黄土洞穴对公路危害的地质模式及致灾机理

作为黄土地区一种重要的不良地质现象,黄土洞穴对各种工程都造成了不同程度的危害,其中以对公路的危害最为突出。黄土洞穴对公路路基、边坡、桥梁、隧道和排水设施都有不同程度的危害,而且这些危害在型式、主要危害的部位及危害的严重程度等方面都有一定规律。为了从根本上认识黄土洞穴对公路的危害的规律和机理,指导公路黄土洞穴稳定性评价和防治,本文在对陕西省和甘肃省公路黄土暗穴调查的基础上,根据黄土洞穴对公路工程不同部位的破坏特征总结出黄土洞穴对公路路基、边坡、桥梁、隧道和排水设施危害的地质模式和致灾机理。     

晋西黄土洞穴成因研究

在野外调查、室内实验基础上,对晋西黄土洞穴的成因进行了分析,研究表明:晋西黄土洞穴的形成是多种内外因素综合作用的结果,主要因素包括黄土的土性、微观结构、节理裂隙、地层结构厚度、水文气候、地形地貌等,其中黄土土性和微观结构是黄土洞穴形成的内因,节理裂隙和地层分布状况为洞穴发育提供了空间和物质基础,水成为黄土洞穴形成的源动力,地形地貌则控制着黄土洞穴的分布。     

山区公路典型沥青路面结构容许横向沉降差研究

大量的研究表明,路基不均匀沉降导致上部路面结构在车辆重复荷载作用下出现早期的破坏,严重影响了路面服务性能,而现有的路面结构设计未考虑路基不均匀沉降对路面结构的影响。在以往对路基不均匀沉降研究的基础上,采用有限元程序ABAQUS分析了在路基发生不均匀沉降条件下,路面承受车辆重复荷载作用的动力学响应以及路面开裂的变化过程,引入损伤变量定量描述了路面的破坏过程,分析了路基横向沉降差对路面开裂的影响,并参照路基边坡稳定安全系数的定义及规范取值。在此基础上,提出了山区公路典型沥青路面结构的容许横向沉降差值为2.2‰,并建议将其作为路基路面结构整体设计的一个控制指标加以考虑,以避免路基不均匀沉降导致的路面早期破坏,从而提高山区高等级公路的设计及建造水平。     

云南山区公路水毁类型及发育机制

公路水毁是在气候,水文,地质环境和人类活动的综合作用下,公路沿线产生的一系列对公路工程的破坏和工程披破坏的过程,通过在云南山区公路水毁的调查研究,其主要类型有沿公路发生的崩塌,滑坡,泥石流,水毁桥涵,水毁路基,水毁路面,路基沉陷和路面翻浆等８类,重点探讨其中崩塌,滑坡,泥石流,路基沉陷和路面翻浆５类的发育机制。     

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(I a)、晋西(I b)和晋西南(I c)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(I a)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(I b)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(I c)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。     

基于RS与GPS的汶川地震路基路面震害损毁调查——以都汶公路为例

文章以都汶公路为例,利用遥感解译技术快速获取地震诱发山地灾害类型及其对公路造成的严重损害类型,利用GPS对公路损毁灾害点准确定位,获得路基路面直接震害类型信息,同时对山地灾害遥感判识结果进行检验。通过分析认为公路沿线岩体岩性以及风化破碎程度的不同,对公路产生的损毁程度不相同;路基破坏程度与距离震中和断裂带的远近有密切关系;路基下方护坡的破坏与所处边坡的坡度有关;崩塌滑坡产生大量松散固体物质,雨季到来之后,极易暴发大规模泥石流,需要注意并防范泥石流对行车安全和道路交通的影响。     

黄土洞穴侵蚀速率的现场试验研究

文章通过对三组人工和天然黄土洞穴进行了现场侵蚀速率试验,对比分析降水量对黄土斜坡洞穴侵蚀速率的影响,同时分析在相同时间段里进入洞穴的水量与该时间段内的侵蚀速率的变化关系。试验结果表明:人工黄土洞穴侵蚀速率随着水流量的增大而增大,而对于天然洞穴则相反;在相同时间段里,黄土天然洞穴的侵蚀速率随进入洞穴水量速度的增加反而减小,且黄土洞穴的侵蚀速率较水流量具有滞后现象。     

高原多年冻土地区公路修筑技术研究的回顾与展望

通过大量的研究课题实例,回顾了高原多年冻土地区公路修筑技术研究的各个历史阶段,综述了公路修筑技术的研究内容和成果。高含冰量冻土分布规律及工程地质研究、冻土路基设计与冻土路基变形规律研究及保持冻土路基稳定性的路基设计原则和工程措施研究、路面修筑技术研究、桥涵基础研究等。随着高原多年冻土地区公路路面等级的提高和路面使用时间的延续及人为因素的不良影响,高原多年冻土地区的公路路基、路面和桥涵等出现了一些新     

沙漠公路风蚀破坏规律的数值模拟研究

通过Fluent软件对沙漠公路的风蚀破坏规律进行数值模拟研究。分析公路不同横断面时风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程,确定路基(堑)高度、边坡坡率和路面宽度等公路断面设计参数对风沙流扰动的影响,提出沙漠公路路基(堑)风蚀破坏规律。结果表明：路面宽度的改变对路基沿程风速变化影响较小,各特征点处风速变化小于5%。路基(堑)高度和边坡坡率对风沙流扰动的影响较大。随路基(堑)高度增加,风沙流流场的扰动被增强,路基(堑)风蚀破坏越显著,当边坡坡率为1:1时,路基模型高度250 mm时的迎风路肩风速为模型高度60 mm时的 1.15倍,其背风坡脚风速降低45%;路堑模型高度250 mm时的背风堑顶风速为模型高度60 mm时的1.05倍,迎风堑脚处风速降低高达80%。建议沙漠公路宜采用中低路基(堑),不宜高填深挖。当路基(堑)高度一定,边坡坡率为1:1.75或1:2时,路基(堑)沿程风速变化平缓,沙漠路肩不易被吹蚀破坏;路堑中堑脚位置处不易出现堆积。其结论与室内风蚀风洞试验结果有很好的一致性     

陕北黄土丘陵区威胁窑洞民居的地质灾害问题—以陕西延安地区为例

窑洞是陕北黄土丘陵区民居的一种主要形式。在介绍区内窑洞的类型、分布的基础上,阐述了滑坡、崩塌、塌窑、窑洞透水等主要窑洞民居地质灾害的发育特征。从沟谷发育期、斜坡结构类型、地形特征等方面分析了窑洞灾害形成的主要原因,认为黄土的工程地质特性是灾害发育的物质基础,人类工程活动和降雨是灾害形成的主要诱发因素。最后从窑洞的选址、斜坡的设计、窑洞的防水等几个方面提出了灾害的防治措施。     

黄土拱作用机理剖析

广泛分布于黄土地区的民居黄土窑洞表明,围岩土体中的黄土拱是承受荷载的结构单元。应用滑动线法绘出的土拱形状,已被实际观测资料加以证实。对黄土拱的承载力、整体稳定性进行了计算,揭示出现有的两种地层压力学说没有正确与缪误之别,只是各有其适宜的应用场合,其前提条件是整体稳定性是否满足。     

云南石林洞穴发育特征

石林位于滇东喀斯特高原南部,喀斯特极其发育,以发育了典型的石林地形而闻名遐迩,倍受国内外喀斯特学者的关注。洞穴是本区广泛发育分布的一种喀斯特地下形态,类型多样。依据它们的剖面形态、成因和所处的地貌部位差异,将其划分为罅状洞穴、水平洞穴和倾斜洞穴三个类型。洞穴在发育分布上受到区域碳酸盐岩地层分布的控制,表现出洞穴分布的相对集中性、洞穴发育对地层的选择性和洞穴发育的成层性等特征。洞穴发育规模绝大多数为中小型洞穴;洞穴多为现代地下洞河,埋藏浅且多天窗,并且洞穴的发育延伸方向明显受裂隙构造的控制。通过对石林地区喀斯特洞穴发育条件、洞穴发育类型、分布特征和洞穴发育的古地理环境特征分析,论述了石林地区洞穴的发育特征。     

岩溶土洞稳定临界深度的初步研究

在岩溶土洞发育地区进行工程建设时需要确定土洞是否会发展成地面塌陷和对工程结构物稳定性有影响,分析表明土洞临界深度可作为评价土洞稳定和加固深度的依据。本文采用有限元分析方法,以土洞塑性区贯通至地面或路基表面作为土洞发展成地面塌陷和临界深度的标准。研究表明,土洞的临界深度与土洞形状、土洞尺寸、位置和路基填土厚度有关;土洞断面形状为圆形时临界深度最小,土洞尺寸越大,路基填土越厚,相应土洞临界深度越大。      

Preliminary Study on Loess Slumping Hazard between Northern Shaanxi and Western Shanxi along the Line of West-East Gas Transportation Project

INTRODUCTIONTheloess,widelydistributedinthenorthwestplateauofChina ,hasatalltimesbeenanimportantresearchsubjectofthestudiesonengineeringgeology.Duetotheunfavorableengineeringpropertiesofloess,aswellasthespecialtopog raphyandclimate ,thenorthwestloessplateauisaregionwithfrequentgeologicalhazardsandcomplicatedgeologicalengineeringproblems.Inthepast,mostoftheresearchersconsideredthelandslideasthemainandseriousformoffail ureoftheloessslopes,soloesslandslidesweregivenmoreattention (DuanandLuo…     

Radar spectral analysis and evaluation of the effect of grouting treatment in karst caves and soil caves

This paper studies karst cave and soil cavity development in the process of karst collapse as a means of disaster prevention and control. Using the karst area of the Shandong section of the Beijing–Shanghai high-speed railway as a test area, a numerical simulation method is presented as well as the model test to study the characteristics of typical radar images of different types of karst caves and soil cavities. By combining theoretical analysis with field test results, the method and characteristic standards for nondestructive testing using ground-penetrating radar to determine the grouting effect on a karst roadbed are given. The radar spectrum characteristics are analyzed for a cave, water-filled cave, clay-filled cave, karst cave with dense grouting and karst cave with grouting that is not dense. Comprehensive analysis of the results of indoor model testing and numerical analysis, combined with the engineering practice of evaluating the effect of grouting treatment in the selected section of the Beijing–Shanghai high-speed railway, clarifies the basic characteristics of map recognition of radar detection of karst grouting. The morphological characteristics of the karst caves in the geological radar images are usually composed of many hyperbolic strong reflection waves. Multiple-reflection wave groups of high amplitude, low frequency, and equal distance indicate the side wall of the cave. The bottom interface of the cave is not obvious, although when the bottom part of the cave is filled with water or clay, silt, sand and gravel material. The bottom of the reflection wave will be enhanced. When the cave is filled with material, the electromagnetic wave energy decays rapidly, the high-frequency part is absorbed, and the reflection is mostly low frequency wave. The characteristics of radar images of the slurry distribution area are obvious in the grouting zone. A horizontal direction results in arc-shaped distribution, and a vertical direction has more regular distribution. The results of the study are helpful in the exploration of karst caves and soil caves, and the evaluation of the effect of grouting treatment in mitigating karst collapse.     

洞穴旅游容量测算方法探讨

通过对国内外相关文献梳理和分析,发现现行洞穴旅游容量测算方法存在以下不足:（1）单一方法测算不科学,无法反映出不同洞穴间的能量、形态的差异;（2）没有充分考虑洞穴的特殊环境,游客周转率计算取值简单化;（3）一味套用《旅游规划通则》的相关规定,取生态环境容量与设施容量、社会心理容量与设施容量、空间容量与设施容量之和中的最小值作为洞穴旅游容量最终值不合理;（4）热量法仅从游客角度测算洞穴的旅游容量,实际意义不大;（5）测算方法往往忽视了洞穴旅游容量的动态性分析。为此提出:应根据洞穴的具体情况确定与之相适应的测算方法;洞穴旅游容量的周转率取值应在两批游客之间留有恰当的间隔期;基本空间标准的取值,建议洞穴厅堂取3～5㎡/人,洞穴游道取5～10m/人;洞穴空气中CO2的最大浓度值应根据不同洞穴的具体情况确定,不宜设置统一标准;游客呼出的CO2量建议取值25L/h;洞穴空气中CO2背景值应以每个洞穴的监测数据为准;在洞穴旅游容量的测算中,应将环境影响的控制性因子作为重要依据。      

山东省东平县大洪顶山地区岩溶洞穴景观资源评价

东平县大洪顶山岩溶地貌类型属岩溶山地地貌单元,山坡顶部及陡峭坡段岩石裸露,岩溶裂隙发育,岩体切割破碎,边坡陡立。区内岩溶洞穴发育,岩溶景观资源众多。目前已发现的溶洞有6处,大洪顶山南坡3处,北坡3处,溶洞口出露位置呈NWW向展布,北部九仙洞已探测长度1862 m,南部神仙洞已探测长度2052．50 m,溶洞内岩溶景观发育不均匀,发育有石笋、石钟乳、石幔、石帽、边石等。区内岩溶洞穴发育规模宏大,景观资源丰富,属鲁西地区发育规模最大的溶洞,在北方地区具代表性、典型性、稀有性,属我国北方地区不可多得的地质自然遗产,具有良好的开发前景及旅游价值。     

陕西农村民居侵蚀效应分析与防治

陕西大部分地区位于黄土高原,农村中窑洞、土房、土坯房等黄土质传统民居非常普遍。2003年陕西传统民居发生灾害性大面积坍塌,本文针对黄土高原农村传统民居的主要特点,分析引起黄土质民居侵蚀的主要侵蚀方式以及黄土质民居侵蚀的时间和空间特性,并在此基础上提出了防治黄土质民居侵蚀的措施。