与强震记录谱分析结论一致。由于输入地震动的强度、频谱相近,因此判断其输入方向是影响结构平面扭转振动的主要原因。     

纳林河二号煤矿涌水水源判别的PCA-Logistic方法

纳林河二号煤矿作为纳林河矿区的第一对大型矿井,生产初期由于其自身复杂的水文地质条件和采掘的强扰动,导致涌水事件时有发生,给矿井的安全生产造成严重威胁,快速有效地找到涌水水源是防治矿井水害的关键。通过对纳林河二号煤矿主要含水层及采空区水样进行水质分析并绘制Piper三线图,揭示矿区各含水层地下水及采空区水的水化学特征,统计Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺+K⁺、HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-、pH和矿化度8个指标作为水源判别的原始数据,经主成分分析法（PCA）处理得到4个主成分F₁、F₂、F₃和F₄;将4个主成分的值作为Logistic回归模型的判别指标,建立纳林河矿区涌水水源判别模型;以36组标准水样作为训练样本,发现模型回代准确率为97.22%,再利用建立的模型对4组待判水样进行判别,结果与实际分析相符。研究结果表明：主成分分析和无序多分类Logistic回归方法相结合的涌水水源判别模型能够有效消除样本原始数据间的冗余信息,使涌水水源判别结果更加快速准确,可为矿井防治水工作提供决策和依据。移动阅读     

不同台阵形式对微动探测结果的影响

在江汉盆地的同一场地分别采用三重圆形、T形及L形3种不同台阵形式进行微动探测观测对比实验,结果表明,3种台阵形式提取到的频散曲线基本一致,但频散图谱能量集中度具有明显的差异。三重圆形台阵频散图谱能量集中度最高,L形、T形台阵在2.0～4.6 Hz频段范围内集中度较高,而在1.2～2.0 Hz频段范围内较分散;相比T形和L形台阵,三重圆形台阵更易于探测到地层分界面附近的波速突变特征,即三重圆形台阵比其他两种台阵形式准确性及可靠性更高。     

SPAC法在江汉平原地层结构分层中的应用

微动探测可以确定岩土性质差异较大的地质界面。利用微动探测方法,获取S波速度剖面,对潜江市浩口中学地下介质结构分层,并与该场地地震监测井项目的钻孔对比。结果表明,微动探测方法能较好分辨地层结构,对岩土性质差异较大的地层探测效果良好,可为地层分层提供重要依据。     

天然椰壳纤维加固红黏土地基模型试验

由于造价低、抗震性能好、施工简便等优点,加筋法成为一种常见的地基加固方法,天然环保的加筋材料选取是地基加固方法面临的难题之一。采用天然椰壳纤维对红黏土地基进行加固,通过载荷试验研究椰壳纤维加筋深度对红黏土地基承载变形能力的影响,并分析了土压力沿深度的分布规律。结果表明:随着加筋深度的增加,承载比均有较为明显的增大,但随着沉降量与基础宽度的比值从0.1增加到0.6,承载比大体上表现为先减小后稳定的趋势,且加筋深度越大,减小的幅度也越大。加筋深度为2 cm时,不同深度处的土压力均明显小于所施加荷载。加筋深度为4 cm时,埋深5 cm处土压力/荷载稳定在约0.6,其他深度处的土压力/荷载在荷载/最大荷载达到0.3时趋于稳定。加筋深度为6 cm时,埋深5 cm处土压力与荷载基本接近,其他深度处的土压力/荷载基本稳定,但均明显小于施加的荷载。由于应力集中,靠近加筋范围或在加筋范围内的土压力与所施加的荷载大小接近,远离加筋范围的土压力明显减小,当土压力计埋置深度达到2倍基础宽度左右时,土压力/荷载基本不变,说明荷载主要影响范围约为基础宽度的2倍。研究成果为地基加固的材料选择和海南地区地基加固提供参考。