砂砾石覆盖层上的面板堆石坝施工期沉降变形分析

厚层砂砾石覆盖层具有较大的压缩性,在其上修建的面板堆石坝可能产生很大的沉降变形。为研究坝体与坝基的沉降变形特征,以榕江县龙塘水库为例,在考虑地基覆盖层孔隙水压力的条件下,利用Geo Studio软件的SIGMA/W有限元模块对大坝及坝基进行了二维有限元模拟计算;结果表明:在大坝自重荷载的作用下,砂砾石覆盖层产生的垂向位移较大,对面板堆石坝的沉降变形会产生较为明显的影响;但大坝沉降变形仍然在合理的范围内,在砂砾石覆盖层上修建面板堆石坝具有一定的可行性。     

层状大地频率域接地单电极激发的电磁场

为探讨单电极在层状大地模型上激发的电磁场形成的异常形态,给出了频率域单电极电流源在层状大地上激发的电磁场表达式。采用数字滤波算法计算了频率域单电极电流源在层状大地上激发的电磁场。结果表明,单电极电流源激发的电场形态简单,能够很好地反应地电结构,磁场形态复杂;采用电磁场定义的视电阻率,在二层模型上,曲线在高频、大收发距时,趋于第一层的电阻率,在低频、大收发距时,趋于第二层的电阻率。     

低阻覆盖层对高频大地电磁测深的影响

低阻覆盖层对电磁波具有屏蔽效应,会降低高频大地电磁测深的探测能力。通过一维正演模拟,对无低阻覆盖层时探测能力和有低阻覆盖层时探测能力的变化进行对比研究,表明有低阻覆盖时,探测能力普遍下降;在相同探测能力条件下,高频大地电磁测深可探测异常体上覆围岩厚度与异常体厚度的比值,和围岩与异常体电阻率比值呈线性关系。通过綦江县某铁...     

断层上方第四系覆盖层中氡气运移规律的数值模拟

在前人研究的基础上,建立了稳定条件下断层上方第四系覆盖层中氡气的运移方程,给出了相应的边界条件,对断层上方覆盖层中的氡浓度分布进行了数值模拟,并对其影响因素进行了讨论.结果表明,断层上方第四系覆盖层中存在明显的氡浓度异常,其分布与覆盖层的厚度、断层的宽度、氡的扩散系数和对流速度等因素有关.     

斜坡地形条件下地下管线勘察的定位方法

本文给出了在斜坡地形条件下地下管线电流异常磁场的表达式,计算出了在地下管线上方各磁场分量的理论剖面曲线,阐明了各磁场分量的分布规律及其异常特征,提出了利用H_z剖面曲线的哑点及峰点位置对地下管线进行水平定位和确定深度的简便方法。     

岩溶地区素混凝土桩复合地基技术的应用实例

隐伏型岩溶地区地质条件复杂,建筑物常采用桩基础,当岩溶覆盖层厚度大时可采用复合地基;近年来,对沉降控制严的重要建筑物,也开始逐步探索使用刚性桩复合地基技术的可行性。介绍了深圳市龙岗文化中心的岩溶地质条件、复合地基设计和施工情况;沉降观测结果表明,在岩溶地区使用素混凝土桩复合地基技术是可行的。对类似工程有一定的参考价值。     

考虑初始含水率分布的覆盖层边坡非饱和入渗过程与稳定性计算方法

根据覆盖层边坡特性设计室内降雨试验模型,提出初始含水率分布沿高程呈反比例分布。根据边坡表面未饱和时降雨入渗受总降雨量控制的基本假设,建立了不排水状态下覆盖层边坡降雨入渗的解析计算方法。基于上述降雨入渗理论,考虑非饱和土抗剪强度变化规律,建立适用于非饱和覆盖层边坡的边坡稳定性计算方法。分析了覆盖层厚度、初始含水率分布参数以及覆盖层边坡角度对边坡稳定性的影响规律。具体结论如下：(1)覆盖层边坡内部初始含水率分布可采用反比例分布近似表示,基于总降雨量控制假设,得到可考虑初始含水率分布的覆盖层边坡降雨入渗解析计算方法。(2)基于半无限空间体边坡假设,给出覆盖层边坡在降雨入渗条件下不同位置滑动面的稳定系数计算方法。(3)在相同降雨量条件下,边坡初始稳定性随覆盖层土体厚度的增加而下降。降雨入渗对覆盖层边坡稳定性的影响随着上覆土层厚度的增加而减小。(4)当降雨量相同时边坡稳定性随着覆盖层土体初始含水率分布参数的增加而下降,降雨时间越长,初始含水率分布对边坡稳定的影响越明显。(5)不同角度的覆盖层边坡稳定性均随降雨量增加而逐渐减小。在初始状态下边坡角度增加所引起的最小稳定系数下降幅度最大,随着降雨量的...     

CSAMT测量中磁场对测量结果的影响

CSAMT的标量测量中常采用共磁道测量方式,即同步观测测量剖面上多个电道信号和垂直测量剖面的一个磁道信号,由此计算各测点的Cagniard视电阻率。因磁场测量位置的不同,势必对测量结果产生影响。计算了均匀半空间条件下不同测量位置的磁场强度,以及对视电阻率的影响;模拟了存在局部三维异常体时,赤道装置下不同位置的磁场对视电阻率的影响。结合野外实测资料分析认为,由磁场测量位置偏差引起的视电阻率误差难以校正,在实际工作中应尽量采用单电单磁的测量方式;当在大收发距且浅层电性结构单一的条件下,可以采用三电一磁的测量方式。研究对CSAMT标量测量方式的改进及实际勘查工作具有一定的指导意义。      

水平电偶源充电电磁法正常场研究及其应用

地下水平电偶源在地面上形成的正常电磁场的研究是电法勘探的重要理论问题。本文给出了地下半空间存在低阻薄层时的地下水平电偶源在地面上形成的电磁场各分量的表达式,并由此对正常场进行了计算、分析,对实测资料进行了处理和解释。结果表明,在低频情况下,地下水平电偶源在地面上形成的磁场受低阻覆盖层和水平导电层的影响小,具有稳定的特征。      

深覆盖层上面板堆石坝应力变形特性研究

结合实测资料和有限元方法分析建于深覆盖层地基上面板堆石坝的应力、变形特性。数值计算中采用邓肯-张E-B模型模拟覆盖层地基和坝体的应力、变形行为,同时采用无厚度接触面模拟面板和坝体以及防渗墙和地基之间的相互作用。整理和分析工程实测资料并与数值计算结果进行对比分析,重点分析坝体和防渗结构的力学行为以及面板堆石坝和地基之间的相互作用。比较分析表明,大坝最大沉降和压应力分别发生在坝体底部和覆盖层中,覆盖层对坝体及防渗结构的应力、变形特性具有显著影响,应力、变形实测值与数值计算结果吻合较好,说明数值计算结果的有效性。在此基础上,分析了覆盖层上面板堆石坝分期填筑和筑坝速度对坝体和防渗结构应力变形的影响。结果表明,分期填筑引起坝体较大不均匀沉降和复杂的应力状态,但一定程度上可以改善防渗墙的应力变形特性;较快的坝体填筑速度容易引起坝体较大的前期应力和后期沉降,不利坝体的施工和运行。     

矿井孔中瞬变电磁探测异常响应特征模拟

为了解决常规矿井瞬变电磁超前探测方法受矿井外界干扰影响较大,异常体探测定位不精确的问题,提出一种在井下钻孔中测量瞬变电磁场三分量信号的超前探测方法,对接收线圈所处水平面不同位置、异常体不同方位的异常响应特征进行数值模拟。分析钻孔瞬变电磁探测原理,进行钻孔发射线圈与接收线圈的试验设计以及施工设计,对均匀全空间模型、均匀全空间异常体模型、异常体位于钻孔不同方位的三分量异常场响应特征进行系统分析。在低阻异常体与线圈垂直时,X分量、Y分量、Z分量异常响应最大,随着低阻异常体逐渐平行于接收线圈法向,异常响应逐渐减小,当低阻异常体完全平行于接收线圈法向时,X分量、Y分量、Z分量异常响应最小。通过以上认识,可以根据钻孔径向不同象限位置的异常场三分量组合形态不同,判断异常体所在钻孔的方位。在以钻孔钻进方向为Z轴正方向,以孔口所在平面右向为X轴正方向,下向为Y轴正方向的坐标系下,钻孔瞬变电磁水平分量异常响应形态均为“近似正弦曲线”或“近似反向正弦曲线”形态,通过形态组合判定出孔旁异常体所在象限。通过这样的规律,可分析三维空间条件下异常体的空间位置及赋存状态。通过钻孔瞬变电磁超前探测异常响应特征的分析,可...     

区域重磁圈定贵州基性—超基性隐伏岩体及地质意义

贵州地表除峨眉山玄武岩外,其他岩浆岩出露不多。为了解深部的基性-超基性岩体隐伏情况及分布形态,本文结合地表该类岩体反映的地球物理场响应特征,利用区域重磁资料综合研究。在镇远马坪(钾镁煌斑岩)、贞丰鲁容-阴河(钙碱性煌斑岩)、罗甸沟亭-望谟大观(辉绿岩)、晴隆-织金西北(玄武岩)等岩浆岩出露区,与重磁场同位置相对应地区表现为重力高、磁力高分布特征,且重磁异常强度表现为高低不一的幅值变化。为保证将最小的隐伏岩体圈定,尽量消除区内岩浆岩受区域性剥蚀、风化的影响,故利用重力值2×10~(-5)m/s~2、磁力值10 nT为基准,联合圈定了省内百余处基性-超基性岩体分布,对寻找有关联的矿产指明了勘查方向。     

关于区域磁异常反演问题的统计分析方法

提出并全面介绍了哎域磁异常反演的一种统计分析方法。包括该方法的地质和地球物理基础，统计参数，统计方法的稳定性和唯一性的讨论，以及在国内外的应用效果，该方法能够很好地反演出平均界面深度和进行地质填图工艺。其研究成果为地球动力学的发展开辟了新的领域。     

Magnetic measurements in electrical prospecting by resistivity methods

The electrical resistivity and induced polarization (IP) methods are widely used in geological mapping, prospecting and exploration of mineral deposits, engineering geology, hydrogeology, archaeology, and geotechnical and environmental applications. Historically, these methods have formed the basis of the electrical prospecting technique. In these methods, a DC or low-frequency AC electrical current is introduced into the earth through a grounded transmitter line. The measured quantity is the electric field. However, if the earth’s resistivity or chargeability changes horizontally, this change gives rise to an anomalous magnetic field, which is studied by the magnetometric resistivity (MMR) and magnetic induced polarization (MIP) methods, respectively. Along with advantages, some shortcomings are inherent in the MMR and MIP techniques. Apparently, the main drawback of these methods is that the magnetic fields of both the transmitter line wire and ground electrodes on the surface are several orders of magnitude greater than the anomalous magnetic field response. This introduces a significant “noise” to magnetic-resistivity data. We investigate the potential of using a circular electric dipole (CED) in magnetometric resistivity techniques. It has been found that the application of a CED, instead of a conventional transmitter line, dramatically enhances the signal-to-noise ratio.     

Estimation of maximum saturated depth in two-layered drainage blankets over the barrier in landfill cover system

For accurately calculating the maximum saturated depth over the landfill barrier and analyzing the variation of liquid head with inflow time, a new method is presented that considers the unsteady-state condition. Based on the principle of water balance and the extended Dupuit assumption, the solution of the new method can be calculated. Also, this method is capable of revealing the effect of the multilayered drainage media. One of the advantages of the method presented in this paper is that it can be used to draw a phreatic surface in layered drainage media under unsteady-state condition and estimate the location of the maximum liquid depth, for both homogeneous conditions and two-layered drainage conditions. Based on the developed analysis method, the effects of a parametric variation on the maximum saturated depth and the variation of saturated depth with time are presented. The calculated results show that with the increase of slope gradients of cover system, the saturated depth of cover system is easy to reach a stable value. Moreover, when the drainage layer consists of two layers with different thickness and hydraulic conductivity, the increase of hydraulic conductivity of the upper drainage layer will make it easier for the saturated depth of cover system to reach a stable and lower value.     

起伏地表条件下三维直流电场拟解析近似方法

为了研究起伏地表条件下三维直流电场问题,基于全空间的拟解析近似理论,推导出起伏地表条件下三维直流电场的拟解析近似理论公式。将起伏地表条件下地下存在异常体时所产生的异常电场分为两部分,其中一部分为地下三维异常体所产生的体异常电场,通过对异常体的体积分求得;另一部分为由起伏地表所产生的面异常电场,可以利用对起伏地表地空界面的面积分求得。利用拟解析理论,对两部分异常分别推导体电反射函数和面电反射函数,得到起伏地表下电场积分方程的拟解析近似公式。该理论公式为解决起伏地表问题提供了一种思路,丰富了拟解析理论的应用,为直接进行正反演模拟、消除起伏地表对电法勘探的影响打下了基础。     

Numerical simulation on the cracking and failure law of compacted clay lining in landfill closure cover system

According to the mass conservation equation of solid phase, water transport, air migration and enthalpy balance equations in a deformable and unsaturated porous medium, and the mechanics model, a thermal‐hydro‐mechanical (THM) coupling mathematical model is developed in order to accurately predict the crack propagation of the compacted clay lining (CCL) in a landfill closure cover system. Numerical simulation analysis of the cracking and failure of the CCL in a landfill closure cover system under complex conditions (landfill gas pressure, variation of soil surface temperature, moisture loss of coverage soil, and uneven settlement of landfilled MSW (municipal solid waste)) is performed. The results show that the cracks are discovered firstly on the soil surface and then extend to the deeper cover system and became bigger. The cracks had broken through the closure cover system at 30 days. Over the depth range of 0.06 m, the change rate of settlement is found to be the highest because of the strong influence of temperature. The rise of temperature around the cracks is fast when the CCL is broken through by the cracks. There is a hollow area near the cracks over the depth range from 0.15 to 0.7 m, and the temperature stabilize at around 11°C without any obvious reduction. Under the condition of evaporation, the main crack in the CCL is similar to a pumping well, which causes more rapid moisture content reduction around the cracks. Vertical deformation increases linearly with depth in the process of deformation and cracking of CCL induced by uneven settlement of landfilled MSW. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

高密度电法反演分辨率数值模拟与分析

高密度电法在反演过程中,电极距相比电性异常体横向长度过大时,电性异常体在反演中无法得到约束;某电极距下,当电性异常体埋藏深度增加大到一定深度时,在反演中电性异常体也无法得到约束。针对以上两个问题,利用res2dmod正演软件建立模型,再利用res2dinv反演软件对模型进行反演,通过对比分析结果表明:温纳、偶极和微分三种装置分两种情况:如果电极距小于20m模拟条件下,对于埋藏深度为5m且剖面面积不同的电性异常高阻体(异常体电阻率=100Ω·m,围岩电阻率=10Ω·m),横向反演分辨率,温纳装置大于微分和偶极装置;电极距小于12.75m时,微分装置大于偶极装置,电极距大于12.75m时,偶极装置大于微分装置。如果电极距在2m^8m范围内,对于剖面面积为4×4(m2)的电性异常高阻体(异常体电阻率=100Ω·m,围岩电阻率=10Ω·m),其最大约束深度随电极距的增大而先增大后减小;相同电极距下,偶极装置的最大约束深度>微分装置的最大约束深度>温纳装置的最大约束深度。     

渠道热量交换与冰盖表面温度的计算分析

为了精确计算预测南水北调中线工程冬季输水的冰情,进而确保冬季干渠安全定时定量输水,对热量交换计算和冰盖表面温度两个方面进行了分析,提出了通过强迫边界条件法求冰盖的表面温度.通过模拟表明,准确的气象资料、准确的冰盖表面温度的计算对渠道冰盖厚度的变化过程极其重要,将对渠道冰期输水的控制运行研究有重要意义.