根-土间隙对斜坡降雨入渗的贡献——以头寨和段家营地区为例

在植被发育程度较高的云南昭通头寨试验区和呈贡段家营试验区,使用亚甲基蓝和罗丹明B溶液多次进行染色示踪渗透试验,发现根-土间隙的导流现象十分明显,其导流作用很可能已经超过了传统的三类土体大孔隙。对不同尺寸根-土间隙流道内水分入渗速度模型进行推导与理论计算,并将其与实测实值进行比较分析,最后讨论了头寨试验区和呈贡段家营试验区斜坡土体中根-土间隙在降雨入渗过程中导流量所占比例。结果表明:昭通头寨和呈贡段家营试验区斜坡土体中根-土间隙的尺寸主要集中在0.5~1.0 mm,多数间隙尺寸为0.5 mm左右,根-土间隙流道内水分下渗速度主要分布在区间0.027~0.203 mm/s和0.014~0.102 mm/s,两试验区土体中根-土间隙的导流量分别占总入渗量的72%~82%和54%~70%,相同面积上,头寨试验区土体中根-土间隙的导流量是呈贡段家营试验1.67倍,根-土间隙对降雨入渗的贡献是显著的。     

构造应力场与成矿流体（地下水）运移,分布的关系研究

未文通过哀牢山北段金矿带成矿期构造应力场与成矿流体(地下水)运移关系的研究发现,最大主应力低值区和已知金矿床、金矿点具有良好的对应关系,它们是成矿流体运移、卸荷的有利场所;成矿流体的运移受构造应力、温度梯度和水力梯度的联合控制。研究构造应力场与地下水运移、分布的关系不仅可以用于成矿预测,而且对于在新构造活动区寻找地下水、地下热水具有重要意义。     

马卡山不同植被群落下非饱和带大孔隙流路径示踪试验

为辨识在天然降雨条件下,植被发育斜坡非饱和带中具有优先流效应的大孔隙流路径,不包括死端大孔隙,分析两种植被群落下非饱和带大孔隙流路径分布模式差异及植被根系、有机质含量、土壤颗粒尺寸分布对大孔隙流路径分布模式的影响;选择亚甲基蓝作为染色示踪剂,结合降雨入渗模拟试验,在马卡山草本植被群落斜坡和木本植被群落斜坡开展染色示踪渗透试验。基于垂直开挖剖面采用图像处理技术获得大孔隙流路径分布模式图像。采用非参数检验分析大孔隙流路径差异。采用差方分析、回归分析法分析根系质量分数、有机质含量和颗粒尺寸分布对大孔隙流路径分布模式的影响。结果显示：木本植被群落斜坡大孔隙流路径分布模式更复杂,尺度更大;根系显著影响大孔隙流路径数量、尺度和分布特征,尤其是垂直向下和顺坡向下的根系,当根系尺寸增大时,其对大孔隙流路径影响更显著;有机质有利于团聚体间大孔隙的形成;黏粒、粉粒和砂粒对大孔隙流路径形成没有积极功效,但砾粒有利于大孔隙路径形成,尤其是在表土层;根-土界面和砾-土界面也是重要的大孔隙流路径。研究表明,可以通过根系分布形态、规模,有机质含量和砾粒含量综合评价植被发育斜坡大孔隙流路径分布模式。     

西昌昔格达组黏土岩动力特性试验研究

在大量动三轴试验的基础上,研究了不同固结条件(σ3c=100,200,400 kPa,kc=1.0,1.5,2.0)下西昌昔格达组黏土岩的动应力-动应变关系、动弹性模量、阻尼比及动强度特性。研究结果表明:西昌昔格达组黏土岩在一定条件下的动应力-动应变关系符合幂函数模型。动应力随着固结围压σ3c或固结主压力比kc增大而增大。在相同围压下,达到相同动应变时,偏压固结状态比均压状态所需要的动应力大。当其他条件相同时,动弹性模量随固结压力或固结主压力比增大而增大,随着动应变的增加而减小并趋于稳定。最大动弹性模量Ed0与σ3c/Pa、kc均有良好的幂函数关系,且对不同固结应力状态条件可以归一。阻尼比随动应变增大而增大,但增大幅度随动应变增大而迅速减小,阻尼比随围压或固结主压力比增大而减小,但它们对阻尼比影响较小。不同固结应力状态下(λ/λmax)与(1-Ed/Ed0)有良好的幂函数关系。西昌昔格达组饱和黏土岩动剪应力τd随固结围压σ3c或固结主压力比kc增大而增大,随振动次数增加而减小。τd/σm均随固结围压σ3c增大而减小,随固结压力比kc增大而增大。动剪应力τd与平均压力σm、固结主压力比kc有较好的线性关系。     

滑坡预警中的降水时空变异性——以云南头寨沟为例

目前已有大量不同尺度的临界降水标准对区域性滑坡进行预警,但仍存在预警空间外延性差、时间精度低、临界降水阈值不科学等问题。针对当前构建的临界降水阈值实现滑坡预警模型,以云南昭通盘河流域头寨沟为例,在研究区两个不同海拔高度位置分别布设气象站,进行了为期一年的降水观测,并比较了研究区两个不同位置的降水特征。结果表明:研究区降水梯度高达190 mm/hm,两个不同海拔位置降水变异性显著;降水持时是造成山上(2#站)与山下(1#站)次降水量差异的主要影响因素;发生小雨时2#站与1#站的降水差异性很小,但1#站发生中雨及以上的降水事件时,2#站的降水等级比1#站高1~2个等级,且有59.26%的概率会发生大雨或者暴雨;1#站为暴雨时,2#站100.00%概率为暴雨甚至大暴雨;2#站与1#站夜间降水均大于白昼,且强降水事件多发生于夜间。     

温湿气候区结晶岩与碎屑岩腐岩特征及其发育过程

发育于斜坡非饱和带的结晶岩与碎屑岩腐岩多夹于残坡积土层和风化岩带之间,保留有裂隙及层理等构造,但质地松软。腐岩结构体与母岩色差显著,保留原岩结构和构造特征,矿物成分以次生粘土矿物、次生石英及褐铁矿最为常见。腐岩次生微孔隙发育,具有低密度、高孔隙度、高渗透率、高容水度及高持水度特征。腐岩发育是通过低渗透岩石结构体风化前锋的渐进性扩展实现的,非饱和带高湿度空气形成的凝结水和降水入渗形成的非饱和渗流是该过程的核心动力。气态水分子能够扩散到低渗透岩石结构体表面内侧一定宽度范围内的孔隙系统之中凝结为液态水并溶蚀造岩矿物。雨季入渗降水在结构体表面形成的薄膜水流通过分子扩散机制接受其内侧结构体粒间溶液中的溶出组分并将其携入饱水带,同时恢复粒间溶液的侵蚀动力。当上述过程循环到一定程度时,结构面内侧便形成一定厚度的腐岩壳。腐岩壳在雨季直接吸收、贮存流经其表面的液态渗入水,在核心石外侧形成富水结构层并在旱季向包气带或其内侧的风化前锋提供水汽。随着时间推移,腐岩壳越来越厚,核心石最终消失;当某一范围内的岩石结构体全部演变为腐岩结构体时,该范围内的岩体也就完成了向腐岩体的转变。     

基于结构体的峨眉山玄武岩风化程度评价（Ⅳ）：风化指数FF

提要：岩石化学风化程度评价指标应该同时满足以下三个基本条件,即与风化程度之间的关系简单明确、对风化程度变化具有足够的敏感性和易于确定和不易受到人为因素影响。作为铁镁质岩石的主要代表,（峨眉山）玄武岩风化程度评价除考虑可引起组分淋失与富集的水解反应外,还应充分考虑二价铁的氧化反应。新鲜峨眉山玄武岩中并存的二价铁和三价铁的含量总体稳定,910个样品的FeO、Fe₂O₃平均含量分别为8.45%和5.15%,以均匀、随机的方式赋存于辉石、橄榄石、杏仁体中的绿泥石、磁铁矿及火山玻璃中。风化玄武岩、玄武岩斜坡地下水及新鲜玄武岩浸泡液的地球化学研究结果表明,FeO及Fe₂O₃含量对峨眉山玄武岩风化程度的敏感性明显高于其他组分,同时铁又是玄武岩风化过程中活动性最差的元素之一。三价铁和二价铁的摩尔数比值（FF）适合于峨眉山玄武岩整个风化过程的风化程度判别,比既有风化指数具有更高的分辨率,尤其是对风化初期玄武岩。     

缓倾坡内层状岩质高边坡稳定性分析以黄桷湾危岩高边坡的主斜坡为例

黄桷湾危岩高边坡是泥岩和砂岩呈类似夹心饼干状软硬互层结构、缓倾坡内的岩质高切坡。危岩高边坡除坡顶的陡崖处厚层砂岩发生崩塌失稳外,主斜坡体下部还存在局部的切层失稳。为确保高边坡下部的工程建设的顺利开展和居民的安全,采用数值模拟的方法对高边坡的主斜坡进行稳定性评价,选取天然自重和地震动荷载两种工况进行分析。计算结果表明:(1)主斜坡岩体在两种工况下仍处于稳定状态,但在地震动荷载作用下稳定系数下降显著; (2)陡崖和主斜坡接触带附近及主斜坡坡脚处应力集中现象明显,发生破坏的可能性更大; (3)主斜坡潜在滑移面位于坡内中深部,剪出口位置可能位于主斜坡的坡脚处。     

峨眉山玄武岩大规模灾难性崩滑事件的地质构造约束

滇东台褶带内上二叠统峨眉山玄武岩(P3β)滑坡的规模、失稳方向及其灾难性并不是随机的而是受到了区内地质构造的严格约束。喜马拉雅运动使得包括P3β在内的地台盖层褶皱回返;赋存于单斜断块或褶皱翼部的P3β的倾斜状态为其顺层滑移奠定了基础。滇东台褶带构造线相对稀疏,P3β整体性较好,这对于其发生大规模失稳是重要的;控制P3β岩层产状的断裂和褶皱主要为北东向,这决定了其大规模失稳的主体方向只能为南东向或北西向。北东向构造线控制的不同级别河流下切所形成的同向线状空间为P3β顺层失稳提供了不同序次基准面。北东向干流的支流一般与其垂直或大角度斜交,它们的溯源侵蚀是P3β盖层剥离、P3β斜坡塑造、滑坡物质运移通道与堆积场所形成的直接贡献者。P3β滑坡的灾难性一方面与不同级别北东向干流及其北西向支流构成的网状负地形空间网络有关,同时还与P3β盖层建造特征有关。北东向干流河谷,尤其是其与支流汇合处多具较高的人口密度。北西向支流穿越的P3β盖层为一套易于风化成壤的陆相沉积岩系,不同支流之间的山地具有较高的土地开发程度或植被盖度。土(林)地及水资源的丰富程度及地形条件等因素共同导致北西向支流沟谷也具较高的人口密度。这样,P3β潜在滑坡运移路径及主堆积区内均有密集的人口分布,而滑坡一旦发生,结果很可能就是灾难性的。     

深埋岩溶隧道涌水最大水头压力评估

深埋隧道涌水最大水头压力的预测具有重要的实际意义。提出了充水水源为地下暗河、充水通道为管状、板状及裂隙网络 3种条件下深埋岩溶隧道涌水水头压力的近似计算公式。