雄安新区工程地质层组划分、三维地质结构构建及其在城市规划建设中的应用

【研究目的】为了规范雄安新区工程地质层组划分,构建三维工程地质结构模型,更好地进行工程地质与岩土工程资料交流与利用。【研究方法】本文以雄安新区工程地质调查资料为基础,阐述了雄安新区第四纪地层特征,进行了工程地质分区,划分了100 m以浅地层工程地质层组,分析了各层组的空间分布规律及其工程特性;构建了三维工程地质结构模型,探讨了其在城市规划建设中的应用。【研究结果】雄安新区全新世地层底板埋深一般7～16 m,晚更新世地层底板埋深一般50～60 m,中更新世地层底板埋深一般70～80 m,早更新世地层底板埋深约140～190 m;可将雄安新区工程地质区划分为冲积—洪积平原工程地质亚区、冲积—湖积平原工程地质亚区和冲积平原工程地质亚区;100 m深度范围内地层可划分18个工程地质层组,其中(1)～(4)层为全新统(Q_h),(5)～I1层为上更新统(Q_p³),I2～I5层为中更新统(Q_p²),I6～I8层为下更新统(Q_p¹),构建了研究区三维...     

软弱土层中深基坑工程的系统施工技术

介绍了综合采用支护桩、截水帷幕、降水、回灌和锚喷支护等系统施工技术,成功地完成了在粉土、淤泥质粘土中、水位埋深在1.3m,基坑开挖至13.0m深的深基坑工程。     

天津滨海新区新近沉积土确定及其工程特性研究

基于古海岸线及测年试验分析,对滨海新区上部陆相沉积土的形成年代进行研究,确定了该区新近沉积土的划分原则,并根据成因类型及沉积环境,进一步划分了新近沉积土的类别;根据土层厚度及底板埋深,查清了滨海新区新近沉积土的发育分布规律,并分析评价了该类土的工程特性。结果表明:滨海新区上部陆相沉积土形成年代小于4 000年,应将其划归为新近沉积土,与原新近沉积土共同组成该区新近沉积层;新划分原则下新近沉积土可分为洪泛新近沉积土、古河道新近沉积土及上部陆相新近沉积土三类,其厚度一般在1～2 m,底板埋深一般在3～4 m,工程性质较差,表现为较高含水量、较大孔隙比、较低抗剪强度、较高压缩性,地基承载力普遍在100 kPa左右。     

金沙江其宗河段河床深厚覆盖层特征及其工程效应研究

金沙江其宗河段发育60～120m的河床深厚覆盖层。深厚覆盖层纵向上可分为三大层:河床底部为卵(块)砾(碎)石层夹中细砂或粉质粘土,为冲积及冰水堆积成因(al+fglQ3),厚11.1～33m;中部为细砂、粉细砂、粉质粘土层及卵(块)砾(碎)石层,该层为加积层,由冲积、泥石流堆积、洪积、崩坡积、堰塞多成因堆积组合而成(al+pl+sefQ3),厚10.04～35m;中上部为漂(块)卵(碎)砾石夹砂层透镜体,冲积堆积形成(alQ3-4),厚9.5～59m。河床覆盖层中的砂层透镜体分布范围广泛,埋藏深,最大埋深达83.1m,最大厚度达到29.4m,最小厚度仅0.5m,一般厚度在5m以内。研究表明砂层不具有湖相堆积的特征,而是相对静水环境条件下及正常河流漫滩相等堆积形成。通过原位及室内取样试验表明,其宗河段河床覆盖层中粗粒土(漂(卵)碎块石等)强度相对较高,中下部细粒土工程性质具有超固结性,不具液化性,上部细砂层强度较低,地震工况下可能液化。该河段深厚覆盖层的工程效应主要有坝基地质条件差,仅适合堆石坝、坝基开挖方量大、砂层处理深度大、防渗处理难度较高等。     

ANSYS在土洞演化预警中的应用

以桂林某高速公路为工程依托点,在全面分析现有高速公路覆盖地区的岩溶土洞的监测预警技术的基础上,选取TDR监测技术作为主要研究手段,并用ANSYS模拟了TDR监测全过程。模拟结果表明,在基岩面以上厚5.0 m左右的土层中发育有土洞且直径3.0 m以上时,可能对地面造成破坏,当土层厚度不变（5.0 m）,梁的截面尺寸一定（8 cm×6.5 cm）,土洞沿基岩面慢慢往上发育时,随着土洞发育直径的不断增大,地面变形也就越明显,且变形趋势呈缓慢的直线型; 当土洞直径为2.0 m,埋深为4.0 m,或土洞直径为4.0 m,埋深为3.0 m时,梁埋深从2.0 m开始,其变形趋于平缓;当土洞直径为3.0 m时,埋深为3.5 m,梁埋深从1.0 m到3.0 m,其变形量基本相当;当土洞直径为5.0 m,土洞顶板埋深为2.5 m,梁埋深分别为1.0 m、2.0 m,其基本保持一致,分别为6.74×10－2 m、6.75×10－2 m,即达到极限平衡状态,说明监测梁布设在距离土洞顶板2 m范围内时,可比较有效地监测到土洞变形破坏的演化趋势。      

激发极化法在吉林安图刘生店钼矿的应用

为了在吉林东部覆盖较厚地区寻找深部隐伏矿体, 在安图刘生店钼矿勘查中利用中间梯度装置激发极化法扫面, 发现了极化率为1.88% ～4.61%、电阻率为300～500Ω ·m的高极化率低阻异常。异常体上对称四极装置激电测深结果表明: 3勘查线极化体顶面埋深20 ～30 m, 底面埋深150～170 m; 11勘查线极化体顶面埋深为25～65 m, 底面埋深> 200 m。经钻探工程验证, 钼矿体的形态、产状、顶、底板的埋深与异常解译成果基本吻合。     

南布基纳依铀矿区地浸开采工艺钻孔技术

乌兹别克斯坦南布基纳依铀矿区,位于克兹勒库姆铀矿省北部.矿床有多层矿体发育.矿体埋深150～350m,厚度2～30m.含矿层上部地层主要是泥岩、粉砂岩、砂岩、石灰岩、泥灰岩、石膏互层.含矿层主要由含水砂岩组成,夹带有薄的泥岩     

黄河冲积平原灌溉入渗研究

黄河冲积平原面积广大,农田灌溉频繁,灌水量大,在地下水资源评价时对灌溉入渗系数取值困难。本文在现场灌溉入渗试验的基础上,分析包气带岩性及结构、水位埋深、灌溉水量对灌溉入渗系数的影响,总结提出了多种条件下灌溉入渗系数的取值范围。在单位灌水量40～60m3／亩和水位埋深小于4m、4～8m、大于8m的井灌区中,当包气带岩性为粉土、粉砂时,灌溉入渗系数可分别取值0．21～O．10、0．10—0．05、0．05～0;当包气带岩性夹有粉质粘土层时,灌溉入渗系数可分别取值0．15～0．09、0.09—0．05、0．05～0。在单位灌水量较大的渠灌区,灌溉入渗系数可按单位灌水量的增大倍数而增加,由此为黄河冲积平原区地下水补给量计算中灌溉入渗系数的确定提供了依据。     

淮北平原小麦和大豆生长条件下潜水蒸发实验模拟

利用五道沟水文实验站62套原状土蒸渗仪1991～2015年长系列实验资料,采用非线性拟合方法,模拟了砂姜黑土和黄潮土冬小麦和夏大豆各生育期潜水蒸发随埋深变化的规律。通过多种线型拟合,砂姜黑土两种作物潜水蒸发量随埋深的增大而递减,均呈指数函数关系;黄潮土小麦在返青前和大豆出苗-分枝期,潜水蒸发量随埋深的增大而递减,呈指数函数关系,小麦返青期以后和大豆分枝期后,潜水蒸发量在0.5～0.8m埋深区间达到最大值,在0.5～0.8m区间以浅随埋深增大而增大,在0.5～0.8m区间以深随埋深增大而减小,呈复合函数关系。     

廊坊北三县工程建设适宜性评价

在系统分析廊坊北三县工程建设适宜性影响因素的基础上,建立了工程建设适宜性评价指标体系,并利用层次分析法确定指标权重,运用敏感因子-加权平均综合指数法对该地区的工程建设适宜性进行了评价。评价结果表明,北三县地区工程建设适宜性总体较好,大部分地区适宜或较适宜工程建设,占89.6%。埋深10～50 m的砂性土承载力普遍较高,可优先作为多层、高层建筑物复合地基或桩基的桩端持力层;埋深小于10 m的土体局部存在工程性质较差的填土、液化砂土,不宜作为建筑物天然地基;局部地区存在地面沉降、砂土液化等不良工程地质问题,在控制性详细规划和岩土工程勘察中应加以重视;夏垫活动断裂发育地区不适宜工程建设,若线性工程开发利用无法规避此区域,采取措施缓解水平和垂直方向位移对工程安全性影响。     

渤海湾西岸晚更新世沉积的差异性特征*

位于渤海湾西岸黄骅坳陷的次级构造单元歧口凹陷的BQ1孔,深95.6m;位于相邻次级凸起单元北大港潜山构造带的BQ2孔,深32.8m。两孔相距约18km。对岩性、古生物(有孔虫、介形虫和软体动物)、测年(OSL和AMS ¹⁴ C)和古地磁等基础数据的研究表明,两孔中可资对比的晚更新世海相层和陆相层具明显的差异性空间分布特征。其中,晚更新世60~35kaB.P.的第2海相层(Ⅱ海)在凹陷区BQ1孔厚约10.7m、在凸起区BQ2孔厚5.7m;BQ1孔该海相层顶、底板埋深分别比BQ2孔低约11.5m和16.5m。其他相同层位,同样表现出类似的空间位置(厚度、埋深)的差异。进入全新世,两孔第1海相层(Ⅰ海)的底板位于相同埋深,暗示至此差异性沉积过程趋于平缓,两孔所在地区在相对平稳的构造与沉积背景下开始了全新世滨海平原的近现代造陆过程。     

标准贯入试验击数与静力触探试验指标的对比研究

标准贯入试验和静力触探试验是岩土工程勘察中最常用的两种原位测试方法,两种方法的测试数据存在明显的相关关系,通过收集天津市区埋深30.0 m以上地层的标贯击数和锥尖阻力,采用SPSS软件进行回归分析两个指标之间的相关性并建立回归公式,基于收集的资料对黏性和砂性土进行回归验证,结果证明:黏性土二次回归的平均误差为0.36%,绝对平均误差为15.74%,黏性土线性回归的平均误差为3.70%,绝对平均误差为16.67%;砂性土(包括粉土)二次回归的平均误差为3.05%,绝对平均误差为13.41%,砂性土(包括粉土)线性回归的平均误差为2.79%,绝对平均误差为14.04%,验证效果总体较理想;但同时可以发现,由于收集的资料和验证的场地均相对较少,适用范围较小,在使用时还需结合施工经验综合确定。研究结果可为同类岩土工程勘察工作提供参考。     

滇东地应力场深度分带及其对煤储层渗透率控制

地应力贯穿于煤层气生产整个过程,对煤层气的勘探选区和工程实施具有重要的现实意义。为研究滇东地应力特征,收集了滇东地区15口井（35层煤）注入/压降试井数据。研究发现：滇东煤层埋深介于497.12～1 234.31m（平均780.44m）,破裂压裂介于10.26～22.31MPa（平均16.55MPa）,闭合压力介于9.75～21.44MPa（平均15.52 MPa）。煤层的破裂压力与埋深、闭合压力均表现正相关性。滇东地区垂向地应力场可划分3部分,分别是走滑断层应力场（<700m）、过渡应力场（700～1 000m）和正断层应力场（>1 000m）。滇东地区煤储层渗透率为0.004 5～1.86mD（平均0.187 9mD）,随着埋深的增加,表现为“先降低后增加”的趋势,与地应力场转化位置基本一致。煤储层天然裂缝的发育规律与现代地应力场垂直分布特征,共同控制滇东地区煤储层的渗透率。     

成都东部新区空港新城咸淡水分布规律研究

利用成都高新东区(空港新城)城市地下空间资源地质调查项目实施的188个深度160～220 m钻孔开展分层取样、井液电阻率测试、岩芯分层TDS测试等综合方法查明成都东部新区空港新城咸淡水界面的平面分布特征、垂向分布特征及水化学特征。结果显示:(1)研究区咸淡水界面平面分布呈东西分带特点。(2)从垂向分布特征看,埋深0～15 m范围内,全区基本无微咸水分布;埋深15～20 m范围内,微咸水点零星出现,至埋深20 m后会大量增加;15～70 m埋深内,微咸水普遍分布在地层膏盐分布区,而在非膏盐分布区基本不存在微咸水;在埋深70m以下,丘陵区全区均有微咸水分布的现象。(3)研究区咸水化学成分一般主要以硫酸盐(钠、钙)为主。但在埋深70 m以下非膏盐分布区咸水水化学特征主要以氯酸盐为主,其次为硫酸盐。随着埋深增加,咸水矿化度总体呈上升的趋势,埋深50 m和80 m以下分别出现咸水和卤水现象,但矿化度随深度递增的线性规律并不明显。研究结果为成都东部新区空港新城地下空间利用规划提供基础资料,为广大红层丘陵区查明咸淡水分布规律提供了借鉴。     

孔压静力触探与扁铲侧胀试验在上海软黏土中的应用研究

依托上海轨道交通市域线机场联络线岩土工程勘察项目,开展了孔压静力触探试验与扁铲侧胀试验,并获取了高质量取样压缩试验结果,研究了不同试验、不同图表分类方法对土层分类效果的影响,分析了扁铲侧胀试验与超固结比、锥尖阻力与压缩模量的关系。研究表明：孔压静力触探图表法对上海软黏土的分类效果较好,而对于过渡型土体（粉土）和“混合土”则分类不理想,扁铲侧胀试验分类方法则能达到良好的分类效果;上海地区软黏土在埋深18.0 m以内具有明显的超固结性,超固结比随着深度的增加而减小,变化差异较大,埋深大于18.0 m的土则为正常固结土;不同类型的软黏土,锥尖阻力与压缩模量之间存在着明显的线性相关关系,并可用统一公式表达。     

祁南矿东风井冻结温度场时空演化规律分析

以安徽祁南矿东风井冻结法凿井为工程背景,以多圈管冻结的不同土性表土层为研究对象,基于冻结孔实际成孔位置,应用有限元软件COMSOL Multiphysics分别建立埋深218 m钙质黏土层位、埋深225 m细砂层位和埋深259 m砂质黏土层位3个不同土性、不同埋深的冻结温度场数值计算模型,并结合现场实测数据,分层计算分析了其冻结壁温度场时空演化规律,结果表明：在相同冻结条件下,埋深225 m细砂层位冻结壁有效平均温度比埋深259 m砂质黏土层位和埋深218 m钙质黏土层位分别低0.09～0.72℃和0.44～1.95℃,埋深225 m细砂层位平均有效厚度比埋深259 m砂质黏土层位和埋深218 m钙质黏土层位分别厚0.17～0.38 m和0.29～0.47 m;现场实测与数值计算均表明,各个层位冻结壁开挖时,其平均温度均低于–15℃,有效厚度均大于6.2 m,200 m以下深部表土层井帮温度低于–4℃,满足施工要求,冻结壁强度和稳定性均处于安全状态;冻结孔沿径向将冻结温度场划分为3个区域(A区、B区、C区),B区在冻结孔冷量叠加的影响下降温速度最快,A区降温速度适中,C区距离冻结管较远...     

变埋深条件下饱和土爆炸能量耦合系数的试验研究

通过在? 2.5 m×5 m模拟爆炸装置中进行了饱和土爆炸试验。利用自由场试验研究了饱和土在不同埋设深度条件下的爆炸问题,得到了相应的爆炸破坏效应的宏观特征和压力实测波形,并对测试结果进行了分析,得到了饱和土中爆炸波传播规律,并通过试验得到耦合系数的试验数据,绘制了耦合系数曲线。实验结果表明,对于封闭爆炸最小比例埋深为2.62 m/kg1/3,当比例埋深大于2.62 m/kg1/3时,峰值压力与动量受比例埋深的影响不大,此时爆炸能量基本被封闭在饱和土中。     

国内外地震液化场地特征对比研究

收集整理了阪神、通海、唐山、集集以及海城地震等5次大地震的液化资料,对比分析了场地特征,剖析了其差别和联系。分析结果表明,几次地震中液化层埋藏深度、液化场地地下水位深度差异明显,液化层和地下水位分布范围从小到大依次为通海地震、唐山地震、阪神地震和集集地震,液化层分别主要集中在0～2、2～6、4～6、2～8 m间,地下水位则分别主要集中在0～1、1～2、1～3、1～3 m间;集集地震液化层埋深和水位均分布最广,液化层埋深分布在0～20 m,地下水位则分布在0～9 m范围;几次地震液化层标准贯入击数集中范围相似,主要在5～15击之间,但范围差异显著,通海地震虽然地下水位和液化层埋藏深度最浅,但标贯击数均值最大,而集集地震标贯击数范围最广,最大超过30击;几次地震液化层剪切波速变化范围差异明显,海城地震在150 m/s以内,阪神地震集中在150～200 m/s,而集集地震集中在150～250 m/s,其均值接近200 m/s,且有波速250 m/s左右液化场地存在,以往认为场地剪切波速210 m/s以上可不考虑场地液化的认识有误。     

西沙西科1井第四系生物礁-碳酸盐岩的岩石学特征

从西科1井生物礁-碳酸盐岩的岩心观察和岩石学特征的分析入手, 重点刻画了第四系全新-更新统乐东组生物礁-碳酸盐岩的岩石类型和生物礁类型.543片铸体薄片分析和214.89 m岩心观察表明: 岩石类型主要为粒泥灰岩、泥粒灰岩和骨架灰岩, 其次为粘结灰岩、颗粒灰岩、漂砾灰岩和砾屑灰岩.在纵向上, 埋深0~10 m层段以颗粒灰岩为主, 埋深10~22 m层段为生物碎屑砂分布段, 埋深22.00~214.89 m层段以粒泥灰岩、泥粒灰岩和骨架灰岩为主.生物礁类型以骨架礁为主, 造礁生物为珊瑚和少量珊瑚藻.骨架礁在埋深0~214.89 m均有发育, 丛状和块(段)状礁仅分布于埋深83~98 m.      

基于野外Guelph入渗法与室内变水头达西法的土壤饱和渗透系数变化规律

为揭示土壤饱和渗透系数的变化规律,在江汉平原杨林尾-陆溪口地区分别采用Guelph入渗仪和改进的TST-55型土壤渗透仪开展了土壤饱和渗透系数实验。结果表明:采用Guelph入渗法在粉砂质黏壤土中测得冲积物饱和渗透系数相对较大,数量级在10~(-2)～10~(-1)之间,最高达到7.50×10~(-1) m/d,最小为1.40×10~(-2) m/d;湖积物饱和渗透系数在1.86×10~(-3)～4.99×10~(-2) m/d之间;而残积物的为6.05×10~(-3) m/d,相对较小;同为粉砂壤土,相同水位埋深条件下甘蔗地和小麦地(同为耕地)的土壤饱和渗透系数明显比林地的大,这与土壤翻耕及根系、虫孔发育等有关;在相同水位埋深条件下,粉砂壤土的土壤饱和渗透系数普遍比粉砂质黏壤土的大,主要是因为粉砂质黏壤土比粉砂壤土的黏粒比重大、孔隙比相对较小的缘故。室内变水头达西法和Guelph入渗法测得的土壤饱和渗透系数分别介于5.43×10~(-5)～2.10×10~(-3) m/d和1.57×10~(-3)～7.50×10~(-1) m/d之间。室内变水头达西法所测结果明显偏小,主要原因包括:①Guelph入渗法进行现场原位测试时,土壤有效直径相对于室内变水头达西法使用的环刀直径要大得多;②室内变水头达西法所用土样为单一岩性,而Guelph入渗法为原位土层,常常具有双层或多层结构;③Guelph入渗试验期间恰逢雨季,地下水位埋深小,当支持毛细水带接近地表时,Guelph入渗试验将受支持毛细水的影响,从而使Guelph入渗法所测得的结果产生误差。