上海市地下水位大幅抬升条件下土层变形特征分析

过去对地下水位持续下降条件的地面沉降研究较多,但对水位大幅持续抬升过程中的地面沉降研究较少。本文根据 上海大量地面沉降、水位观测和钻孔资料,系统分析上海市90年代末以来地下水位大幅抬升条件下各土层的变形特征。自 1998年以来,上海市通过大幅压缩开采量、回灌地下水等措施使第二、三、四和五承压含水层水位分别平均抬升2.1 m, 3.6 m, 12.4 m, 12.7 m。水位的抬升使上海市地面沉降平均速率由1998年的12.2 mm/a减小到2011年的1.83 mm/a,减少85%。 通过对27组分层标数据分析发现：现阶段主要压缩层位在第一、二软土层,年沉降速率为2~4 mm/a;而第二含水层以下土 层已经有少量回弹。在水位持续大幅抬升过程中,本文总结了两种变形特征：1） 变形和水位变化基本同步,残余变形量非 常小,变形可概化为线弹性变形,这种变形主要发生在第一、二、三和五承压含水层、第五和六弱透水层;2） 压缩速率逐 渐减小,无明显持续回弹趋势,有较大残余压缩量且存在变形滞后现象,变形可概化为弹塑性变形,这种变形主要发生在 地第二、三和四弱透水层。第四承压含水层变形较复杂,两种变形特征都有。其中较大残余变形量主要由塑性贮水率比弹 性贮水率大2个数量级引起;变形滞后主要由弱透水层中超孔隙水压力消散较慢引起。本文研究成果对于掌握水位抬升过 程中土层变形方式、发生发展机理、预测未来地面沉降及地下水科学管理和资源评价具有重要意义。     

江苏东海CCSD主孔超高压变形与折返变形的叠加关系

位于苏鲁超高压变质地体南部的中国大陆科学钻探工程（CCSD）主孔岩石经历了超高压变形及多期折返变形。第一期折返变形为伸展折返变形,榴辉岩发生角闪岩相退变质作用,没有新生面理或线理的发育,基本保留了超高压阶段的S-L组构,并有显示熔融体特征的强退变榴辉岩发育。第二期折返变形为SEE-NWW向挤压折返变形,超高压变形期形成的不同岩石类型在本期变形中表现出不同的叠加变形现象,榴辉岩类岩石早期形成的S倾面理主体部分转为SEE倾,但拉伸线理产状与超高压变形期的近SN走向基本一致,反映早期面理沿NNE轴向的重褶作用,局部又被向SEE缓倾的韧性剪切带切割;而片麻岩类岩石在超高压变形期形成的S-L组构的主体部分已被新生成的总体向SEE缓倾的S-L组构置换,反映早期面理不仅重褶,而且大部分再度发生韧性剪切变形,具SEE向NWW的逆冲剪切指向,矿物普遍重新定向。第三期折返变形发育具NWW向SEE正滑剪切指向的韧性剪切带,并伴随大量“Z”型褶皱构造的发育。第四期折返变形以NWW向SEE正滑的张性或张扭性脆性断裂活动为主。探讨了苏鲁超高压变质地体折返变形的力学机制及CCSD主孔岩石面理变化的形成机制。     

陆相湖盆沉积物滑塌变形研究进展

陆相湖盆中沉积物滑塌常造成复杂的同沉积变形,对确定古地震事件、古地形等有重要作用,系统研究滑塌变形体系有助于厘清变形成因、理解变形机理和深化区域构造背景认识。本文梳理国内外滑塌变形研究进展,总结沉积物顺坡滑塌的形成条件、滑塌变形特征,尤其是滑塌褶皱的形态演化、伴生构造、对古斜坡的指示、有关滑塌变形的物理模拟等,并结合野外变形成因的识别,探讨滑塌成因与后期构造成因变形的有效鉴别标志。综合分析认为,陆相湖盆滑塌变形与重力流沉积密不可分,单一滑塌体的褶皱形态从滑塌体后缘到前缘由圆柱状褶皱、紧闭等厚直立褶皱转变为蘑菇状褶皱,演化过程可划分为多个阶段。在滑塌褶皱中存在逆冲断层、碎屑脉体、不规则侵蚀面、软布丁构造等,引起滑塌变形的机制可分为应力作用机制和液化作用机制。物理模拟因其可改变材料物理参数的优势,可能成为未来滑塌变形的重要研究方向。指出在鉴别滑塌成因变形和后期构造成因变形研究中仍然存在较多争议,其中未固结沉积物的活化、再改造、生物扰动、液化现象的存在是确定软沉积物变形的关键,变形构造在大尺度、层系规模上具有相同的应力场并与区域构造背景相符合是后期构造成因变形的最有力证据。     

陆相湖盆沉积物滑塌变形研究进展

陆相湖盆中沉积物滑塌常造成复杂的同沉积变形,对确定古地震事件、古地形等有重要作用,系统研究滑塌变形体系有助于厘清变形成因、理解变形机理和深化区域构造背景认识。笔者等梳理国内外滑塌变形研究进展,总结沉积物顺坡滑塌的形成条件、滑塌变形特征,尤其是滑塌褶皱的形态演化、伴生构造、对古斜坡的指示、有关滑塌变形的物理模拟等,并结合野外变形成因的识别,探讨滑塌成因与后期构造成因变形的有效鉴别标志。综合分析认为,陆相湖盆滑塌变形与重力流沉积密不可分,单一滑塌体的褶皱形态从滑塌体后缘到前缘由圆柱状褶皱、紧闭等厚直立褶皱转变为蘑菇状褶皱,演化过程可划分为多个阶段。在滑塌褶皱中存在逆冲断层、碎屑脉体、不规则侵蚀面、软布丁构造等,引起滑塌变形的机制可分为应力作用机制和液化作用机制。物理模拟因其可改变材料物理参数的优势,可能成为未来滑塌变形的重要研究方向。指出在鉴别滑塌成因变形和后期构造成因变形研究中仍然存在较多争议,其中未固结沉积物的活化、再改造、生物扰动、液化现象的存在是确定软沉积物变形的关键,变形构造在大尺度、层系规模上具有相同的应力场并与区域构造背景相符合是后期构造成因变形的最有力证据。     

安徽寿县新元古界一个滑塌-滑脱软沉积物变形复合构造的发现及地质初探

安徽寿县新元古界四十里长山组底部粉砂岩层中发现了一个滑塌-滑脱软沉积物变形复合构造,剖面观察显示,该沉积变形构造经历了滑塌变形、滑脱变形、震动液化变形等3次以上的变形过程,很好地保存了原始沉积面貌和沉积变形特征;分析该沉积变形构造的成因,发现变形构造属于软沉积物变形构造类型,形成于浅海陆棚边缘斜坡相带。引起软沉积物变形的动力是地震事件产生的多次震动波作用,造成软沉积物滑塌、滑脱褶皱、震动液化泄水等变形作用,形成了具有复杂变形特征的软沉积物变形复合体,是一次地震事件多次地震活动的沉积记录。     

辽宁抚顺东部地区前寒武纪构造变形及其演化

研究区在前寒武纪发生了鞍山和吕梁两个变形旋面，其中鞍山变形旋回包括三个塑性程度不同的变形幕。而吕粱变形旋回只有一个脆－弱塑性变形幕，四个变形幕的依次形成反映变形作用呈现由深部层次向中浅部层次转变的一种演化序列。变形旋回，变形幕，地质事件，构造演化     

基于三维激光扫描的堆积体滑坡变形机理及阈值模型试验研究

为分析白龙江流域舟曲段江顶崖滑坡的变形演化机理及其阈值,设计降雨条件下的大型堆积体滑坡物理模型试验,采用FARO FocusS 350三维激光扫描仪进行滑坡数据采集、处理,获取滑坡在不同降雨工况的点云模型数据,对比分析不同降雨工况下滑坡宏观及局部特征点的变化情况。研究表明：滑坡模型表面出现持续、快速、变化鲜明的整体变形特征,伴随出现滑坡模型中、前部横向、纵向的张拉裂缝,表明在非饱和渗流影响下,堆积体滑坡模型的基质吸力降低、孔隙水压力以及滑坡体重力荷载增加,导致滑坡模型临近失稳;根据滑坡模型宏观变形情况,其变形演化过程可划分为：初始变形阶段、等速变形阶段和加速变形阶段,3个不同变形阶段坡体宏观变形各自有其特点。通过对试验阶段的变形特征分析,设立了滑坡变形速率阈值,分别为0.01 m/h、0.02 m/h、0.2 m/h。基于三维激光扫描技术坡体监测,结合坡体变形宏观和局部分析的优势,在保证高精度监测、采集、处理的同时,得到坡体的整体变形和位移。     

解读变形岩

岩石变形既可以产生单个的宏观型构造,例如:破裂、断层、褶皱以及板块构造,也可以在岩石中产生中小尺度的构造形迹。变形岩石的组构取决于遭受变形的沉积岩或火山岩的特征或取决于矿物颗粒的或被改造的岩石碎屑的优选方位。      

构造岩中变形机制与变形结构

构造岩中的变形机制有三种类型：物质扩散迁移、晶体塑性变形和粒间摩擦滑移作用和破裂作用。它们形成的变形结构有：磨蚀边结构、山羊须结构、雪球结构、显微石香肠、残斑旋转、压力影、分结条带、拨丝结构、变形纹，变形条带、机械双晶、显微膝折、亚晶粒、核幔结构、剪切阶步、云母鱼和矩形边等。它们对研究变形作用与变质作用的关系，对揭示构造变形的演化历史和确定变形环境具有重要意义。     

倾倒变形岩体发育强度与极限深度的确定方法

以澜沧江某水电站右坝肩倾倒变形岩体为例,根据倾倒变形岩体的宏观地质特征及其地质环境背景条件,系统分析了影响倾倒变形岩体发育的地质因素。运用离散元数值分析方法,模拟了不同影响因素对岩体变形强度的影响程度,并与实际边坡开挖揭露的岩体变形特征进行对比分析,得到了发生岩体变形的控制因素、变形发展过程的时间效应与空间分布特征。研究结果表明,导致岩体发生倾倒变形的外部因素是重力、地应力、卸荷方向与卸荷强度,提出了倾倒变形极限深度的概念。通过地质成因分析、离散元数值分析和理论公式推导,建立了由地表变形弯折强度确定变形随深度变化的计算模型,为开挖边坡的稳定性评价及系统锚索深度设计提供了重要的依据。     

三峡工程大型浅埋地下厂房围岩变形特征及机理研究

以三峡工程右岸浅埋地下厂房为例,基于施工期变形监测资料及数值模拟分析,结合地质和施工资料,对地下厂房围岩变形特征及其机制进行分析。围岩变形受结构面分布、自然应力场及地形条件等因素影响。由于地下电站区最大水平主应力近垂直于厂房轴线,大跨度高边墙厂房顶拱易产生向上抬起变形,而边墙以近水平向卸荷变形为主,且边墙变形明显较顶拱变形大;与边墙小角度相交的断层主要表现为卸荷张开变形,断层与开挖面之间的岩体变形集中;偏压地形的山峰一侧围岩变形普遍较大。围岩的上述变形特征表明围岩稳定性数值分析中应充分考虑其相关的地质条件,建立如实反映工程实际的地质力学模型是成功的工程实例数值分析的前提。     

反倾边坡倾倒变形演化过程的模型试验研究

以西藏扎拉水电站坝址右岸反倾边坡为工程依托,基于地质认识及相似理论建立边坡物理模型,采用分级开挖的方式模拟河谷下切作用,研究反倾岩质边坡倾倒变形的演化过程。模型开挖后变形破裂发展的过程表明:该类反倾边坡倾倒变形模式为初期卸荷回弹变形、长期重力弯曲（破裂）变形及后期蠕滑变形。通过对位移、变形速率和变形加速度变化规律的分析发现:反倾边坡倾倒变形的过程可以根据变形加速度a划分为3个演化阶段即倾倒启动阶段、稳态变形阶段和快速失稳阶段,各阶段分别对应衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变的变形特征。在此基础上采用变形加速度a作为倾倒边坡稳定性判别指标,并尝试将变形加速度突破稳态蠕变上限值（a≥a₂）作为边坡失稳预警判据。     

北京某深基坑变形监测方法实例分析

目前国家和相关部门加强了对深基坑变形监测的重视,深基坑变形监测的监测原理和监测方法得到了一定的研究和发展。本文以北京某深基坑工程为研究对象,根据基坑周边环境、工程地质条件及水文地质条件,依据相关规范并结合基坑特点制定了基坑变形监测方案,描述了基坑监测的各个监测项目的内容以及各监测点的点位分布情况,对基坑土钉墙坡顶水平位移、土钉墙坡顶竖向位移、护坡桩坡顶水平位移、护坡桩坡顶竖向位移、深层水平位移、土钉及锚杆拉力、地下水位的监测方法及监测结果进行了分析。结果表明,本基坑监测项目和方法适当,能够真实准确地反映基坑的变形情况,基坑变形存在一定的规律性,其监测方法和变形规律,对其他深基坑变形监测的实施和研究,具有一定的参考价值和意义。     

基坑变形在数据滤波处理条件下的组合预测研究

为合理评价基坑施工过程的变形规律,以其变形监测成果为基础,先通过双树复小波实现其变形数据的滤波处理,再通过GWO-RVM模型、Arima模型及混沌理论实现其分项组合预测。实例分析表明,双树复小波可将基坑变形数据有效分解为趋势项分量和误差项分量,并通过模型参数优化处理,可进一步提高分解效果,较传统小波具有更强的滤波能力;同时,各类分项预测模型在不同变形分量中的适用性也较强,所得组合预测结果的平均相对误差在2%左右,明显优于传统预测模型,验证了组合预测思路在基坑变形预测中的适用性,为基坑变形发展规律研究提供了一种新的思路。     

松潘-甘孜滑脱型山链变形构造演化模式

本文从变形构造、变形式样、变形机制及相关的变形一变质关系研究人手,厘定了丹巴地区的构造层次。在纵向上将主造山期滑脱构造划分了三个变形构造域:上部变形构造域、中间变形构造域和下部变形构造域。提出了该造山带主造山期多层次滑脱构造二维空间的构造变形演化模式。     

米山断裂构造变形特征及其意义

米山断裂是一多期变形断裂，早期以韧性变形为主，后期以脆性变形为主，断裂变形具有准对称性，西盘变形强度大于东盘。变形强度决定了断裂带的蚀变及矿化特点，蚀变的分带结构与断裂的不同矿化特征都与断裂的变形有关，因此米山断裂的生成与发展，对胶东东部的成岩成矿具有重要作用，它控制了燕山早期花岗岩的侵入，韧性变形作用是金矿成矿的必要条件。     

软弱破碎围岩变形特性

本文在连续十余年原位监测试验资料的基础上,描述了全断面开挖的软弱围岩变形u-t全过程曲线;阐明了不同变形阶段的变形速率、变形量以及这些变形的时空效应;探讨了岩体工程地质特性、埋深、洞径、开挖方式和支护及时性等主要因素对围岩变形特性的影响;并针对具体工程提出了围岩稳定性状态划分及其判别标准、失稳险情预报原则、变形控制标准与初期支护抗力的确定原则、后期支护最佳施作时期的选择以及合理开挖方式。     

辽吉古裂谷内带顺层构造片岩的变形构造与变形机制

本文从变形构造,尤其是变形显微构造研究入手,探讨了广泛发育于辽吉古裂谷内带的泥质构造片岩的形成与演化。对石榴石、石英和黑云母的变形亚结构及岩石变形构造分析揭示出,构造片岩的形成主要包含了伸展环境下出现的剪切作用、挤压作用以及扩散蠕变过程。同时还应用变形轨迹图展示了构造片岩的形成及形成后的改造过程。     

弱膨胀土浸水变形特性及其预测

对取自江苏省淮安市的膨胀土进行了浸水后的膨胀变形和压缩变形试验。在竖向压力25~800 k Pa范围下,研究了不同初始含水率和初始干密度对浸水膨胀变形特性的影响。结果表明:浸水饱和膨胀变形量主要取决于初始干密度,且初始含水率也有一些影响;在相同的含水率下,膨胀变形量随着干密度的增加而增大;在相同干密度条件下,含水率越大,浸水膨胀变形量略微减小。根据各组的固结状态线和浸水饱和膨胀后状态线的交点,得出了介于浸水膨胀和浸水压缩的分界状态线,此线基本上不受初始含水率的影响,进而可以判定不同孔隙比、不同竖向压力下土样处于浸水膨胀还是压缩。最后,基于浸水变形试验结果,提出了一种简便的预测弱膨胀土在不同竖向压力下膨胀变形量的方法。     

软岩边坡变形破坏规律及其对城市设施的影响

以抚顺西露天矿大规模倾倒滑移变形体变形规律研究为例,受软弱夹层控制的软岩边坡变形破坏规律及其变形破坏对城市工业设施的影响。