工程岩体断裂构造发育程度的定量评价研究IAEG信息(会讯)

岩体断裂构造发育程度及其均匀性是影响岩体结构类型、岩体质量优劣及岩体稳定性分析以及工程岩体综合分区利用的重要因素, 因此岩体断裂构造发育程度的定量评价具有重要的工程意义。本文以三峡工程永久船闸边坡工程为例, 系统地讨论了工程岩体断裂构造发育程度的评价方法、定量评价指标的确定原则、断裂构造发育程度的分级标准等。研究表明, 根据岩体断裂构造发育特点, 综合运用多层次模糊综合评判法和人工神经网络技术是评价工程岩体断裂构造发育程度的有效方法。     

可溶岩地层的地球物理特征及其地质解译

为查明某水利枢纽工程区域岩溶发育特征,对云南省某水利工程测区开展了以瞬变电磁法和微动探测为主的物探测试工作。测试结果表明:岩溶作用会造成可溶岩地层物性分布的不均匀性;工程区域岩溶发育受岩体结构面和岩性分布影响显著,且在垂向上表现出成层性;强风化带和构造破碎带附近往往会伴随岩溶的发育,出现大范围或者离散状的低电阻率和低波速异常,裂隙性溶蚀可能极大程度改变岩体电性参数特征,但对岩体弹性参数特征影响相对较小;岩体电性和弹性参数的离散系数可用来表征岩体的抗溶蚀风化能力及岩溶的发育程度,结合其物性参数大小和分布特征,可有效分析岩溶发育情况及其充填物性质。      

开采条件下断裂边坡岩体复杂变形分析

处于开采状态中的断裂边坡岩体中存在的断层和弱层，使岩体内部和边坡表面的变形复杂化．经典极限平衡理论难以评价变形稳定性问题，传统有限元技术不能很好地分析断裂岩体的滑移问题．本文运用现代工程岩体力学理论和连续介质与非连续性介质耦合大变形有限元技术，研究了断裂边坡岩体在露天开采工程扰动力的作用下发生断层错动，进而引起地表异常变形的全过程，展示了现代工程岩体力学理论的应用前景．     

电磁波CT探测在黔中王庄岩溶区勘察的应用

以黔中王庄工业园区为例探讨电磁波CT探测技术在岩溶地区工程勘察中的应用。根据场地岩体物性参数,分析电磁波CT原理、观测与处理技术,并对现场测试和数据采集控制进行总结,通过对各探测剖面解译分析,编制出合理的探测剖面解释图并进行了正确解释,查明了地下溶洞的空间展布状态,为工业园区岩溶稳定性评价和设计施工提供了可靠依据。     

高放废物地质处置的岩体深部结构面特征研究——以甘肃北山高放废物地质处置地下实验室工程为例

岩体深部结构面是岩体工程质量评价、三维地质建模、钻孔水文地质试验和地下实验室工程设计等研究的重要影响因素。甘肃北山新场花岗岩地段已被确定为中国高放废物地质处置地下实验室的推荐场址。基于超声波钻孔电视技术和其他地质资料对场址岩体深部结构面特征开展研究,结果表明:场址内花岗岩体具有很好的完整性,有利于地下实验室的工程建造。场址周边断裂构造纵向延伸范围有限,断裂带规模和横向影响范围随深度增加而逐渐减小。结构面产状特征与区域构造特征相一致,为区域构造特征研究提供了佐证。研究成果为地下实验室工程的开挖设计提供了重要参考依据,并为区域基础地质研究提供参考资料。     

瞬变电磁与跨孔CT成像探测岩溶分布及形态特征的应用

文章以山东省济南西南裸露—覆盖型岩溶山区为研究对象,根据钻探资料,将区内岩溶发育形态分为小型溶洞与溶孔,并利用瞬变电磁法、电磁波CT成像两种物探方法,探讨岩溶分布、形态特征与地球物理场的关系。对比瞬变电磁剖面与钻探揭露的岩溶发育段,确定出120 Ω·m作为解译岩溶发育区的分界值,以此圈定岩溶分布区域,之后实施钻孔进行验证,符合性较好;在验证孔及附近钻孔进行电磁波CT成像探测,进一步验证并刻画两孔间的岩溶发育特征。两种物探方法中,电磁波CT的探测数据离散程度较高;两种岩溶发育形态中,小型溶洞的地球物理参数离散程度较大,同时小型溶洞发育区视电阻率平均值较小,视吸收系数平均值较大。      

金沙江水电开发中的超高陡边坡问题

讨论了金沙江中、下游复杂的地质环境和地形特征。如 ,发育的活动性构造、强烈和频繁的地震活动以及世界水电工程中罕见的陡峻超高边坡等。分析了高坝大库施工和运营过程中可能出现的边坡问题 ,诸如边坡岩体中的高应力状态 ,陡峻超高边坡的地震响应 ,边坡岩体强度在频繁、强烈地震影响下的弱化 ,加固技术和高成本 ,以及高位能、大流量泄洪的影响等问题。系统深入地开展这些问题的研究 ,将对选坝、工程布置、工期、造价和施工运行安全以及岩体工程地质力学理论的发展都有十分重要的意义。     

澜沧江某水电站右坝肩工程边坡倾倒变形问题的数值 模拟研究

澜沧江某水电站处于青藏高原东部边缘地带,属于高山峡谷地形地貌,高地应力环境,岩体卸荷裂隙很发育,使得倾倒变形和岩体质量、断裂活动及地震构造一样成为影响工程边坡岩体稳定的主要因素。针对工程边坡的大变形问题可采用离散元的数值模拟分析方法。通过建立理论开挖和工程边坡开挖离散元模型,可分别得出倾倒变形破坏机理发展过程为初期弱倾倒变形岩体的层内剪切错动、强倾倒变形岩体的层内拉张变形、强倾倒变形岩体的切层张-剪破裂及极强倾倒破裂岩体的折断张裂(坠覆)破裂和工程边坡的变形范围、确定开挖面及加固方式等。通过工程边坡模型的计算结果和现场地质调查成果的比较表明,计算结果和实际情况基本吻合。     

红石岩震损高陡边坡工程岩体质量评价

高陡岩质边坡在经历强震过后,其浅部岩体受地震动力瞬时循环载荷作用而导致岩体质量下降,即所谓震损边坡。震损边坡的工程岩体质量对施工措施的制定和边坡安全评价至关重要。针对震损边坡岩体的实际特点,以工程岩体质量评价的BQ分级体系为基础,应用三维激光扫描技术来识别岩体结构面和节理裂隙,并结合岩块单轴抗压强度试验,建立了震损边坡工程岩体质量评价方法。应用提出的方法对云南鲁甸红石岩震损边坡Ⅱ区进行工程岩体质量评价,分析结果表明:震损边坡Ⅱ区浅部岩体较为破碎、受长期卸荷和地震扰动影响,节理裂隙发育,运用三维激光扫描技术识别、统计岩体结构面情况,再结合常规的岩体质量分类方法,最终确定岩体分级为Ⅳ类,结果较符合实际情况。该方法能够远程非接触式地识别统计岩体的结构面信息,尤其适合岩体破碎或坡面高陡而技术人员无法到达的危险边坡的岩体质量评价,可为其他类似工程提供参考。     

川西地区水电站环境边坡危险源发育特征及分布规律

工程边坡“开口线”以上的自然边坡在风化、卸荷、地震动等的影响下,其表层任一局部失稳均会对其下工程和人员安全造成严重威胁。通过对川西6座重要水电站的环境边坡危险源的调查资料进行整理,研究不同种类危险源的发育特征及分布规律,结果表明:环境边坡岩体在顺倾、陡倾裂隙发育以及裂隙式和夹层式风化作用强烈等因素的控制下,形成危石、危石群和危岩体等危险源;危险源的体积集中在小型和中型规模范围内;危险源主要分布在环境边坡相对高程0~500m范围内,其中,危岩体的发育具有垂直分带性且集中分布在0~200m范围内;危险源所在环境边坡的坡度均大于25°,当坡度在35°~40°范围内时,危险源数量最多;对于相对高程0~500m、坡度35°~75°的环境边坡应进行重点勘察,根据危险源的种类和发育分布采取相应的防治措施。     

基于孔中雷达反射成像特征的岩溶定量化评价

为准确评价隐伏岩溶区的强岩溶发育特征,采用孔中雷达反射成像技术,利用不同地层的电性差异特征以及探测钻孔孔壁地层岩溶发育情况,并根据岩体中雷达反射波的强度衰减特性,建立钻孔雷达最大探测距离与地层岩溶率的关系,定量推算出地层岩溶发育程度。结果表明:孔中雷达反射成像技术可获得钻孔半径10~30 m范围,甚至更远区域的岩溶发育信息。利用钻孔雷达最大探测距离与地层岩溶率的关系,可得到钻孔周边地层岩溶发育的定量化评价,分析各层位不同埋深的岩溶发育情况,可为地质勘察和工程建设提供更详实的基础数据,具有较好应用前景。      

高频电磁法在探测预选区岩体构造中的应用研究

地质处置库是处理高放废物的有效途径,而预选区内的岩体构造则是影响地质处置库稳定性的关键因素之一.为了探明预选区内花岗岩岩体的断裂构造、空间形态,以甘肃北山新场-向阳山预选区岩体为例,简述了EH4系统的工作原理、野外数据采集以及数据处理与解释的全过程.结果表明,应用该方法查明了研究区内断裂的发育情况、岩体的空间形态以及岩体中的不良地质体的分布,为高放废物地质处置库场地的稳定性和完整性评价提供了参考.     

株洲市边坡稳定性问题述评

根据工程地质条件可将边坡划分为岩质边坡、土质边坡和岩土质边坡三类和若干亚类。各类边坡的变形破坏形式主要有散落、崩塌、滑坡和错落等。土质边坡一般都以滑坡和崩塌形式产生破坏,岩质边坡的破坏形式主要有滑坡、错落和崩塌三种,沿岩体的各种软弱结结构面发生。崩塌多发生在60°以上的陡坡,滑坡多产生在30°～60°的凸形边坡上,结构面倾角小于坡角的顺向坡易产生沿层滑动,断裂构造处、岩溶发育区、河流凹岸等位置的边坡易发生变形破坏,此外,人类工程活动、暴雨等也可导致边坡的变形破坏。为防治边坡失稳,必须合理选择和利用边坡的地质环境,消除引起边坡失稳的因素,改善边坡岩(土)体的应力状况,因地制宜采取适当措施提高不稳定边坡的抗滑力。     

新疆托克逊县克尔碱岩画崩塌地质灾害稳定性评价

克尔碱岩画石刻水系图位于新疆托克逊县,在查明新疆托克逊县克尔碱岩画岩质崩塌地质灾害基本地质条件的基础上,对区内岩质崩塌地质灾害的发育特征进行总结和分析,并运用定性和定量相结合的评价方法对崩塌地质灾害的稳定性进行了评价。研究结果表明:研究区危岩体分布于崩塌体坡面陡崖上,岩性为侏罗系砂岩,崩塌类型为倾倒式岩质崩塌,发育规模为小型;根据定性评价和定量评价结果,综合评价克尔碱岩画石刻水系图崩塌边坡稳定性为不稳定。     

浅谈密县地区断裂构造与岩溶及岩溶水的关系

本文根据实际资料,论述了密县地区断裂构造与岩溶及岩溶水之间的关系,对不同方向不同性质断裂带的岩溶发育特征、富水性以及断裂构造对岩溶水的分布、径流及排泄的控制作用进行了探讨。 本文根据实际资料,论述了密县地区断裂构造与岩溶及岩溶水之间的关系,对不同方向不同性质断裂带的岩溶发育特征、富水性以及断裂构造对岩溶水的分布、径流及排泄的控制作用进行了探讨。      

澜沧江某水电站右坝肩岩体倾倒变形的数值模拟

对该水电站坝址区陡立反倾板状结构岩体而言,纵向河谷的地形特征,使坝址两岸边坡大范围发育倾倒变形。针对该水电站倾倒变形问题,在掌握坝址区工程地质条件背景的基础上,通过对岩体倾倒变形基本特征及破裂程度分级等分析,建立边坡离散元的工程开挖和破坏机理的数值计算模型,得出了工程开挖边坡岩体倾倒变形特征和变形破坏机理发展过程为:初期弱倾倒变形岩体的层内剪切错动、强倾倒变形岩体的层内拉张变形、强倾倒变形岩体的切层张-剪破裂及极强倾倒破裂岩体的折断张裂(坠覆)破裂。研究结果为倾滑体的稳定性评价及工程开挖施工提供一定科学依据。     

云南鹤庆县北衙金矿岩溶发育及富水特征

为确保云南北衙矿区的安全开采及岩溶水的合理开发利用,将区域水文地质调查和矿区地质勘探资料与生产实际进行对比分析,从岩性、构造、地貌等因素分析和总结矿区岩溶发育及富水特征。结果表明：岩性上,中三叠统北衙组二段细晶灰岩最纯,CaO含量为41.52%～54.77%,岩溶最发育,北衙组一段灰岩夹粉砂岩段限制了岩溶发育深度,侵蚀基准面以下岩溶发育深度大于150 m;岩溶发育主要受构造控制,岩溶发育方向与区内南北向、东西向及北西向构造线一致,且褶皱轴部、翘起端、断裂影响带、岩体接触带岩溶较发育;矿区岩溶水富水模式属于向斜汇流型,北衙向斜对岩溶水的富集起主导作用,断裂影响带和岩体与围岩接触带也有利于地下水的运移和富集。     

岩溶断陷盆地跨孔CT成像探测岩溶孔隙及赋水状态的实验研究

泸西岩溶断陷盆地西南部既比村一带广泛分布着碳酸盐岩,岩溶极为发育,且极不均匀,地表以溶隙、溶沟为主,溶蚀残丘发育,局部发育溶井,出露有既比村大泉。通过开展1∶1万水文地质调查,在综合分析研究基础上,采用高密度电法剖面快速扫面,结合激电测深确定井位,实施的示范孔SK1、SK2钻孔,两个钻孔相距48 m,再进行跨孔CT成像探测地下岩溶发育及地下水的赋存状态实验研究,结果表明跨孔CT成像结果与实际钻探成果解译相差不大,表明该方法能更好地解译出地下岩溶发育及地下水赋水状态特征。采用常规的物探方法仅能推测竖直方向的地质情况,不利于查清横向连续发育的破碎带和溶洞空间分布。跨孔电磁波CT探测技术与钻探相结合,可以弥补这方面的不足。在碳酸盐岩地层中,根据在地下空间中不同发射角度的电磁波能量衰减值,利用反演算法得出地下介质的吸收系数空间分布,重建钻孔之间剖面的吸收系数二维图像,不同的吸收系数判断岩溶发育情况及地下水富水性。跨孔电磁波CT探测在岩溶断陷盆地探测结果说明,这种方法可行有效,为更好地布置钻孔找水提供了先进的技术。      

贵州六枝电厂场地工程地质条件分析

在对六枝电厂场地内有关建筑物地段展开施工图设计阶段的勘测工作的基础上,通过对厂区的地质条件、岩溶及水文地质条件和场地岩土体物理力学性质的研究与分析,揭示了场地水文地质及工程地质条件尤其是工程地质条件对电厂后续施工及设计的影响。结果表明:1)场地覆盖层内孔隙潜水含水层水量较小,但对深基坑的设计和施工会产生影响,场地为岩溶强烈发育区,但溶洞规模不大且分布在深层,对场地地基稳定性无影响; 2)考虑实际施工情况,可将场地按工程地质问题分为一般岩土体变形区、超挖深基坑区、软弱岩土地面沉降区、岩溶发育区和地下水引起基坑边坡失稳区等5个区域; 3)在分区基础上详细评价场地中的基坑边坡工程,对场地最典型的#1运煤转运站深基坑边坡工程按不同放坡比和降雨条件做稳定性分析,结合施工场地放坡条件,认为该边坡需按照1∶1. 75的放坡比放坡,同时应进行专门的基坑支护设计,开挖时需尽量避开雨季并同时进行降排水,避免在基坑顶部附近堆砌弃土和建材设施导致基坑边坡上部荷载增加而出现边坡失稳现象。     

松动岩体工程特性研究——以雅砻江楞古水电站松动岩体为例

为了对松动岩体的工程特性进行系统研究,以楞古水电站厂址区边坡为例,对该边坡岩体进行了详细的地质编录和物理勘探试验,重点对节理裂隙的空间发育规律、镶嵌结构和碎裂结构岩体的发育深度及空间分布、软弱结构面发育分布规律以及边坡已有变形破坏特征这四个方面进行了系统的统计和分析,认为松动岩体是区域断裂活动和浅表生改造的结果,岩体工程效应差、变形模量低;同时结合应力测试、声波测速、高密度电磁勘探等试验成果进行分析,结果显示松动岩体具低波速（波速大部分小于3 000 m/s）、低应力（最大主应力不超过20 MPa）、强透水性（透水性系数大于10 L/（min·m·m））。认为岩体破碎主要受断层及节理裂隙影响,分析了岩体破裂松动的演化过程及特征。