秦巴山区浅层滑坡内动力地质成因分析

以秦巴山区安康市汉滨区洪山镇淀沟浅层滑坡为例,通过区域宏观构造、边坡细观结构、岩石微观构造等多种尺度详细剖析浅层滑坡的变形破坏特征及内动力地质成因。研究表明:秦巴山区浅层滑坡的成因机理与内动力地质条件密不可分。滑坡多发育于软弱变质岩区,受区域构造活动影响,褶皱、断层等宏观构造在区内连续、交错分布,造成岩石内部的矿物发生变形、拉长、剪断等,形成韧性剪切带,并产生大量微裂隙,多期次岩脉填充交切,使岩体性质更加劣化。当应力超过岩石强度时,内部片层状结构发生弯曲、折断、压裂等一系列微观变形,是变质岩主要的变形破坏方式。区内断层与滑坡斜交,岩层及褶皱枢纽产状与滑坡坡向同向同倾,也为滑坡的形成提供了良好的孕灾条件。这种相对脆弱的地质环境再受到人类活动和降雨等外动力因素影响,极易引发浅层滑坡,进而对附近居民及建筑物产生严重威胁。      

黄土高原城市工程地质分区——以铜川地区为例

城市新区的科学选址及规划需要以明确的工程地质条件为基础,因此开展城市周边工程地质分区研究已成为当前城镇发展工作中的关键环节。本文以铜川地区为例,根据地质构造及地貌演化确定了地貌类型,依据第四纪沉积物组合差异将地层沉积结构划分为风成沉积型、冲洪积型及风成-冲洪积复合沉积型。根据湿陷性试验结果,研究区内黄土埋深超过22m不具自重湿陷性,埋深超过24 m不具湿陷性;根据湿陷量计算值将研究区划分为非湿陷区、2级、3级和4级湿陷区。在此基础上将研究区划分为4个区(低中山区、黄土台塬区、黄土丘陵区和河谷阶地区)及8个亚区,并总结了各工程地质区的工程特性,其中:低中山区及黄土丘陵区不适宜建筑;黄土台塬区的2级湿陷高台塬亚区和2级湿陷低台塬亚区为适宜建筑;河谷阶地区部分适宜建筑;黄土台塬区的3级、4级湿陷高台塬亚区及3级、4级湿陷低台塬亚区进行地基处理后适宜建筑。研究成果可为黄土高原地区相似地质条件下的未来城市选址及工程建设规划提供指导和借鉴。     

地下巷道对工程建设场区稳定性影响的评估

地下巷道上方的工程建设,需进行在地面荷载作用下工程建设场区稳定性和地面变形的评估。采用随机介质理论,根据地下巷道结构特征、支护条件和地质条件,将岩土体视为一种“随机介质”,将开挖岩土体引起的地表下沉视为一随机过程,对不同工况下地下巷道周围岩土体的应力及应变作了计算机模拟计算分析,进行定量计算评估,得出场区稳定性、地面最大沉降和倾斜度的定量评估结论。     

秦岭矿产资源开采区斜坡灾害发育规律与识别研究——以山阳—商南钒矿开采区为例

以山阳—商南钒矿开采区为例,通过遥感解译、无人机航拍及野外详细地质调查,统计分析了斜坡地质灾害的分布与坡形、坡向、坡度、地层倾角、岩体结构与岩性的相关性。研究得出:（1）矿区斜坡地质灾害具有明显的顺向坡效应,顺向坡地质灾害占灾害总数的75.86%;（2）72.42%的灾害发育在坡度30°~50°的斜坡中;（3）灾害分布与地层倾角有很好的对应关系,大部分地质灾害集中在倾角40°~60°的范围内;（4）斜坡灾害多发生在结构面较发育的斜坡中,尤其是夹角在70°~90°的近乎正交的结构面组合范围内;（5）斜坡灾害多发育在硅质岩或白云岩与黏土岩互层中,而白云岩中多发生的是崩塌。同时,结合研究区遥感影像的对比分析,提出了斜坡地质灾害遥感识别方法,在此基础上,形成了一套矿区地质灾害早期识别技术。研究成果可为矿山企业和矿区居民对斜坡地质灾害的识别与预警预防提供技术支持。     

黄土边坡动力响应的影响效应研究

根据随机地震荷载作用下黄土动三轴试验的动剪切模量表达式和试验参数编制子程序,采用MSC.Marc软件建立有限元模型,并基于人工合成地震动时程对黄土边坡进行动力响应分析,研究输入地震波的卓越频率、幅值以及入射角变化,对黄土边坡位移、速度、应力的动力响应,分析对响应幅值、频谱的影响效应。由研究结果可见:边坡位移、速度等响应时程的卓越频率远小于地震输入波的卓越频率,边坡岩土介质对地震波的高频成分有过滤或吸收作用; 边坡的动力响应幅值极大的受地震输入波卓越频率的影响,对于给定的边坡,它将对包含某一卓越频率成分的地震动时程的动力响应异常强烈; 输入地震波幅值的变化,只引起边坡动力响应幅值的线性变化,不改变边坡中响应时程的频谱特征; 当地震波以一定角度入射时,边坡动力应力响应时程包含了更多的高频成分,位移和速度响应幅值随入射角的增大而减小,且越靠近坡顶减速越快,而应力响应幅值在坡顶与坡腰、坡脚处具有不同的影响规律; 另外,地震荷载作用方向的改变,还对边坡动力响应放大系数有较大影响,当作用力方向非竖直时,动力响应放大系数随地震波入射角的增大而减小。     

统一强度理论在边坡稳定性分析中的应用

基于统一强度理论,以某高速公路路基边坡的典型断面为例,运用刚体极限平衡理论中的毕肖普简化法进行计算,得到不同的统一强度理论参数、不同的双剪应力状态参数与边坡稳定系数之间的关系。在此基础上,讨论了边坡问题的强度理论效应。通过分析可知,中间主应力在边坡稳定性分析中不容忽视。实际工程中,应根据具体边坡的岩土特征及应力状态确定统一强度理论参数和双剪应力状态参数,确切地反映岩土强度特性,界定稳定系数的上下限范围,有效地发挥材料的强度潜能,节约工程费用。      

秦巴山区地质灾害发育规律研究——以镇巴县幅为例

以镇巴县幅为例,通过现场地质灾害调查、无人机航拍、室内遥感解译的方法,统计斜坡地质灾害的分布与地貌、坡度、坡向、斜坡结构类型、水系与公路的相关性,得出以下结论：1）斜坡灾害发育与地貌紧密相关,低山区与中山区斜坡地质灾害占灾害总数的96.97%.2）斜坡灾害主要分布在20～40°坡度区间内,灾害数目占总斜坡灾害数目的75.76%.3）41%的斜坡灾害分布在东、西两个方向斜坡上.4）顺向坡最易发育地质灾害,顺向坡地质灾害数量占总数的33%.5）河流对地质灾害有很强的控制作用,45.45%的地质灾害发生在距河流200 m范围内.6）研究区内斜坡灾害与人类工程活动特别是修建公路有很强的相关性,公路两侧50 m范围内发育斜坡灾害数量占总数的55.56%.结合研究区地质灾害发育规律及遥感影像特征,总结出一套适用于陕南秦巴山区的斜坡灾害识别方法,可为防灾减灾及灾害识别提供技术支持.