深埋长大隧道岩爆预测与工程防治研究

岩爆是深埋长大隧道面临的最主要的地质灾害之一,准确的岩爆预测对保障施工过程中人员、设备的安全具有重要意义。以拉林铁路巴玉隧道为研究对象,依据隧道沿线现场调查工作及试验研究成果,评价了工程区岩体的整体性和岩爆倾向性;以工程地质条件为基础,综合分析隧道工程区地应力场环境及邻近工程实测地应力成果,利用工程类比和三维数值反演方法获得隧道工程区初始应力场;选取隧道横断面作平面应变分析,计算获得开挖后隧道沿线围岩二次应力场;最后利用修改后的谷-陶岩爆判据对隧道全段进行岩爆状态预测,结果表明隧道多段具有发生中等或高等岩爆的可能。     

考虑含水率的红层泥岩蠕变特性及改进伯格斯模型EI北大核心CSCD

为揭示西南地区广泛分布的红层泥岩在不同含水条件下的蠕变特性,采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机进行三轴压缩蠕变试验。试验结果表明,(1)随着含水率的升高和轴向荷载的提升,蠕应变量与瞬时应变量的比值整体上都呈增大趋势,比值范围为0.117~0.985,平均比值维持在0.348~0.480之间;(2)红层泥岩的初始、稳态和极限加速蠕变速率都随含水率的升高而增大;(3)红层泥岩的长期强度随含水率的上升而降低,量化比较发现红层泥岩的非线性蠕变程度随含水率的上升而越得到体现。研究了红层泥岩蠕变的非线性特征,提出一个黏弹性模量E(ω),并引入一个非线性黏塑性体,建立一个新的改进后的伯格斯(Burgers)模型。基于BFGS算法和通用全局优化法对蠕变试验曲线进行辨识,确定模型参数,并进行模型可靠性分析,验证了所建模型的正确性和合理性。     

砂体等时对比的高分辨率层序分析技术

从深入分析砂体成因类型与基准面旋回过程的关系出发，详细讨论砂体在地层格架中的发育位置和分布规律，以及作为较长期层序界面的侵蚀冲刷作用对其两侧砂体的几何形态、稳定性和储集性等特征的直接控制作用．在此基础上，提出基于高分辨率层序分析的、在地层格架中进行相当时间地层反演的砂体等时追踪对比新技术方法，并较为详细地介绍了这一技术方法的工作原理、操作流程，和相控模式条件下的“等高程、非同期、异成因”和“非等高程、同期、异或同成因”砂体的两种等时对比模式。     

胶东邢家山地区燕山早期钼钨成矿母岩锆石U-Pb年龄及其意义

对从幸福山花岗岩中挑出的岩浆锆石进行了LA-ICP-MS分析,得出了由15个点组成的加权平均值为(157±2)Ma的年龄。此15个测试点均处于岩浆锆石的振荡环带上,且此年龄与邢家山钼钨矿辉钼矿Re-Os年龄一致,代表该花岗岩的结晶年龄。本次测试所得到的另外2组捕获锆石年龄(2798±13)Ma和(2250±18)Ma暗示该岩浆源区可能存在的新太古代-古元古代侵入岩基底,(230±6)Ma则可能暗示着该区存在三叠纪的岩浆活动。中生代以来(190~110 Ma),中国东部构造岩浆活动特征较为一致,与之相对应存在多期成矿作用。胶东地区广泛出露的玲珑花岗岩与幸福山花岗岩岩石地球化学特征及年龄基本一致,可能该区也存在着大规模的钼多金属成矿作用,只是大部分为后期构造抬升所剥蚀,邢家山钼钨矿是保存下来的代表。也说明,栖霞—福山地区中生代以来剥蚀程度相对较小,矿床保存条件较好,故应重视该区中浅成矿床(斑岩-矽卡岩型、卡林型、造山型浅成矿床等)的寻找。     

安县雎水河流域地质灾害发育、分布及影响因素

安县雎水河流域属龙门山山脉与四川盆地过渡地区,地形切割强烈,地层岩性复杂,活动断裂发育,特别是"5.12"汶川特大地震后,区内地质环境变得十分脆弱,大型、特大型崩塌滑坡泥石流流十分发育,具有数量多、规模大、分布范围广,呈区域性密集分布等特征.在"成兰线雎水河段卫星遥感解译图"的基础上,通过对该流域两次详细的地质测绘调查,分析了地质灾害的发育、分布特性及其影响因素,进而对灾后重建提供一定的参考依据.研究得出的主要认识有:(1)地质灾害在流域内分布范围广、密度大、呈密集性分布,"成群成带性"现象明显;(2)地质灾害的分布与地形地貌有密切的关系,大多数地质灾害发生在高程800～1 500 m,坡度30°～50°的范围内;(3)地质灾害主要沿雎水河及其支流两岸发生,多呈线性分布;(4)发震断裂控制着地质灾害的分布,在断层的上下盘分布表现出明显的差异,断层上盘的地质灾害数量明显多于下盘,距发震断裂10 km范围是地质灾害最为发育的区域;(5)地层岩性与地质灾害的类型有密切的关系,坚硬、较坚硬岩组中的崩塌数量远远多于软弱泥页岩、千枚岩岩组,软岩、极软岩岩组中的滑坡比坚硬岩中相对要多;(6)不同的岸坡结构控制着地质灾害的发育、分布,横向岸坡中崩滑最为发育,其次为斜向倾内层状岸坡.另外,中陡倾岸坡中的地质灾害较缓倾岸坡发育;(7)地质灾害的类型、发育分布与也与坡体结构、岩体结构及其组合特征有一定的关系.研究发现,顺层边坡中如发育有陡倾坡内的结构面,则易形成滑坡,而反倾边坡中如发育有倾坡外的结构面则更易形成崩塌.     

马达岭滑坡室内岩石力学试验研究

马达岭滑坡所在的自然边坡为一典型的缓倾斜横向斜坡,岩层近南北走向,呈软硬互层状结构。岩性以砂岩为主,坡体内存在大量软岩夹层和裂隙。斜坡下120m处发育有2层可采煤层,且煤层开采后留下大量采空区。斜坡的变形及稳定性主要受采空区顶板砂岩和坡脚煤岩的强度特性控制,本文以室内岩石力学试验为基础,系统研究了砂岩的基本力学属性及煤岩的抗剪强度特性,并分别分析了两种岩石的变形破坏特征。综合分析实验结果表明,砂岩的抗拉强度在坡体稳定性评价中起着控制性作用;煤岩的抗剪强度对斜坡稳定性影响最为直接;受层面控制,煤岩抗剪强度值较小,而其残余强度较峰值强度更是减小了60%;2种岩石的变形破坏特性受其风化程度不同,都存在较大差异。     

水位骤降条件下含砂层堆积体边坡稳定性分析

砂土遇水湿化后,其强度呈现出一定幅度的降低,这对含砂层堆积体边坡稳定性非常不利。本文以我国西南某库区堆积体边坡为例,对砂层在水位骤降条件下对边坡稳定性的影响进行了深入研究。该堆积体在纵向上可划分为三层(第①层、第②层、第③层),其中第②层和第③层堆积体中含砂量较大,表现出明显的河流相堆积体的特征。在此基础上,采用有限元数值模拟的方法(FEM)对该堆积体边坡在蓄水和水位骤降条件下的孔隙水压力特征进行模拟,而后,采用极限平衡法(LEM)、考虑非饱和土的基质吸力,对边坡在水位骤降条件下的稳定性进行分析。最后,对比含砂层堆积体边坡模型和不含砂层堆积体边坡模型,对砂层在水位骤降条件下对边坡稳定性的影响做了较为深入的分析和探讨。     

2012年6·29贵州岑巩龙家坡滑坡灾害的基本特征与成因机理:一个由侧向剪切扰动诱发大型滑坡的典型案例

侧向剪切扰动诱发滑坡是一种新型滑坡类型,深入研究其成因机理,有助于开展滑坡预警工作。2012年6月29日6时20分左右,贵州省岑巩县思旸镇龙家坡山体发生大规模滑坡,300～400万 m³岩土体失稳后堵塞坡下的马坡河,形成20余 m高的堰塞坝及库容达7万余 m³的堰塞湖。笔者在对灾害现场进行详细地质调查的基础上,结合现场调绘、航拍、颗分试验等手段,对龙家坡滑坡的基本特征进行了分析研究,对滑坡发生及成灾原因进行了初步分析。结果表明:滑坡区风化破碎的厚层堆积体、有利的岩层倾向以及前缘临空是滑坡发生的基本条件;滑坡区南侧地下水径排区被堆填大量粉黏土弃渣,不仅为该区斜坡人为增加了巨大推力,还使该区斜坡地下水局部富集。在强降雨条件下,南侧堆积区首先发生滑动,其对主滑体的侧向剪切扰动作用带动主滑区大规模失稳破坏。由此,对这类侧向剪切扰动诱发的滑坡,在进行地质灾害调查和预警时,除了应调查其岩土体特征外,还必须查明其边界条件。     

考虑含水率的红层泥岩蠕变特性及改进伯格斯模型

为揭示西南地区广泛分布的红层泥岩在不同含水条件下的蠕变特性,采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机进行三轴压缩蠕变试验。试验结果表明,（1）随着含水率的升高和轴向荷载的提升,蠕应变量与瞬时应变量的比值整体上都呈增大趋势,比值范围为0.117～0.985,平均比值维持在0.348～0.480之间;（2）红层泥岩的初始、稳态和极限加速蠕变速率都随含水率的升高而增大;（3）红层泥岩的长期强度随含水率的上升而降低,量化比较发现红层泥岩的非线性蠕变程度随含水率的上升而越得到体现。研究了红层泥岩蠕变的非线性特征,提出一个黏弹性模量 ,并引入一个非线性黏塑性体,建立一个新的改进后的伯格斯（Burgers）模型。基于BFGS算法和通用全局优化法对蠕变试验曲线进行辨识,确定模型参数,并进行模型可靠性分析,验证了所建模型的正确性和合理性。