多层状碳酸盐岩岩溶发育基本模式及其在水利工程中的应用实例

我国西南近代地壳抬升区的多层状碳酸盐岩岩组常被河流深切割。被河流深切割的这些多层状碳酸盐岩岩组其岩溶发育特征对水利水电工程建设具有重大的影响。受岩性的控制,多层状碳酸盐岩岩组的溶蚀作用一般仅在碳酸盐岩岩层内进行,岩溶顺层发育成多层状,在无特殊条件破坏情况下,层间非碳酸盐岩岩层成为相对隔水层,是水库防渗的良好依托;但一些张性、扭性断裂的切割作用或是层间非碳酸盐岩岩层塌陷,都可能导致层间隔水层遭受破坏,使岩溶出现穿层发育现象,对水库防渗极为不利。因此,在水库防渗设计中应特别注意是否存在层间渗漏缺口及其影响问题。      

清江大龙潭水利枢纽防渗帷幕设计及效果监测分析

大龙潭水电站坝址位于碳酸盐岩地区,岩溶发育受岩性和构造控制:在奥陶系南津关组第一段(O1n1)页岩夹灰岩、第二段第一层(O1n2-1)泥质条带灰岩及寒武系第四段第二层硅质条带灰岩(∈34m-2)中岩溶不发育,其他地层的灰岩中岩溶发育;岩溶发育方向主要沿岩层层面和顺河向的断层发育,形成岩溶通道。因此水库渗漏主要沿岩溶发育的断层产生,防渗帷幕设计以奥陶系底部18.8m页岩为防渗依托,并重点加大断层部位的工程量。后期地下水长期观测分析表明,帷幕防渗效果良好,不存在大的库水渗漏,仅在局部断层构造发育部位渗漏量略大。大龙潭水电站防渗帷幕工程成功的范例为碳酸盐岩地区其他工程的防渗优化设计提供了很好的借鉴意义。     

岩体不连续面迹长与直径间的概率关系模型分析

由于“随机”概念的模糊性,在假定不连续面为薄圆盘及弦长作为迹长的前提下,基于迹线端点在圆周上均匀分布、迹线中点在直径上均匀分布、迹线中点在圆面域内均匀分布这3种明确而又不同的“随机”含义,可以得到3种合理的迹长 与直径 间的概率关系模型。通过对这3种模型进行分析认为：其在各自的“随机”含义下都是正确的,只是适用条件各异;野外实际可行的条件是介于模型2 和模型3之间的,合理地分析应该同时考虑这两种模型。在实际应用中,应该首先对所有取样面产状之间的关系进行分析,根据其结果来分配给模型2和模型3以某种权重,这样得到的迹长与不连续面直径之间概率关系更具合理性,其结果弥补了目前国内外进行的相关研究仅仅考虑到第2类模型的不足。     

复合材料土钉受力机制及数值分析

介绍了复合材料土钉的特点：高比强、可设计性、廉价性、环保性等,并制作了直径为21 mm的杆体,进行了抗拉试验,总结了拉挤杆体的一些特性;并用有限元对钢筋土钉、复合材料土钉和预应力复合材料土钉3种支护基坑的变形与破坏进行了对比分析,结果表明：(1) 复合材料支护基坑的变形与钢筋土钉、预应力复合材料土钉支护基坑的变形区别很大;(2) 在深度小于10 m的基坑,预应力复合材料土钉与钢筋土钉支护基坑的变形接近。(3) 3种支护方式的基坑沉降位移的区别不大。     

充分考虑振动台实验滑移特征的地震滑坡基本单元体永久位移估算方法研究

充分考虑振动台实验揭示出来的基本地震滑坡单元体震动滑移特征,总结得到其永久位移的估算方法:（1）考虑地震动惯性力和重力的联合作用,计算相应向上和向下滑移的屈服加速度,以反应其可能向上和向下滑移的行为;（2）在适度简化斜坡岩土体动力学模型的基础上,考虑斜坡岩土体自振特性和滑体所在高度对地震波的放大效应,得到滑体附近的局部地震加速度;（3）考虑滑体附近局部加速度和滑移屈服加速度的控制作用,计算每一地震波的周期内滑体相对滑床所能达到的最大滑移速度（向上和向下）,进而得到相对动能;（4）考虑到滑体的动能基本耗散在滑带上,基于能量守恒原理,将相对动能除以滑带上的摩擦力,即可估算出每一周期内的永久位移;（5）将每一地震波周期内产生的永久位移相累加,即可得到总体的滑动位移。经与实验结果对比,本估算方法具有较高的精度与可靠性,虽只考虑了水平向地震动作用的影响,但对于存在竖向地震动的情况,其思路同样适用,只是需要计入竖向地震动惯性作用力的影响。     

黔中水利枢纽一期工程区岩溶发育模式及水库防渗研究

黔中水利枢纽一期工程区河流深切割,地层呈典型的、且具普遍性的多层状碳酸盐岩岩组结构。受岩性控制,溶蚀作用一般仅在碳酸盐岩岩层内进行,岩溶顺层发育呈多层状,并由于岩层倾角的原因岩溶在两岸具较大差异。在无特殊条件破坏情况下,层间非碳酸盐岩岩层成为相对隔水层,是水库防渗的良好依托。工程区所遇断层F3为压性断层,未破坏多层状的岩溶系统结构,但层间岩溶塌陷使得多处层间隔水层遭受破坏,岩溶越层发育,对水库防渗极为不利。进一步的分析表明,枢纽坝区可能的大渗漏部位及防渗设计主要在大坝两坝肩附近。     

岩体渗透性空间对河谷地下水形态的控制作用 以洮河九甸峡水利枢纽坝区为例

河谷区的地下水水位线形态表征着河谷区地下水的流场特征,其成因关系到水库渗漏和工程的可行性。岩土的渗透性对河谷地下水形态具控制性作用,在同一工程区内岩土体渗透性在空间上的分布也常常是不均一的,在我国西南部的高山峡谷地区,岩体的渗透性空间具明显的各向异性和分区分带特征,这使得地下水水位线形态在横剖面上呈现缓U型、斜W型和W型,在河流两岸产生地下水低凹带。通过对甘肃洮河九甸峡坝区地质条件的研究表明,河谷两岸地下水低凹带并非一定是存在强渗流通道所致,河谷区岩体渗透空间具有的分层分带和强各向异性特性足以使得河谷两岸出现地下水低凹带。这有效地解决了因坝区存在地下水低凹带而带来的疑虑和担忧,有力地推动了工程的进展,同时对于其他地区工程的开展具重要的借鉴意义。     

液化规范判别与实际震害现象的差异对比——以唐山地震震害为例

砂土液化判别是地震地质灾害判定和预测的一项重要工作,判别方法以规范为主,但在实际工作中发现规范的判别结果与实际情况存在差异。本文在查阅大量唐山地震震害资料的基础上,选择3个典型工程场地,根据实际钻孔现场标贯原位测试数据,采用《建筑抗震设计规范》中的方法进行液化判别,发现规范判别结果与实际震害现象之间存在着一些差异。分析认为,抗震设防烈度与实际地震动不同、地下水位变化、上覆非液化土层的厚度、局部场地效应、地震动持时以及实验造成的人为误差等,均是造成差异的原因。分析结果也表明,规范中的判别方法具有较普遍的适用性和较强的实用性,但由于基础数据的局限性及判别公式本身存在的定性异常,其判别结果的合理性还有待于进一步研究论证,这也是造成判别结果与实际震害现象存在差异的原因之一。本文的研究结果对地震液化的机理认识、判别方法的完善,均具有一定的意义。     

天津滨海场地土动力学参数研究

天津滨海地区是典型的软土区,属晚第四系以来的浅海相沉积软土。本文收集了该地区地震安全性评价报告中的土动力学参数的实验资料,并补充了15个钻孔的测试实验,统计分析了淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土、粉质粘土、粘土、粉砂、细砂等7种土类的实测土动力学参数,给出了它们在不同深度下的动剪切模量比和阻尼比的统计值。然后,选取了2个典型钻孔并建立了土层地震反应分析模型,分别运用本文统计值、94规范值和袁晓铭等(2000)的推荐值进行土层地震反应计算,从反应谱形状、地表峰值加速度和反应谱特征周期等方面说明了本文统计值的适用性和针对性。本文的研究成果对天津滨海地区各类工程建设的场地地震安全性评价工作具有一定的借鉴和参考价值,且有利于该地区工程场地地震安全性评价工作的开展。     

重力坝坝基沿软弱结构面滑动失稳的非线性机制

对于存在单组软弱结构面的坝基深层抗滑问题,考虑了坝基软弱结构面介质在不同环境因素条件下的复杂弹脆性(应变硬化)和应变软化属性,用突变论建立了坝基沿单软弱结构面滑动的尖点突变模型。通过建立的模型分析,发现坝基滑动失稳主要取决于软弱面上复杂弹脆性介质和应变软化介质在应变软化拐点处的刚度比k、材料的均匀性指标m及几何力学参数;并给出了发生突变失稳的充分力学判据,指出传统的刚体极限平衡分析法存在一定的缺陷。指出库水水位上升还存在一种降低介质材料刚度比k的新机制,从理论上阐明,坝基滑动突变失稳的发生相应于水位峰值,在时间上可能具有滞后性;而工程处理措施的实施除提高坝基软弱结构面抗滑能力外,还具有一种增大材料刚度比k的新效应,使得滑动失稳更不易发生。