岩石破坏前后曲线分类及脆-延转换围压研究——蚀变岩常规三轴压缩试验Ⅰ

蚀变岩是工程中少见的软弱岩类,在西南某重大水电工程中,蚀变岩处于工程的重要部位,为保证工程的长期稳定性,对蚀变岩力学特性进行了深入全面的试验研究.通过对孔隙度不同的饱水蚀变岩进行系统的常规三轴压缩试验和总结分析,提出了蚀变岩三轴压缩下破坏前应力.应变曲线可分为3大类,破坏后应力-应变曲线亦可分为3大类的形态模式.并得出结论:蚀变岩的破坏类型受围压与孔隙度的共同影响,在给定的12 MPa围压下蚀变岩以脆性破坏为主,只有孔隙度大于16%且围压大于4 MPa时才有可能进入脆-延转换状态,且脆-延转换围压随孔隙度增加而降低,临界状态应力比随孔隙度增大而增加.     

贵州碳酸盐岩相与岩溶地下水赋水条件关系研究

贵州碳酸盐岩相控制了碳酸盐岩的类型和分布,碳酸盐岩又是岩溶地下水的储集岩,因此,碳酸盐岩相与岩溶地下水赋存条件存在一定的关系。通过野外调查和现场取样等手段,采用岩矿鉴定、化学分析、抽真空注煤油法和充气法、井下电视成像法等测试技术,选取贵州具有代表性的三个地层二叠纪茅口组(P2m)开阔台地相石灰岩地层、寒武纪娄山关群(∈2-3ls)局限台地相白云岩地层、三叠纪青岩组(T2q)台地边缘相(生物礁相)礁灰岩地层,从岩石的化学成分和结构特征等方面对不同岩相碳酸盐岩的赋水条件进行定性分析。同时运用层次分析方法和原理,对不同岩相碳酸盐岩的赋水条件进行定量评价。通过定性和定量评价得出贵州碳酸盐岩相与岩溶地下水赋水条件的关系为:台地边缘相礁灰岩的赋水条件优于开阔海台地相的石灰岩,开阔台地相的石灰岩的赋水条件优于局限台地相白云岩。该研究结果对指导贵州省岩溶地下水的勘探、开发利用及保护具有重要意义。     

贵州省开阳县斜坡地质灾害孕灾因子敏感性分析

开阳县地质条件复杂，区内山地灾害频发，在进行野外地质灾害调查的基础上，选取高程、坡度、坡向、工程岩组、斜坡结构、断层、水系、归一化植被指数（NDVI）8个影响因子作为斜坡地质灾害孕灾因子。基于GIS平台，采用确定性系数模型（CF）进行开阳县斜坡地质灾害孕灾因子敏感性分析，并通过敏感性指数（E）分析各因子对开阳县斜坡地质灾害的敏感性大小。结果表明:在高程515~993 m、坡度20°~50°、坡向为东南、西和西北向、软质岩组、顺向坡地区、距断层1 000 m以内、距河流800 m以内、NDVI值处于-0.098~0.181的区域，为开阳县地质灾害敏感区；坡度、岩性、坡向、距河流距离、距断层距离、高程6个因子为开阳县地质灾害的主要控制因素，NDVI和斜坡结构具有较低的敏感性；进一步分析表明，NDVI敏感程度很可能受高程1 288~1 664 m区间和北向坡向限制；斜坡结构敏感性主要受坡向东、西2个方向限制。研究成果可为开阳县地质灾害的防灾减灾工作提供参考。      

小湾水电站饮水沟大规模倾倒破坏现象的工程地质研究

倾倒破坏是陡倾层状岩体一类主要的变形破坏形式,一般发育于地表临空面附近的坡体浅部。根据文献资料,前人研究的倾倒破坏体能保持其完整形态者规模并不大。小湾水电站左岸坝前高边坡由于其特殊地形地貌及其岩体结构条件,使得如此大规模的倾倒变形体能保持其完整形态至今。由于倾倒变形体紧邻大坝且地势较高,一旦失稳,将给小湾水电站的建设造成不可估量的损失。查明倾倒破坏堆积体规模及其岩体结构特征,为倾倒堆积体边坡支护方案选择及稳定性评价参数选取提供依据。更重要的是,揭示这类大规模的倾倒破坏表现特征及其形成条件,对认识复杂条件下岩石高边坡的变形破坏机理具有一定指导意义。本文通过细致的野外调查,揭示了一类发育深度较大的大规模倾倒变形破坏。通过对边坡的详细描述与记录,阐明了这类变形破坏发育的特征和空间展布,并对其形成机制作了简要的分析。     

西南某电站河床坝基开挖卸荷条件下变形破坏的数值分析

西南某电站河床坝基开挖过程中,在河床底部出现大量表征岩体卸荷的变形破坏现象。开挖卸荷深度与卸荷强度成为大坝建设及其长期稳定性的关键问题。采用三维有限差分程序FLAC3D,分析开挖卸荷条件下坝基岩体变形破坏特征。结合现场卸荷裂隙现象调查资料,综合确定出所研究的河床坝基开挖卸荷影响深度及强度。为坝基综合治理提供必要的参考信息,也为今后此类中等地应力边坡开挖卸荷分析储备可以借鉴的资料。     

邻菲啰啉分光光度法测定红层砂岩中Fe(Ⅱ)和全铁的方法探讨

红层砂岩是丹霞地貌区的一套陆相或浅水湖相沉积碎屑岩,准确分析红层砂岩中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)在风化过程中的氧化还原关系,可作为该岩块风化程度以及深度的划分依据。在应用邻菲啰啉分光光度法测定铁含量过程中,Fe(Ⅱ)极易被氧化而导致结果偏低,有效防止氧化作用是准确测量Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)含量的重点。本文利用Fe(Ⅱ)与邻菲啰啉形成有色络合物的特点,在红层砂岩样品中滴加适量显色剂后用氢氟酸-稀硫酸溶解,取同一溶清液分别经过盐酸羟胺还原、邻菲啰啉显色、乙酸-乙酸铵缓冲液调节pH等步骤后,在分光光度计下测定微量Fe(Ⅱ)和全铁含量。该分析方法测定Fe(Ⅱ)的检出限为0.002%,RSD(n=8)小于2%,加标回收率为92.6%～94.7%。利用该分析方法测定赤水丹霞地貌区红层砂岩中Fe(Ⅱ)含量在0.01%～0.1%,全铁为0.7%～1.5%,差减法计算得Fe(Ⅲ)含量在0.7%～1.5%,测定结果与X射线荧光光谱法、重络酸钾滴定法一致。本方法采用显色剂和氢氟酸-稀硫酸溶解,能有效保存砂岩中原生Fe(Ⅱ),使用同一溶清液既能测定全铁,也能准确测定Fe(Ⅱ),为分析红层砂岩中各类铁含量提供了一种简单、准确的分析方法。     

西南某水电站坝肩抗力体长期稳定性分析

水电工程对坝肩抗力体长期稳定性要求极高,因此,对于复杂岩土体坝肩抗力体在水推力作用下的稳定性评价显得尤为重要。西南某水电工程坝肩岩体普遍发育有蚀变岩,因此需对其抗力体长期稳定性进行评价。根据考虑蚀变岩体流变特性的黏-弹-塑性本构模型,对水库蓄水运行期抗力体边坡应力、形变场等特征进行了三维数值模拟研究。研究表明,坝肩抗力体在蓄水6个月后三次应力场基本形成,即此时抗力体处于最危险状态,可能会出现蚀变岩带与断层交叉部位的局部破坏; 通过对蓄水5a后模拟得到的变形值及塑性区变化情况分析,得出坝肩抗力体整体上是长期稳定的。     

某工程蚀变岩孔隙特征及其软弱程度研究

孔隙作为岩体的初始损伤,对岩体的强度及变形特性的影响尤为明显,而孔隙发育是研究区内一类力学性质较软弱岩石的显著特征。对蚀变岩孔隙特征的研究是了解蚀变岩的软弱程度及孔隙度对其软弱程度的影响的有效方法。针对此蚀变岩进行岩矿及铸体薄片分析得出蚀变岩孔隙有原生、浅表生及构造3种成因,其中以原生为主。从饱水蚀变岩的常规单轴压缩试验应力-应变全过程曲线上求取蚀变岩的饱和单轴抗压强度及割线模量,再与相应试样的孔隙度进行相关性分析,结果显示出蚀变岩的饱和单轴抗压强度及割线模量均随孔隙度的增加而减小,且呈幂函数关系。由于蚀变岩的饱和单轴抗压强度(R c)及割线模量(E s)作为软硬岩评判标准具有一致性,且两者与孔隙度(n)存在较好的相关性,以此将3者共同作为蚀变岩软弱程度的划分标准,并得出软硬岩分界处n为12%、R c为30 M Pa、E s为5 GPa。