大渡河流域河谷深厚覆盖层特征与发育分布规律研究

随着近年来对西部各流域水电梯级开发的全面实施,越来越多的钻孔资料揭露我国西南地区各流域普遍存在河谷深切和深厚覆盖的特殊现象。河谷深切和深厚覆盖层的存在,不仅大大增加了西南地区各流域水电开发的难度,同时也诞生出一系列新的科学问题。本文以梯级水电站较密集、河床勘探资料相对较丰富的大渡河流域为主要研究对象,通过系统分析整理该流域河床钻探资料,对该流域河谷深厚覆盖层的分布特征、物质组成与结构特征、形成时间等进行了较为系统地分析总结,并对其形成机理提出了新的认识。研究结果表明,除局部地段受构造隆升(大岗山、下尔呷)或构造断陷(冶勒)的影响外,大渡河流域95％的河段其河谷覆盖层厚度大于30m,河谷深切和深厚覆盖具有流域性、区域性特点。河谷覆盖层是由一套不同时期、不同成因类型的沉积物相互迭置的结果,由表及里宏观上可分为3层: 表层为现代河流相堆积;  中间主要为以冰水、崩积、坡积、堰塞堆积与冲积混合为主的加积层,厚度相对较大;  底部主要为古河床的冲积、冰水漂卵砾石层。覆盖层的形成时代一般在1～3万年前,基本与地质历史上末次冰期及冰消期时间相对应。为了更好地解释河谷深切和深厚覆盖具有区域性的特点,本文提出了全球气候变化和海平面升降引起河谷深切和深厚覆盖的观点: 冰期海平面的大幅度下降会引起区域性基准面大幅下降,河流比降加大,由此引起强烈下切,形成深切河谷;  冰后期海平面大幅回升,区域性基准面将大幅抬升,河流纵比降减小,水流的携砂能力减弱,冰期河谷深切所形成的固体物质开始大量沉积,并由此形成深厚覆盖层。     

河谷地形对深覆盖层中防渗墙应力变形影响分析

为研究河谷地形对深厚覆盖层中防渗墙应力、变形的影响,以某沥青混凝土心墙堆石坝为工程背景,模拟了狭窄河谷和宽深河谷并分别建立有限元模型,坝体材料及覆盖层采用邓肯-张E-B模型,防渗墙与覆盖层、基岩之间的接触关系采用无厚度接触面模拟,进行三维非线性有限元计算,对比分析两种河谷情况下防渗墙的应力、变形情况。计算结果表明：狭窄河谷中,防渗墙沉降和水平向位移及防渗墙与覆盖层的不均匀变形均比宽深河谷小,其中不均匀变形最大减小了24.8%;宽深河谷中,防渗墙受河谷地形约束作用较弱,竖直向压应力较狭窄河谷更大,最大增加了40.3%;防渗墙的竖直向压应力最大值位置受中性点位置和河谷地形的共同影响,其中竖直向压应力最大值约30%来自墙顶坝体土压力,70%来自与覆盖层之间的负摩擦力。其研究结果可为不同地形条件下坝基防渗墙的设计提供参考。     

对我国西南地区河谷深厚覆盖层成因机理的新认识

近年来,在我国水能资源开发过程中,发现各河流现代河床以下普遍堆积厚达数十米甚至上百米的松散堆积物。河谷深厚覆盖层的存在,不仅严重制约了工程坝址的选择,影响相关流域水电资源的开发利用,也给坝工设计带来巨大的困难。由于深厚覆盖层埋藏于现代河床之下,其形成年代一般先于一二级阶地,有悖于河流发育演化的常理,其成因一直令人费解。首次将河谷深切和深厚堆积事件与全球气候变化、海平面升降运动、地壳运动等有机地联系起来,并提出冰期、间冰期全球海平面大幅度升降,是导致河流深切成谷并形成深厚堆积的主要原因的新观点。在此基础上,引入层序地层学原理,从理论上较好地解释了全球气候变化导致海平面和河流侵蚀基准面大幅变化,并产生河谷深切和深厚堆积的原因和过程。最后,进一步将沿河大型古滑坡的孕育和发生与河谷深切事件相联系,提出沿河大型古滑坡是在河谷深切期因前缘临空较好而形成的新观点,从而对沿河古滑坡前缘剪出口高程往往低于现代河床数十米的原因给出了较合理的解释。     

西南某水电站谷底深厚覆盖层与卸荷松弛带特征及其成因机制分析

钻孔揭示,该水电站河谷谷底发育着深厚覆盖层及卸荷松弛带。深厚覆盖层纵向上可以分为3层:下部和上部为正常的河流相,中部为多成因堆积物加积层;谷底浅表部岩体结构松弛,完整性差,裂隙张开、泥质充填,裂面严重风化锈染。研究表明,谷底松弛是由于河流切至谷底时造成应力集中,导致岩体剪切破坏;并经过漫长的卸荷回弹及风化作用在谷底形成一定厚度的松弛带。     

深厚覆盖层上高砾石土心墙堆石坝变形监测分析

在深厚覆盖层上建筑的高砾石土心墙堆石坝得到迅猛发展的同时,正确地认识坝体变形规律和合理地数值模拟是不可忽视的问题。堆石坝变形的影响因素多且复杂,监测成果的分析对研究上述问题具有重要意义。以硗碛大坝的监测资料为基础,结合坝体的填筑和蓄水过程,对位于深厚覆盖层上的百米级砾石土心墙堆石坝的变形规律进行了系统分析,并与其坝高、覆盖层深度、河谷宽度等方面都具有相似性的毛尔盖大坝监测资料进行了对比分析。通过分析两座大坝监测结果,对坝体的变形特性进行了规律性总结,对湿化和蠕变作用以及水库填筑和蓄水过程对坝体变形的影响有了一定认识。分析结论可为正确认识以及合理模拟和预测同类坝体的变形特性提供参考和依据。     

金沙江其宗水电站上坝址深厚覆盖层钻进工艺探讨

其宗水电站属峡谷区修建的高坝、大库,最大坝高达358 m左右。深厚覆盖层的钻探取样是了解其成因及工程地质特性的必需手段,也是水电水利工程地质勘察工作的重要手段。由于覆盖层厚度大,组成物质分选性差,给钻探取心工作带来了困难。而取心质量直接关系到工程地质勘察资料的准确和详实。通过特殊钻具及SM植物胶钻井液的运用,提高了深厚覆盖层取心质量。结合其宗水电站的工程实例,对该地区深厚覆盖层钻进与取心工艺进行了探讨。     

深厚覆盖层上土石坝抗震分析的三维真非线性方法及应用

针对强震区深厚覆盖层上土石坝工程的特点,基于土石料三维粘弹塑性动力本构模型,考虑孔隙水压力消散和扩散,建立了深厚覆盖层上土石坝地震反应分析的三维真非线性有效应力动力分析方法及抗震安全评价方法。利用土石料动力特性的大型三轴试验成果,对一深厚覆盖层上的土石坝进行了地震反应分析,给出了坝体及覆盖层地基的加速度反应、应力反应,并结合单元抗震安全系数、防渗墙动应力、地震残余变形、坝坡动力稳定性等进行了抗震评价,为大坝的抗震设计提供了有力的技术依据。     

乌东德水电站坝址区河床深厚覆盖层组成与结构地质勘察研究

河床深厚覆盖层勘探取样与试验研究是我国西部水电工程勘察中最常见技术难题之一。金沙江乌东德水电站坝址区河床覆盖层厚度较大、成因多样、组成混杂、结构不均,高围堰与深基坑稳定问题突出。为此,作者所在单位开展了专题研究工作,在勘探取样技术与原位测试方法上进行了探索与创新为获得原状样而专门研制了单管与双管内筒式锤击取样器,为弥补钻探取样之不足而将可视化技术(如钻孔数字彩电、孔间电磁波CT)与常规物探方法(如地震法勘探、钻孔声波测试)相结合创新性开展原位测试,全面查明了河床覆盖层的组成及结构,开辟了河床深厚覆盖层地质勘察研究的新途径,不仅为河床深厚覆盖层工程特性室内试验研究提供了前提,而且为高围堰与深基坑稳定问题地质分析、工程评价及设计处理提供了充分可靠的地质依据,可为类似工程地质勘察研究所借鉴。     

马岩洞水电站特殊地质条件对水工方案选择的影响

该电站为高坝长引水式开发.枢纽区地处岩溶高山峡谷地区,河谷地质结构总体属向斜走向谷,在其控制下形成河谷地形不对称和两岸高差大,以及巨型危岩体、顺向坡、碎裂结构岩溶含水层、岸坡卸荷拉裂缝、已建水库河床深厚覆盖层等特殊地质条件,对水工方案选择影响较大.     

小关子水电站闸基堰塞湖相沉积物初步研究

小关于水电站闸基覆盖层深厚，结构层次复杂，其中有两层细粒土。通过对其埋藏特征、物理力学特性，矿倾分析及微观结构等分析，粉质壤土应属静水堰塞湖相沉积物；并阐述了其形，而有助于深刻了解这种细粒土的工程特性和分布征。     

冻土力学发展的新领域——深土冻土力学

Based on the practice of artificial freezing engineering in deep alluvium and simulation tests, it is found that there exists an obvious difference between frozen soil mechanics for shallow alluvium and for deep alluvium. The concept of frozen soil mechanics for deep alluvium, its research topics and methods are presented in this paper.     

深土冻土力学—冻土力学发展的新领域

在人工冻结工程的初实践和模拟试验的基础上,提出不同于常规“冻土力学”的“深土冻土力学”概念。分析浅土冻土力学与深土冻土力学的区别,提出深土冻土力学的内容,框架及研究方法,展望２１世纪地下人工冻结工程前景和深土冻土力学的未来。     

贵州开阳磷矿矿区地质灾害分析

针对矿山深部开采和工程地质灾害的重点危险因素和隐患,指出采用高新技术手段对矿山深部开采和工程地质灾害事故隐患实施监控预警,提高矿山的本质安全程度和保障能力,是矿山控制和消除安全隐患并减轻灾害损失,提高企业市场竞争力的关键。     

上海市工程地质结构特征

根据前人的研究,结合三维城市地质调查取得的阶段成果,对上海市域工程地质研究程度、工程地质层的划分及其工程地质结构特征、工程地质分区及分区评价进行了论述。     

堵江滑坡作坝主要是工程地质问题及实例

国内外大量的文献资料和作者的野外现场调查表明,滑坡堵江成坝形成堰塞湖在山区一带广泛发育研究发现堵江滑坡作坝存在的地质问题,主要包括坝体的渗透变形、稳定性、沉降及不均匀沉降和砂土液化问题。对上术叶质问题进行探讨,并对堵江滑坡坝进行实例分析,对开发利用滑坡堵江形成堰寒湖藏的丰富水能资源具有指导作用。     

辽宁绥中县地质灾害发育特征及成因分析

绥中县发育有不稳定斜坡(潜在危岩体崩塌、滑塌)、泥石流和海水入侵等三种主要地质灾害类型。地质灾害的分布在时间、空间上都有一定的规律,主要与地形地貌、地层岩性、人类的工程活动等因素有关。通过对该县地质灾害形成条件及影响因素的分析认为,境内地质灾害的形成和发展与地质环境固有条件密不可分,是地质灾害的先决基础条件,人类工程活动是加剧和诱发地质灾害的必然结果。     

工程地质中的声波CT层析成像技术

ＣＴ技术在工程地质中主要用以解决地质构造、地层结构、工程地质力学等地质问题。结合实际讨论了声波层析成像中设备的选择、观测系统的建立和资料处理等问题。工程地质中的实际使用证明了其效果良好。与工程地质中使用的其他物探方法比较，ＣＴ具有成图效果好、直观、不受文化层和地表障碍物影响等优点。     

模糊综合评判在洞庭湖区工程地质环境质量评价中的应用

基本地震烈度、饱和砂土振动液化的可能性、土体允许承载力和压缩模量及洪水威胁性等,是影响洞庭湖区工程地质环境质量的5个主要参评因子,据此本文运用模糊综合评判方法,对洞庭湖区的工程地质环境质量进行了综合评价。     

可拓学理论在工程地质评价中的应用

文摘将可拓工程方法与工程地质评价结合,在物元理论、可拓集合理论和关联函数运算的基础上进行关联度的计算,建立了工程地质评价的物元模型。运用此物元模型进行临港新城规划区的砂土液化评价,证明可拓学理论在工程地质多因素综合评价中的应用是可行的,并且具有定量与定性相结合、因地制宜的考虑所选取的因素等优势。     

工程地质新拓展──地质工程论评

工程地质已进入预测和改造阶段。地质工程是对山体稳定性和区域地壳稳定性进行评价、改造与控制的技术。它的工程对象是复杂地质体。这种地质体处于不断变化过程中。岩体结构控制论、工程地质体控制论和工程地质过程改造与控制论是地质工程的基本理论。地质工程要求地质勘察、设计与施工融为一体,而设计是沟通勘察与施工的桥梁。作者认为,必须尽快开发一套适用性强的地质工程设计支持系统,以弥补在地质工程中,知识偏窄和设计周期过长的缺陷。