南水北调西线一期工程区断层活动性及工程地质评价

南水北调西线一期工程位于青藏高原东部的边缘地带,海拔3 500 m以上,地质条件复杂,断层密集分布,褶皱强烈发育,构造活动频繁.通过ETM卫星影像和野外考察分析了工程引水隧洞线路区断层的空间分布及活动特征.工程区以桑日麻断裂、鲜水河断裂和甘德南断裂等对工程的影响最大,是潜在的发震断裂.深埋长引水隧洞在较高地应力作用下,软弱围岩及宽大断层带物质易产生大变形和长期流变.引水线路区褶皱、断层构造发育,有利于地下水富集、运移.在静、动水压力下,引水隧洞穿过断层及破碎带时易发生涌水、碎屑流和坍塌等地质灾害.     

锦屏二级水电站深埋引水隧洞群允许最小间距研究

锦屏二级水电站引水隧洞群最大的特点是埋藏深、地应力高、外水压力大。这一极端复杂的赋存环境给4条引水隧洞的中心线间距确定带来了很大的挑战。为此,首先通过流-固耦合的数值计算方法,对洞间岩体塑性区贯通与否、隧洞壁面关键点位移曲线拐点、收敛位移是否超出相关规范共3种判别标准进行分析后,得到引水隧洞群最小理论间距值为50 m。进而在类比与引水隧洞本身相邻的辅助洞和国内外几个典型深埋隧洞的洞径、埋深和间距的基础上,综合确定深埋引水隧洞群的最小允许中心线间距为52 m,为当前设计采用60 m洞间距提供了有力的理论支持。     

三峡引水工程秦巴段输水隧洞稳定性分析

三峡引水工程秦巴段隧洞总长占线路总长的80%。为了分析隧洞施工及运营中可能发生的工程地质问题,在地质调查、地应力测量和岩石力学参数测试的基础上,利用Ansys有限元软件对引水工程北部不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的应力重分布情况进行了模拟计算,得到了圆形隧洞、城门形隧洞和马蹄形隧洞围岩的应力分布结果。利用Hoek-Brown强度准则,得到了隧洞围岩的强度/应力比值,进而对不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的稳定性进行了分析。初步认为:隧洞埋深小于1000m时,应优先考虑圆形隧洞和马蹄形隧洞;埋深大于1000m时,应优先考虑城门形隧洞。这项研究成果为引水工程深埋隧洞的设计提供了参考依据。     

崔家冲隧洞软弱围岩注浆工法的研究应用

长沙引水及水质环境工程崔家冲隧洞要穿越区域性高棱山压扭性断层F86,断层宽度达100余米,长度达1000余米,洞顶以上地表覆盖层达110 m,其规模为同类工程所罕见。由于断层破碎带岩体强度低,透水性好,穿越断层破碎带洞段的施工成为工程建设中的重点和难点。所以隧洞在施工过程中需采用多种方法穿越众多的不良地质段。主要介绍和探讨了该隧洞穿越F86断层破碎带所采用的超前预注浆技术、超前支护技术及长管棚施工技术,为今后在类似工程中提供施工借鉴。     

黑河龙首二级(西流水)水电站高压水道段施工技术

龙首二级(西流水)水电站引水发电洞高压水道段坡度50°，长466.8 m，介绍了该高压水道的超前锚杆预加固、初期支护、控制爆破、监控量测等施工技术措施，成功地完成了坡度50°的斜管段及平卧管段断层破碎带软弱地层的施工。     

可控源音频大地电磁法在岷县白龙江输水隧洞断裂勘察中的应用

白龙江引水工程为一大型跨流域调水工程,水源位于白龙江迭部县代古寺至舟曲县憨班乡河段,终点为庆阳市西峰区。规划引水线路途径岷县申都乡,为了解该规划段工程地质条件,特在此开展了可控源音频大地电磁测深（CSAMT）工作,以期查明该路段地下水富水构造带分布、围岩的完整性以及穿越地下水储水构造带的分布位置等隧洞工程地质问题。结果表明,岷县申都地区地层含水较丰富,引水隧洞围岩等级相对较低,断裂、岩溶发育,岩石较破碎、软弱,应在施工中采取相应措施。     

泾阳南塬典型黄土滑坡成因、堆积及运动特征分析

持续的引水灌溉导致陕西泾阳南塬黄土滑坡频繁发生,2015年5月26日庙店村附近发生一起黄土滑坡,冲毁农田数亩。本文以"5·26"滑坡作为典型的案例,通过详细的野外调查、测量、勘探等工作,分析了其诱发因素、运动过程、堆积特征。结果表明:（1）滑坡滑动距离278 m,后壁宽222 m,滑后后壁高差40 m,主滑方向45°;（2）滑坡呈现滑动多级次特点,前后滑动4次,滑体堆积面积约为6.2×104 m2,堆积体总体积约50×104 m3,堆积体平均堆积厚度约10 m;（3）滑坡的主要激发因子为持续灌溉,但是地表显式裂缝和土体深部裂隙在地表径流优势入渗中发挥了重要作用,导致地下水位持续抬升。而且滑坡区的节理控制了滑坡的后壁宽度和滑动方向。最后基于泾阳南塬滑坡发生的频率和降雨有着一定关联性,探讨了降雨对本次滑坡事件的影响和滑坡再次发生的可能性。     

西南岩溶山区特大滑坡成灾类型及动力学分析

我国西南岩溶山区位于上扬子地台,经过多期构造运动,形成了特有的强烈褶皱地貌形态,特大型滑坡灾害频发。通过资料收集、现场调查以及统计分析,讨论了岩溶山区典型滑坡后破坏的成灾模式和形成条件,并得出以下结论:（1）我国西南岩溶山区普遍呈现上陡下缓的地形地貌特征和上硬下软的地层结构特征,岩溶地貌和溶蚀岩体结构加剧了滑坡后破坏的成灾规模;（2）研究区的滑坡成灾模式主要分为岩质崩塌、高位远程滑坡-碎屑流和高位远程滑坡-泥石流三种类型;（3）岩质崩塌灾害类型剪出口高差通常小于50 m,等效摩擦系数通常大于0.6,堆积体破碎比在5～20之间;高位远程滑坡-碎屑流灾害类型剪出口高差通常在50～200 m之间,等效摩擦系数通常在0.33～0.60之间,堆积体破碎比在20～100 之间;高位远程滑坡-泥石流灾害类型剪出口高差通常大于200 m,等效摩擦系数通常小于0.33,堆积体破碎比区间大于100;（4）西南岩溶山区的“高位滑坡”剪出口高差通常大于50 m,具有高速远程运动特征,运动过程中具有冲击铲刮、破碎解体、气垫和流化四种动力学效应。滑坡后破坏成灾模式的提出,可以为滑坡运动动力学机理和成灾反演预测研究提供重要分析模型。     

采用灌浆技术处理隧洞塌方

１工程概况十三陵抽水蓄能电站输水系统布置形式为两条输水隧洞,经斜井、岔管分为４条输水管道与４台机组联接。输水隧洞的成洞直径为５．２ｍ,其走向需穿越数条断层破碎带。在２号引水隧洞穿越Ｆ１０２断层洞挖施工中,在桩号０＋１２２～０＋１２８之间发生大规模塌方...     

泾阳南塬蒋刘4#滑坡特征及成因机制

2016年3月6日,泾阳南塬蒋刘村发生了约2×104 m3的小型黄土滑坡。滑坡发生后,在对滑坡现场进行详细的地质调查基础上,结合无人机航测和三维激光扫描综合手段,对滑坡的基本特征及成因机理进行了初步分析。结果表明:长期引水灌溉是滑坡发生的基本条件;坡脚滞水软化作用、与灌溉渠较短的渗透距离、坡脚冻结黄土春季解冻是导致滑体发生的直接原因;底部饱和泥化黄土的铺垫及导流作用,是导致其滑程较远的根本原因。该类滑坡近几年来发生频率较高,为泾阳南塬滑坡演化后期的主要发生类型,具有一定的特殊性,值得深入研究。     

Experience and goals of geochemical mapping for environmental protection in Lithuania

Since 1980 the main goal of geochemical investigations in Lithuania has been the estimation of technogene changes of microelements in the earth's surface sediments. For this purpose the geochemical mapping at various scales has been employed: at regional scale (1:2,500,000-1:500,000), at large scale (1:50,000-1:25,000), and at local scales 1:10,000-1:1000. The most important tasks are to determine and to establish the geochemical background for technogene changes in the topsoil layer and in the water reservoir bottom sediments. When mapping the zones of increased technogenical load the increase of concentration for most microelements in soils (ground) and in water reservoirs were established. Zn, Pb, Cu, Sn. Ag, Cr and Ni are the main elements-pollutants of these zones, concentrations of which exceed the background values from a few up to a dozen times. In certain cases their concentrations and the concentrations of specific elements, such as Sb, Bi. Ce, La, exceed thousands times the background value. At such zones the danger of pollution is increased due to the occurrence of mobile and potentially mobile toxic elements. During the soil mapping within the towns and factories not only the concentration of elements and the associations of elements-pollutants have been ascertained, but also the approximate contamination dangerous for biota -the total index of contamination (Z_s) — has been calculated. The additional index that shows dangerous pollution is the maximum permissible by general sanitary concentration of chemical elements in soil (MPLC_s) used in Lithuania. At some extremely contaminated zones (Z_s > 128) the migration forms of toxic elements were determined by AAS-ES (gradual extraction using reagents of various acidity). The geochemical mapping data are used for the land-use, for the selection of geochemical monitoring polygons, hydrochemical. ecomedical and other investigations.     

隧道单层衬砌设计方法研究及应用

目前,在单层衬砌设计中应用较为广泛的是基于挪威法的Q系统支护设计法,但该方法涉及的参数有6个,在施工前及施工过程中测试这些参数经验性较强,准确性不高,而且费用较高;将Q法直接移植到中国的单层衬砌设计困难较大,不适合中国国情。在此背景下,提出以屈服接近度和围岩松动圈支护理论为基础的单层衬砌设计原则和方法,并结合合武铁路大别山隧道2号斜井进行了工程实践。首先通过地质勘查得到隧道所在地区的工程地质、水文地质特征以及围岩的物理力学指标,确定隧道围岩的屈服接近度,进而提出单层衬砌支护参数及喷射混凝土的力学控制指标,完成结构的预设计;根据隧道施工过程中实测的围岩松动圈范围,运用松动圈支护理论修正设计,从而形成一套完整的单层衬砌设计方法体系。实践表明,提出的单层衬砌设计方法经济适用、对施工干扰小,适合信息化施工,且施作完成的单层衬砌结构安全可靠,具有显著的经济效益和社会效益,有较大的推广前景。     

京珠线湖北省南段岩溶地质问题与勘察对策

岩溶问题是京珠国道湖北南段主要的工程地质问题.通过对京珠国道南段岩溶的地质背景、发育因素、发育程度的分析与研究, 采用工程地质测绘、物探和钻探相结合的综合勘察方法, 有效地查明了岩溶的空间分布特征、发育规律和溶洞间的相互关系, 为工程设计提供了准确可靠的依据.      

岩石中元素背景值变化对地球化学成矿预测的影响

勘查地球化学是利用元素在各种介质中的含量变化来进行找矿勘查,因此,地球化学填图是勘查地球化学的最基础性的工作,正如地质图对于地质工作的重要性一样。在利用地球化学进行找矿预测过程中,元素在不同类型岩石中背景值的变化会对预测过程产生很大的影响,在利用中国西南地区76种元素编图的数据进行成矿预测过程中,将元素分成两类:一类是岩性变化对成矿预测影响较小的元素,这类元素的各类岩石最大背景值与预测区的异常下限比值小于1,且岩石中背景值的最大值与最小值比值也较小,一般小于4。这些元素包括Hg、Cd、Sb、Au、Sn、 Mo、Ag、U、Pb、Bi、W,它们都是地球化学方法应用最有效的矿种。另一类是岩性变化对成矿预测影响较大的元素, 这类元素有Pt、Co、Cr、Cu、Ni、V、Ti等,其岩石中的最大背景值与异常下限比值大于1,且岩石中的背景值最大值与最小值的比值大于8。以Sn和Cu两种元素为例,Sn属于岩性变化影响较小的元素,西南地区的Sn矿床与Sn地球化学异常之间的对应关系很好。而Cu属于岩性影响较大的元素,西南地区的Cu矿床分布与西南地区的巨大的 Cu地球化学异常对应关系较差。对于这组元素,应采用多重分形滤波技术,压制不同背景的干扰,从中提取出矿化信息。     

Multifractal IDW interpolation and fractal filtering method in environmental studies: an application on regional stream sediments of (Italy), Campania region

In recent years environmental geochemical mapping has assumed an increasing relevance and separation of background values to evaluate pollution is, probably, even more critical than the separation between background and anomalies in mineral prospecting studies. The recognition of background values assumes particular relevance as a function of national environmental legislation, which fixes intervention limits for some elements, such as the harmful ones (e.g. As, Cd, Hg, Pb). In this paper a recently developed multifractal IDW interpolation method and a fractal filtering technique are applied to separate natural background and anthropogenic values for the compilation of environmental geochemical mapping from stream sediment samples of Campania region (Italy), where no mineralization occurs. To discuss the application of these recently developed techniques the elements Pb and U were selected because they show two completely different situations, the high Pb values being mostly of anthropogenic origin and high U values being mostly of geogenic origin. The new fractal filtering method works well in both extreme situations.     

中国视密度图与大地构造单元

提出根据区域重力异常计算地壳表层视密度分布的方法。依据原观测平面异常与延拓到某一高度平面异常的差值场所具有的突出浅源异常、压制深源异常的特点 ,按维纳滤波原理 ,应用多层格林等效层模型精确模拟该差值重力场的径向对数功率谱 ,设计重力场在频率域进行异常分离的具有自适应性的优选延拓算子 ,实现垂向异常分离。利用重力场可看成由许多等效直立棱柱体叠加的原理 ,在频率域内 ,通过换算重力场的一次导数 ,计算出视密度的分布。用上述方法处理中国布格重力异常图 ,获得了中国地壳表层 0 10km剩余重力异常 ,并成功编制视密度图。比较表明 ,视密度的分布特征与大地构造单元及分区有较好的对应关系。地壳表层的岩石密度分布的获得 ,为中国的基础地质与构造研究提供了重要依据。     

Detection of sub-basaltic sediments by a multi-parametric joint inversion approach

In many parts of the world sedimentary horizons with potential for hydrocarbon are located below flood basalt provinces. However, the presence of high velocity basaltic overburden makes delineation of sediments difficult due to the low velocity layer problem. Electrical and electromagnetic methods have been used in such scenarios because of the good electrical conductivity contrast between basalts and underlying sediments. However, mapping of the target sediments becomes difficult when the layer is thin as the data errors due to inherent noise lead to equivalent solutions. To tackle such difficult situations, a joint inversion scheme incorporating seismic reflection and refraction, magnetotelluric and deep electrical resistivity datasets is presented. Efficacy of the scheme is tested for a model comprising a thin sedimentary layer sandwiched between a thick basalt cover and a granitic basement. The results indicate that the parameters of the target sedimentary layer are either poorly resolved or equivalent solutions are obtained by the inversion of individual datasets. Joint inversions of seismic reflection (RFLS) and refraction (RFRS), or DC and MT dataset pairs provide improved results and the range of equivalent solutions is narrowed down. Combination of any three of the above datasets leads to further narrowing of this range and improvements in mean model estimates. Joint inversion incorporating all the datasets is found to yield good estimates of the structure. Resolution analysis is carried out to appraise estimates of various model parameters obtained by jointly inverting different combinations of datasets.     

地震力作用下基覆边坡模型试验研究

以汶川灾区实地考察资料为背景,选择宇宫庙滑坡为参照,制作了模型试验台,在量纲分析的基础上,对主要参数做了相似理论研究,并采用水下爆炸的方式来模拟地震波（近场）进行了大量模型试验。结果表明：基覆边坡在地震力作用下的破坏模式是浅表层张拉而导致表层松散体流坍,且地震加速度随着药量（地震烈度）的增加而呈递增趋势,重力墙、桩板墙等支挡结构对于基覆边坡的作用明显。其结论将为铁路、公路沿线的高陡边坡分析和研究提供一定的依据。     

中蒙边界地区汇水域沉积物69种元素的背景值

中蒙边界地区成矿地质条件优越,是世界上重要的金属成矿省和全球3大斑岩型铜(金、钼)成矿带之一,资源潜力巨大。中蒙合作1∶100万地球化学填图采集了海量的地球化学数据,为研究该地区元素分散富集、成矿趋势、资源评价和环境变化提供基础数据,为“一带一路”资源布局提供决策依据。以X±3S为临界值一次性剔除离群值后的数据集的中位值作为背景值的估计值,计算了中蒙边界地区12个Ⅱ级构造单元和5个Ⅱ级成矿省的汇水域沉积物69种元素背景值,探讨了中蒙边界地区汇水域沉积物69种元素背景值的区域分布规律和特征。研究表明不同的地质背景导致元素的地球化学分布模式不同,不同构造单元具有显著差异的元素地球化学特征,元素的海量聚集为大型矿床的形成提供了充足的元素供给,形成特定的地球化学省。这些背景值为进一步深入开发利用中蒙边界地球化学填图数据提供了可供对比的基础数据。     

地理信息系统（GIS）中的数据分层和应用

大千世界万物众生,具有物以类聚、人以群分的客观规律,因而促使对客观对象的科学研究皆可采用分门别类的方法去进行,这一理念同样可以延伸到地图制图及地理信息系统等以地物、地图为研究对象的学科中。由此衍生的数据分层是地理信息系统的关键词之一,科学有效的数据分层,是数据管理、GIS地图编制、制图综合、专题制图、空间分析的前提,国内、外著名的CAD、GIS软件都充分利用了层概念和其技术。在讨论层概念的基础上,利用两个在地学界应用比较广泛的和著名的GIS软件即我国具有自主版权的MapGIS和来自美国的ArcGIS,仔细研究和分析了层概念在软件中的应用;经研究进一步表明,数据分层是GIS技术得以进行空间数据管理、表达及进行空间分析的基础;在此基础上,对主题层、数据层、图层进行了概念上的界定,以此帮助对GIS技术的理解和应用。