吕梁山区黄土边坡工程地质分区及强度参数选取

在山西省黄土高原综合治理分区图基础上,通过实地调查最典型黄土丘陵沟壑区（I区）的53个典型公路黄土边坡,根据边坡类型、地层组合形式以及边坡破坏模式等要素,将其进一步划分为晋西北（Ia）、晋西（Ib）和晋西南（Ic）3个亚区; 并对53个边坡的黄土进行了强度特征的试验研究,获得了边坡黄土在不同直剪试验方法下的峰值强度、启动强度与残余强度的参数值。根据边坡工程地质特征与工程调查类比,对3个亚区边坡在3种强度参数下的稳定性进行了统计和数值分析,结合应力变形计算实例分析发现：强度参数在不同地域具有明显的差异特征,晋西北区（Ia）降雨少,构造活动不频繁,边坡以坡面破坏为主,采用峰值强度进行边坡设计更为合适; 晋西区（Ib）构造发育,老滑坡较多,且地震活动使得土体强度相对下降,公路边坡设计的强度参数选用残余强度,有较高的安全保证; 晋西南区（Ic）降雨多,优先选用启动强度,能最大程度地避免地质灾害的发生。     

吕梁山区黄土物理性质力学参数区域分布特征

黄土因其特殊的物理力学性质及工程特性,在外界环境影响下易引发诸如黄土崩塌、滑坡、泥流等地质灾害。因此,研究黄土土性参数区域性分布特征对地质灾害防灾减灾具有重要意义。以吕梁山区L1黄土地层为研究对象,在野外调查、代表性点位取样的基础上,对研究区内133个取样点340组黄土试样进行黄土土性参数室内试验,获得其土性参数;基于所得数据,通过统计分析及ArcGIS软件平台,分析研究区内L1黄土地层土性参数分布特征。结果表明：黏粒含量、天然含水率、孔隙比、黏聚力、内摩擦角的分布在南北方向上具有较好的规律性,山脉东西两侧规律略有不同。另外,黏粒含量、天然含水率、黏聚力、湿陷系数的区域分布规律较为明显,内摩擦角区域分布上较为离散。研究结果为从土性特征方面对地质灾害易发性评价提供基础数据支撑。     

根据参数反演结果分析非饱和黄土边坡破坏机理

边坡的变形破坏本质上有两方面的因素控制,(1)开挖或堆载引起斜坡内应力的重分布; (2)地表水渗入或地下水变动引起其抗剪强度的变化。大部分黄土路堑边坡位于地下水位以上,斜坡开挖以后,应力不再改变。 如果不是在人工灌溉区,其破坏大多可归结为降雨入渗引起的黄土抗剪强度的降低。对于非饱和黄土来讲,其孔隙水压力为负值,传统的Terzaghi有效应力原理不适用于Mohr-Coulomb抗剪强度公式,而Bishop的非饱和土有效应力公式中参数测定周期很长,技术还不是很成熟,目前在实际工程中应用还不现实。如何基于目前常规的测试方法,合理地确定边坡抗剪强度参数,是值得研究的问题。本文对局部发生滑坡的山西吉家塬黄土路堑51.6m高边坡,采用Bishop法反演边坡c、值; 取边坡上的黄土样,测了不同含水率试样的直接快剪强度参数。将试验结果与反演结果对比发现,含水量在接近土样塑限时的直接快剪试验结果与反演结果较为接近。塑限是土的一个状态界限指标,即固态到塑态含水量的界限值。土由固态进入塑态,土强度显著降低,此时最容易发生变形破坏,这符合土体稠度状态和强度变化的本质。因此建议在黄土边坡设计中,一般可取塑限含水量下的直接快剪强度指标作为边坡稳定性评价的指标。     

考虑初始结构性参数的结构性黄土边坡稳定性评价

针对应力比结构性参数存在的问题,建立了结构性黄土初始结构性参数与含水率、围压之间的关系,在变形过程中建立了更为合理的结构性参数与广义剪应变的关系,并将其引入结构性黄土的强度理论中。在此基础上,通过数值计算对边坡结构性参数分布的变化规律及潜在滑动面的确定进行了评价。研究结果表明：建立的初始结构性参数可以反映黄土边坡的结构性参数初始分布场;结构性参数变化的上限是初始结构性参数,下限为结构性完全丧失后的结构性参数,且其值等于1.0;在结构性黄土边坡稳定性分析中,通过结构性参数的分布规律可在一定程度上确定边坡的潜在滑动面,但仅适用于塑性区域呈明显的带状集中分布的情况。     

厂坝露天矿边坡工程地质研究与岩体力学参数预测

由于厂坝铅锌矿露天开采提前转入地下开采带来了一系列生产与安全问题,其中边坡稳定性问题尤为突出。为了矿山的安全生产,开展矿山边坡的稳定性评价和失稳预测极为必要。为此,本文首先进行了矿山边坡的工程地质与水文地质研究;结合矿区的矿山滑坡实例分析,揭示了影响高矿山边坡稳定性因素;结合矿区的地质地层条件,采用了RocLab软件进行了矿山边坡的岩体参数研究,由此给出了该矿北帮和东帮边坡的岩体理力学参数,为矿山边坡的稳定性分析和失稳预测提供基础。     

西南某电站坝区岩体强度参数选取的工程地质研究

在坝区岩体质量分级的基础上，对所有的原位抗剪试验结果按岩体质量级别，分别作出点群分布图后，根据优定斜率法，进行了岩体强度参数选取的系统研究。结果表明，由于现场试件考虑了岩体结构效应影响，ｃ值又按下限选取，故所得参数可不经任何折减，而作为稳定性分析的计算值采用。     

山西吕梁山区城镇边坡风险分级与优化

因地质环境容量有限,吕梁山区城镇化建设的快速发展导致边坡地质灾害隐患日益突出,严重阻碍了吕梁山区城镇化建设的持续发展。解决城镇边坡安全的首要问题是城镇边坡风险分级,即确定边坡的风险,在此基础上采取相应的边坡地质灾害风险防控措施。以吕梁山区吉县城区为例,在风险分级系统评分指标优化、风险调查与评分的基础上,基于数理统计学理论,依据统计趋势线的自然拐点法对边坡的危险性与危害性分级标准进行了改进与厘定,并划分为高、中、低、很低4个等级,建立了吉县城区边坡风险分级表。依据吉县城区边坡风险分级表,结合边坡的危险性与危害性级别,判定吉县城区高风险边坡22处,中风险84处,低风险21处,风险很低8处。吉县城镇边坡风险分级方法与技术的探索研究,可为吕梁山区城镇边坡地质灾害风险分级与防控、土地利用规划及城镇化建设发展提供技术支撑。     

抗剪强度随深度线性增长的黄土边坡稳定性分析

黄土-古土壤地层相间沉积,地层厚度大,沉积年代久,受压密和胶结作用,土的抗剪强度参数随埋深逐渐增长,地层划分与取值困难。本文探究了黄土和古土壤抗剪强度参数随埋深的变化规律,发现黄土的黏聚力随埋深线性增长,截距为0;古土壤的黏聚力随埋深线性增长,截距达50.5kPa,斜率与黄土的较为接近;黄土与古土壤的内摩擦角均随埋深没有显著变化。结合黄土和古土壤的绝对沉积年代研究成果,进一步建立起黏聚力与沉积年代的线性方程。利用有限元网格划分的优势,将黏聚力线性增长模型与弹-理想塑性有限元相结合,建立起黏聚力随沉积年代线性增长的有限元模型,并将黄土与古土壤强度进行区分。采用强度折减法,进行边坡稳定系数计算。通过山西吉家塬已滑边坡案例对模型进行验算,证明了模型的合理性。     

边坡及其它类工程地质问题研究

本文提出有关边坡工程地质研究方面的一些新概念，看法和问题，并概述了属地这一专题的边坡及其它各类工程地质问题的研究成果。     

浅谈西安市临潼城区工程地质分区

根据西安市临潼城区地基土的成因、类别、物质成分和土的特性，将其分为冲、洪积扇硬土区；杂填土、软土区；埋藏型古河道复杂地层区；骊山北坡工程地质区等4个区城，同时对不同分区工程地质特征进行了简要阐述，并提出了在该区进行工程地质勘察时应注意的事项。     

工程地质分区与岩土工程问题

以某综合服务区为例,根据场地稳定性和工程适宜性进行分区,绘制分区图。研究各分区内的岩土工程问题,进行工程地质条件评价,为各分区的岩土工程勘察、设计和施工提供参考。     

奉化江、姚江流域工程地质分区和工程地质问题

根据钻孔原位测试和岩土样品试验室分析结果,对奉化江、姚江面积约600km。流域的工程地质结构进行了研究,并对流域地表以下60m范围内进行了工程地质分区和工程地质问题探讨。结果表明：（1）全新统镇海组有3个工程地质层和5个亚层,上更新统宁波组有3个工程地质层和20个亚层,下伏基岩归入1个基岩工程地质层;（2）可选用的持力层为④1、④3-2、④3-3、⑤1、⑤3-1、⑤3-2、⑥1、⑥3-1、⑥3-2、⑥4工程地质亚层和基岩工程地质层,持力层地基承载力特征值fak≥160kPa;（3）流域内有两个硬土层,即岩性为粉质粘土的第一硬土层④1和第二硬土层⑤1;（4）根据各持力层的厚度和组合分布特征,研究区被划为6个工程地质分区,并提供了每一个工程地质分区的持力层、基础类型;（5）主要工程地质问题是地面沉降和软土震陷。     

黄土边坡开挖后强度变化规律研究

在室内对52个原状土样进行卸荷条件下的直剪试验,测定不同先期固结压力下卸荷土体在不同滞留时间的抗剪强度值,试验结果表明:不同先期固结压力下原状土体卸荷后,在相同的卸荷滞留时间下卸荷后土体的抗剪强度随着先期固结压力的增大而增大;当先期固结压力为200 KPa时,土体的抗剪强度是随着滞留时间的增加而减小的,在卸荷5～7 d后强度就不再明显下降。利用试验结果以某高速公路高边坡为研究对象进行了稳定性分析。     

高陡边坡滑坡体黄土的强度特性研究

黄土台塬是黄土地区典型的地貌特征,塬边多为高陡边坡,极易发生崩塌和滑坡地质灾害。位于陕西境内泾河以南的黄土塬－泾阳南塬为典型的高陡黄土边坡,其崩塌、滑坡地质灾害频繁发生,自东南向西北的大小滑坡形成了延绵约30 km的滑坡群。对泾阳南塬滑坡群进行分析,以其中一规模较大的近年滑坡--东风滑坡为例进行了实地考察、现场测量,对滑坡体后缘和前缘的黄土进行了一系列的室内物理和力学性质试验。分析了高陡黄土边坡滑坡的发生过程和破坏机制,由颗粒分析和湿陷性试验得出滑坡体前后缘土体的湿陷液化特征。分析了不同含水率对强度参数的影响,并对比分析了原状黄土和重塑黄土的强度参数和结构性,验证了重塑饱和黄土的应力-应变关系和体应变-轴应变关系与邓肯-张模型符合较好,为高陡黄土边坡稳定性分析强度参数的合理选取提供了参考     

江苏省洋口港地区工程地质特征及分区评价

通过梳理施工及收集的147个工程地质钻孔,对比了洋口港地区50m以浅土体的形成时代、成因类型、岩性及其物理力学性质,厘定了工程地质层序,将土体划分为6个工程地质层、16个亚层。综合考虑地貌单元、成因类型、土体结构特征及存在的主要环境工程地质问题将研究区划分为海积平原工程地质区、三角洲平原工程地质区和滩涂围垦工程地质区,在工程地质分区的基础上,结合主要持力层和不良地质体进行了地下空间开发利用地质条件评价,为洋口港地区规划、建设与管理提供了基础地质依据。     

兰考县城市规划用地工程地质分区及工程适宜性评价

基于目前兰考县存在的工程地质突出问题,结合水工环综合地质调查,以兰考县自然因素成因划分了2个工程地质区和2个亚区,依据工程建设层内垂向土体的成因、岩性、物理力学特征,划分了3个地质分段。建立了工程适宜性评价体系,选取了5个一级评价因子,12个二级评价因子,采用多因子加权指数和法,对规划用地工程建设适宜性进行了评价,划分了适宜区,较适宜区、基本适宜区、较不适宜区4个大区,为城市规划提供依据和参考。     

含水量对黄土边坡稳定性的影响

为了研究含水量变化对黄土边坡稳定性的影响,首先对兰州某黄土边坡的黄土试样进行了不同含水量下的直剪试验。试验结果表明,随着含水量的增加,黄土的抗剪强度以幂函数形式减小。但含水量对内摩擦角的影响更显著。因为黄土的粘聚力较小,其变化对抗剪强度的影响相对较小。其次,应用直剪试验结果对四个简单边坡模型进行了黄土边坡稳定性系数随含水量变化的分析。分析表明:随着含水量的增加,黄土边坡的稳定性系数以幂函数形式逐渐降低,当含水量较高时逐渐趋缓。实际上,边坡稳定性系数随含水量变化规律与抗剪强度随含水量变化规律相似。相同坡度时,边坡的高度对稳定性系数有不太大的影响,特别当黄土边坡含水量达到9%以上时,坡高对边坡稳定性系数的影响可以忽略。     

秦王川盆地工程地质分区研究

运用兰州新区最新地质构造、地震及勘察研究成果,结合新区建设进程中崩塌、滑坡、泥石流、不稳定斜坡、土壤盐渍化等对城市构成威胁的环境地质与灾害地质问题。在兰州新区地貌和划分的岩土体类型基础上,根据区内工程地质条件的相似性和差异性,对兰州新区工程地质条件研究,将新区划分为堆积盆地工程地质区和丘陵工程地质区两个区。其中,丘陵工程地质区分为稳定、较稳定、稳定性较差3个亚区。堆积盆地工程地质区和稳定的丘陵工程地质亚区岩（土）体稳定性好,工程地质条件好;较稳定的丘陵工程地质亚区岩（土）体稳定性较好,工程地质条件较好,这些区域可作为新区今后重点开发建设的区域。此项研究成果对兰州新区规划建设和工程建设适宜性评价具有重要的指导意义。     

非饱和黄土结构性参数与其强度指标关系初探

在非饱和黄土结构性前期研究成果的基础上,初步探索了结构性参数与强度指标之间的联系规律以及如何利用结构性参数求取土体不同结构状态下的强度指标等问题。分析表明,结构性参数与强度指标之间存在良好的内在联系;所定义的非饱和黄土结构性参数比与土结构性的影响因素之间关系密切;通过反映土结构性各因素综合影响的定量指标--综合结构状态量,结合原状黄土天然含水率下的强度指标,可以在较大范围求出给定结构状态下非饱和黄土的强度指标。     

黄茅海沿岸地区工程地质分区及特征研究

依托粤港澳湾区1:5万环境地质调查(平沙农场幅、荷包岛幅、平岚幅)取得的实测数据,结合前人对该区的工程地质研究成果,根据区域地壳稳定性、地貌形态、成因类型及岩土体类型等特征,将黄茅海沿岸地区划分丘陵沟谷区(I)和平原松散堆积区(Ⅱ)2个工程地质区;并按岩土体的成因类型及物理力学性质细分为6个工程地质亚区或地段,结合土体物理力学性质,探讨研究区主要工程地质问题及应对建议。为研究区工程建设提供参考。