晋西公路黄土洞穴的危害及三维数值分析研究

黄土洞穴是晋西黄土高原发育的一种特殊地质灾害。文章在晋西黄土区调查基础上得出,黄土洞穴对公路的危害主要包括对路基路面的破坏、对路堤路堑边坡的破坏及对排水设施的破坏。文章运用三维有限元法分析黄土洞穴在自重环境下对公路路基路面的危害情况及洞穴周围剪应力的变化,得出基于洞穴位置与洞径大小双变量情况下的洞顶临界埋深求解方法,为公路洞穴的有效防治措施提供依据。     

国道219线新-藏公路改建工程地质灾害评价

国道219线新-藏区界至红土达坂路段全长109．55km。大部分路段穿越湖盆槽谷中央部位，部分线路沿湖盆边缘台地布设，海拔高度介于5000-5400m之间，地势平坦开阔，多年冻土发育，工程地质条件较差；现有公路路基高度低，几乎没有排水设施。冬季易产生路基冻胀和涎流冰危害，春、夏季因冻土融化，常引起路基沉陷和翻浆，严重危害公路运输安全甚至阻断交通。公路工程修建活动将极大地改变冻土环境，使天然状态下的水分循环发生改变，导致多年冻土退化，上限加深，进一步诱发冻胀、融沉、热融滑塌等冻土灾害，加剧风沙灾害、诱发公路边坡失稳破坏。在即将进行的公路改、扩建工程中，应采取保护冻土的设计原则，优选线路，加强侧向排水，合理设置取弃土场。     

西部公路路基内部排水效果模拟研究

以半挖半填路基为例，讨论了各类地质单元与路基系统的作用及路基系统内部地下水运动特征，着重分析了地下水对路基边坡稳定性的控制作用，通过敏感性分析，阐明了降低路基边坡地下水位的必要性，研究了地下水对路基系统的作用机理；建立了路基排水的数学模型，对影响路基排水的降雨强度、渗沟间距、排水时间等因素进行了敏感分析；通过对路基系统渗透系数、入渗系数、降雨量及初始水头的不同取值，运用Modflow软件对排水效果进行了模拟；通过工程实例，验证了路基排水设计方案的合理性。     

黄土软岩公路隧道防排水合理结构型式研究

针对甘肃省及临近地区干旱、半干旱黄土地区工程地质、水文地质特点,实地调查该地区已建隧道渗漏水情况,分析该地区隧道渗漏水成因。以天巉二级汽车专用公路9座隧道为依托,应用工程类比法提出适合该地区的涌水类型划分方法,涌水类型划分为滴渗、淋淌、股水和突水4种,并分析了影响隧道防排水结构设计的因素和防排水设计原则。在此基础上,提出了防排水设计的4种合理结构型式及其适用条件。研究结果为天巉公路、巉柳公路防排水设计与施工提供了有效指导。     

黄土边坡暗穴对公路桥梁的致灾机理分析

根据黄土暗穴空间走向的不同,将黄土边坡桥基下伏暗穴对桥梁的危害归纳为倾倒破坏模式和滑塌破坏模式。采用二维有限元方法,对黄土边坡顺沟向桥基下伏暗穴对桥梁的致灾机理进行了数值模拟分析后得出:黄土暗穴引起的桥梁变形以垂直下沉变形为主,水平方向的变形不明显;随着黄土暗穴的发展,其半径由0.2m逐步增大至0.5m、1.0m时,桥梁失稳主要表现为桥基下伏黄土暗穴周围的舌状塑性区沿45°方向放射性扩展,与桥基附近土体塑性破坏区相贯通导致桥梁不均匀沉降并向沟外侧倾倒破坏。同时,通过有限元法进行模拟计算,得出了桥梁安全时顺沟向桥基下伏黄土暗穴的临界埋深与其半径之间关系可用对数函数关系式表示,其相关系数反映拟合关系具有很高的精度。     

宁夏黑城至海原高速公路沿线湿陷性黄土特性分析

黄土作为一种特殊性岩土,具有特殊的工程地质性质。在黄土地区的公路建设中,过去人们常常对黄土重视程度不足,未对黄土地基进行处理,加之排水设施不完善,造成了工程建成后病害不断。黄土在宁夏回族自治区广泛分布,随着高速公路向宁南山区的延伸,高速公路也逐渐进入宁夏回族自治区的黄土地区,对该地区黄土的工程性质进行深入分析很有必要。     

湿陷性黄土边坡预应力锚索耐久性与改善措施研究

随着预应力锚索在湿陷性黄土边坡加固工程中的广泛应用,其耐久性问题就变得日益突出,湿陷性黄土边坡预应力锚索出现了较多因预应力损失而引起的失效事故。基于湿陷性黄土边坡预应力锚索运行现状进行研究,研究表明:黄土腐蚀性对边坡预应力锚索耐久性影响微弱,黄土湿陷性和地质条件变化对边坡预应力锚索耐久性影响显著;通过采用加强排水措施、提升浅部注浆工艺和注重运行维护等措施可以改善湿陷性黄土边坡预应力锚索耐久性;改善后的预应力锚索在监测期内处于平稳波动的服役状态,运行效果良好。本研究以期为湿陷性黄土边坡预应力锚索的设计、施工和运行维护等提供借鉴。     

湖南省郴州市梨树山滑坡的成因机制及防治

1前言梨树山滑坡位于湖南省郴州市城区环城南路与梨树山路交汇处。2001年因修建梨树山路对原山体进行了人工切坡,沿公路东侧形成了一长约200余m,最大高差达35m的边坡。同年雨季因暴雨触发山体滑坡,冲垮了山坡前部砌置的片石挡土墙,滑坡前缘推进到道路的中央部位。此后,每逢雨季均有不同程度的崩滑变形活动,且有继续发展和再次滑动的危险,严重影响着行车安全和道路正常使用。通过对该滑坡的变形机理、成因机制和稳定性进行深入分析,提出切实可行的综合整治措施,掌握类似地层边坡的变形破坏规律,望能对类似地质条件下的边坡防治研究工作有所裨…     

饱和黄土稳态强度特性的试验研究

饱和黄土的稳态强度（残余强度）是黄土边坡是否发生流滑的关键因素,为了评价饱和黄土的残余强度就需要很好地了解饱和黄土的不排水剪切性能。通过对重塑黄土的固结不排水三轴试验,研究了饱和黄土的稳态强度特性。试验研究发现饱和黄土有两种典型的不排水剪切特性：稳态特性和准稳态特性,且大多数情况下饱和黄土总表现为稳态特性,只有疏松的黄土表现出准稳态特性。根据试验结果得出了黄土的稳态线与稳态强度线,用来分析黄土边坡的流滑机理。同时证明了饱和黄土稳态线的存在性和惟一性;探讨了描述黄土稳态性质的参数内摩擦角和黏聚力的物理含义;比较了饱和黄土与砂土稳态特性的差异。     

土工格室对黄土路堤边坡抗冲刷的试验研究

在黄土地区,植被恢复很慢,由于黄土本身的特性以及突发性的暴雨,对路堤边坡的冲蚀作用十分明显,甚至造成路基的坍塌。用格室防护黄土路堤边坡的冲刷试验研究,目前尚未见报道。通过一系列对比试验并详尽分析,发现土工格室对黄土路堤边坡冲刷防护的效果明显。在此基础上,对土工格室的冲刷防护机理进行了初步探讨。     

陇东陕甘边界降雨水毁灾情调查与启示

黄土地区降雨导致的水毁灾害常有发生,造成严重的工程灾害和人员伤亡。对已有水毁灾害的调查和成因分析,可为防治区灾害提供经验。2021年8月中旬至10月初,在陇东陕甘边界黄土地区持续了50多天降雨,引发了大量水毁灾害,导致G211国道中断两周。文中介绍了这次降雨在G211沿线及其附近的村镇引起水毁灾害的现场调查情况,发生在村镇的水毁灾害有黄土窑洞塌陷、土质房屋和夯土围墙倒塌;发生在道路上的水毁灾害有路基外缘沉陷开裂,路基内侧边坡崩塌、斜坡浅层滑移及滑坡泥流等地质灾害。这些灾害规模小、影响范围不大;但数量多、致灾性较为普遍。文章还调查了植被对黄土斜坡稳定性的有利和不利影响。针对水毁灾害,分析其原因并提出了村镇和道路建设中针对此类水毁灾害的预防措施。     

映秀—卧龙公路沿线汶川地震地质灾害研究

映秀—卧龙公路是汶川地震灾区距震中最近、震害最为严重的一条公路,本文对沿线地震地质灾害进行了详细的调查研究。依据震害特征,将沿线震害划分为斜坡中上部强风化岩体及土层失稳、结构面切割岩体崩滑失稳、滑坡、泥石流等4类,并分析了沿线震害发育规律。调查表明:龙门山后山断裂两侧地震地质灾害呈现显著的差异性,主要是由深大断裂的消震隔震效应,地貌放大效应,地质结构等三方面因素决定的。通过134条实测剖面分析,研究了地震失稳斜坡坡度和失稳部位。地震诱发失稳斜坡坡度在33°~84°之间,主要分布在41°~65°之间,可以认为地震诱发斜坡失稳灾害主要发生在40°以上的斜坡。斜坡失稳部位主要分布在斜坡中上部以及地貌突出部位,主要失稳部位在0.4坡高以上。从研究斜坡动力失稳的角度,将沿线斜坡划分为基岩-土层及强风化层斜坡地质结构、不利外倾结构面基岩斜坡地质结构、块状构造基岩斜坡地质结构、块碎石土层斜坡地质结构等几种地质结构模型,分析论述了各种地质结构相应的地震地质灾害类型及特点。     

地形三维可视化在川藏公路典型路段中的应用

利用地形平面图的数据和有关区域地质资料的数字化方法实现川藏公路典型路段三维地形的显示和实时浏览,为进一步利用地理信息系统进行研究区地层岩性、地质构造和地质灾害分布的叠加分析进行地质灾害研究提供了矢量化的地形底图。川藏公路典型路段的三维地形可视化工作对于川藏铁路的选线、绕避不良地质灾害的发生和开凿铁路隧道的位置选择等将会有一定的参考价值。     

Expected damage from displacement of slow-moving slides

Facilities such as buildings, highways, railways, bridges, dams and pipelines often are built on natural slopes where the risk of landslides is not low. The vulnerability of these facilities to slow-moving slides has sometimes been underestimated, although the velocity of some classes of slow slides is uncontrollable. More than 50 cases of slow slides were compiled from the literature for this study. Some statistics about the movement trigger(s), the methods used to measure displacement, the material forming the rupture surface and the type of the vulnerable facilities are presented. It is shown that the expected degree of damage to urban settlements, highways, bridges and dams can be related to the slide velocity or accumulating displacement. Buildings and residential houses may tolerate higher slide velocities and total displacements than other facilities before experiencing serious damage. Movements as low as 100 mm may severely damage bridges, but such low rates may cause only moderate damage to urban communities. The relationship between movement and the expected extent of damage should be useful to geotechnical engineers who deal with different classes of slow slides and will help in the choice of appropriate mitigation measures based on preliminary estimates of movement rates.     

喜马拉雅山区公路边坡崩滑灾害与防护措施破坏规律分析

喜马拉雅山区构造断裂发育,地震活动频繁,新构造运动强烈,内外动力地质作用异常活动,使该区域公路边坡扰动灾害十分严重,对区域内公路的安全运行构成了极大的威胁。本文通过实地调研和理论分析,探讨了喜马拉雅山区高速公路边坡扰动崩滑灾害发育规律、防护措施破坏特征和破坏机理。从边坡的物质成分和地层结构类型出发,对全区公路边坡类型进行了分类,并提出了边坡失稳破坏的多种模式。通过空间统计分析发现,喜马拉雅山区公路边坡崩塌灾害的发生和分布与区域断裂、地震动强度、岩土结构类型及气候环境条件等因素密切相关,并给出了量化的变化指标。在此基础上,采用地球内外动力耦合作用的理论对喜马拉雅山区地质灾害的成因和演化机制进行了分析,认为差异隆升与河流下切导致岩体结构松弛效应及山体崩塌滑坡,是内外动力耦合作用的结果。在公路工程时间尺度上,气候变化是当前该地区最为活跃的外动力地质作用。在边坡扰动灾害防护方面,边坡灾害防护措施的稳定性、安全性等不确定性较大,调查中10%的边坡崩滑防治工程出现了不同程度的破坏。通过对防护措施破坏特征的分析,阐明了边坡灾害防护效果与防护措施自身稳定性差异性的原因,提出边坡坡面防护措施的选型与优化...     

天津高新技术产业园区海泰小区路面塌陷成因

路面坍陷是威胁城市安全运行的重要隐患。天津高新技术园区海泰区段路面塌陷、地下暗穴空洞和污水管渗漏三者之间,存在着密切的联系。作者通过现场勘查、地质雷达探测、管线机器人内窥探视技术、工程钻探、三维地质建模等综合方法研究其塌陷成因机理。研究表明,其成因机理在沿海地区具有代表性和典型性,即脆弱的自然(地质)系统与人工(工程)系统在多种因素复合控制下的相互作用,管线埋设于软土层中,由于自然沉降和后期压实作用,导致软土层垂向和侧向差异迁移,引起拼接而成的污水管线在接触部位产生缝隙、破损,使高于管线的地下水向管内渗漏,土层因颗粒物质流失而形成空洞,进而导致路面塌陷。据此,提出管线埋设前和塌陷后所采取的治理措施,重点在于防止因管线破损而造成地下水和管线内的排泄水产生交换,避免管线外转的土层颗粒流失。     

南北活动构造带中段地质灾害与重大工程地质问题概论

甘肃天水等城镇和成兰交通廊道位于青藏高原东缘南北活动构造带中段,是中国东西部地质、地貌边界带,断裂活动性强,地震活动频繁。本文在区内地质资料收集分析和野外地质调查的基础上,从活动断裂、浅表层地质灾害、深埋隧道重大工程地质问题等角度,分析了甘肃天水等城镇和成兰交通廊道规划建设过程中可能遇到的工程地质问题,认为:研究区内对成兰铁路和甘肃天水等城镇具有重大影响的活动断裂带主要有15条,并对区域构造应力场具有重要影响,具有强震诱发背景;研究区内地质灾害极为发育,主要包括崩塌、滑坡和泥石流,地质灾害的发育分布受强降雨、地震和活动断裂影响大,并发育一系列古地震滑坡,部分崩塌和滑坡方量大,具有高位、高速远程等特征,已严重制约着城镇、铁路、公路等地面工程建设,危害严重;研究区内深埋长大隧道多且工程地质问题复杂,已经遇到并严重受高地应力、软岩大变形、涌水突泥和高地温等重大工程地质问题的影响,同时还存在活动断裂断错效应对深埋隧道和桥梁等重要工程设施的长期影响。针对上述工程地质问题,深入探讨了其发育分布规律,并提出了调查研究途径和解决办法,对区内重要城镇、重大工程规划建设具有一定的借鉴意义。     

Palaeo-karst collapse pillars in northern China and their damage to the geological environments

According to statistics, there are a total of 39 sites of palaeo-karst collapse pillars in Northern China, as well as 3,650 palaeo-karst collapse pillars. Through an overall survey and analysis of the distribution regularities and formation mechanisms of palaeo-karst collapse pillars in the northern coal mine regions, this paper found that the rock formation structures, geological structures, karst characters, underground hydrodynamic conditions of karst and neotectonic movement conditions are basic geological bases for the formation of karst collapse pillars and rule the distribution of them. Karst collapse pillars apparently have three south–north regularities in terms of distribution, and they have resulted in severe damages to geological resources and environment in their distribution areas: mine water inrush causing and coal resources damage and influencing the impounding of reservoirs as well as the stability of dam sites. Based on the basic geological features of palaeo-karst collapse pillars in northern China, this paper also introduces the new methods of integrated prospecting of successive approximation to determine hydraulic conductivity of palaeo-karst collapse pillars.