滦河下游河水及沿岸地下水水化学特征及其形成作用

了解地表水和沿岸地下水的水化学特征及其形成作用,对地下水水资源保护和可持续开发利用具有重要意义。在系统采集滦河河水及沿岸地下水的基础上,运用描述性统计、相关性分析、阴阳离子三角图、Gibbs图、离子比例系数等方法对水样的离子特征和水化学类型的形成作用进行了分析。研究结果表明:（1）从出山口到入海口,浅层地下水化学类型由HCO3型过渡到HCO3?SO4（SO4?HCO3）型,再逐渐转变为Cl?HCO3型,而阳离子则由Ca（Ca?Mg）向Na?Ca（Na）型转化。（2）浅层地下水化学的形成受地形地貌以及地质结构的控制,在山间盆地和冲洪积扇,溶滤作用是控制地下水水化学变化的主要作用,向下游随着含水介质颗粒变细,地下水径流速度变缓,溶滤作用减弱,蒸发浓缩作用逐渐增强,从出山口到入海口,河水和地下水的钠吸附比（SAR）不断增大,说明溶滤作用逐渐被阳离子交替吸附作用代替。（3）河水的水化学类型主要为HCO3 ? SO4-Ca ? Mg（SO4 ? HCO3-Ca ? Mg）型。水化学形成以蒸发浓缩作用为主,同时受河床中的碳酸盐矿物和硅铝酸盐矿物溶滤作用的影响,在冲积海积平原可能存在蒸发盐岩的溶解。     

三趾马红土中石楼隧道的工程稳定性初步研究

三趾马红土中石楼隧道4km洞身位于地下水位线以下,围岩极易产生过大变形甚至失稳破坏。通过原位大剪试验,探讨围岩剪应力与剪切位移的变化规律,并得出C、φ值。在此基础上,建立石楼隧道有限元数值模型,分析施工过程中拱顶沉降、水平收敛、应力场、锚杆轴力及初期支护结构弯矩的变化规律,并与现场监测结果进行对比。结果表明:①剪应力与剪切位移呈弱硬化状态;②拱顶沉降、水平收敛在毛洞阶段变形较大,初期支护体系能有效控制围岩变形,拱角极易产生应力集中。建议及早施作仰拱以排除病害,锚杆及支护结构在各自极限范围内,整体是安全的。     

不同地质条件下浅埋偏压小净距隧道围岩稳定性研究

不同围岩条件下浅埋偏压小净距隧道的围岩稳定性相差很大,特别是半软半硬岩层隧道,由于软硬交界面的存在,其施工力学特性更加复杂。使用FLAC3D模拟不同净距下均质硬岩、均质软岩和竖向半软半硬岩隧道施工15种工况,对比分析中岩墙、拱顶上部围岩、仰拱处围岩和边坡的围岩稳定性。结果表明:隧道开挖引起均质围岩中岩墙上部水平位移最大,而半软半硬岩中部水平位移最大,中岩墙上部围岩稳定性最差;0.6B净距可以作为半软半硬岩偏压小净距隧道的临界值;半软半硬围岩隧道开挖引起拱顶沉降量和硬岩隧道比较接近,远小于软弱围岩隧道拱顶沉降;隧道开挖引起软岩侧洞室上覆盖层围岩稳定性变差;隧道开挖引起拱顶上部围岩破裂面整体呈"W"形,仰拱部围岩破裂面呈"M"形。     

格构锚固体系梁下土体反力分布规律的试验研究

应用地质力学方法,开展格构锚固体系与滑坡体相互作用的模型试验,利用土压力计测量作用于格梁底部的土体反力,研究滑坡防治中格构锚固体系梁下土体反力的分布规律。结果表明:格构梁各排横梁及竖肋在滑坡滑动时的受力模式基本相同,具有节点处大跨中小的规律;滑坡滑动时,各排锚索格梁同时受力、同时发生变位,但自上而下所承担的滑坡推力不均等,具有最上排格梁受力最大、中排次之、下排最小的特点。最后,分析了产生测试误差的原因,并建议提高岩土体的测试技术及方法,为格构锚固体系结构优化设计研究提供一定的借鉴思路。     

高密度电法岩溶路基注浆质量检测模型试验研究

为研究不同地下水条件下高密度电法进行注浆质量检测的可行性和评价方法,建立了一种可变地下水位的岩溶路基室内模型,采用微型电极进行不同地下水条件的注浆检测试验。试验结果表明,模型中无地下水时,注浆合格的模型注浆后视电阻率较注浆前降低;模型中有地下水时,注浆后视电阻率较注浆前升高;模型注浆前后地下水条件不同时,不适合使用高密度电法进行注浆质量检测。南广铁路和湘桂铁路现场测试结果也基本验证了模型试验结论。     

关中盆地浅层地下水地球化学的形成演化机制

在对关中盆地浅层地下水169个水化学数据分析的基础上,运用图解法、数理统计法及Phreeqc模拟等方法对关中盆地浅层地下水水文地球化学形成演化机制进行系统研究,取得了一些新的认识。按含水介质及地下水循环特征,将浅层地下水系统大致划分为强烈径流区、缓慢径流区、排泄区。不同水动力分区中,地下水化学类型具有一定的分带性,从强烈径流区、缓慢径流区至排泄区,地下水的化学类型由HCO3-Ca·Mg型经过HCO3-Ca·Mg·Na型逐步演化为SO4·Cl-Na型。地下水强烈径流区,地下水化学组分的形成主要以碳酸盐、硅酸盐等矿物岩石风化作用为主,缓慢径流区以多种作用为主,排泄区由Na-Ca阳离子交换及蒸发浓缩作用控制。     

广西凤山至凌云一带岩溶水文地质条件与“6·28”震群关系研究

2010年6月28日至8月中旬,广西凤山县至凌云县一带发生3级震群活动(简称"6·28"震群,亦称凌云—凤山3级震群活动),该震群震源浅、频次高、烈度大、灾害重。"6·28"震群发生于包容式岩溶区,该区降雨集中,地下水暴涨暴落,受地层岩性、地质构造及外源水的控制,岩溶发育强烈,巨大洞穴多处可见,尤其发现多处岩溶反虹管。文章通过对地震时的表象现象调查及深入研究当地岩溶水文地质条件,发现"6·28"震群震区存在岩溶气爆地震及岩溶陷落地震的有利条件,并通过研究期间的监测验证,认为"6·28"震群存在岩溶气爆地震及岩溶陷落地震,属暴雨诱发的岩溶震群活动。     

饱和粉细砂层锚索预应力变化规律监测分析

锚索的预应力损失在工程建设中不可忽视,工程的场地环境条件成为影响锚索预应力损失的主因。饱和粉细砂层较其他地质条件更为复杂敏感,更易引起锚索预应力值的损失。通过对廊坊市某深基坑工程锚索预应力值的实时监测,结合工程环境,分析饱和粉细砂层中造成锚索预应力值变化的原因。结果表明,施工过程、张拉过程以及环境因素都影响锚索预应力的变化,其中开挖过程的影响最明显,预应力值的变化率最大值达79.1%;瞬时卸载造成预应力值22.8%⁵9.2%的损失。对饱和粉细砂层中锚索预应力变化规律的研究分析结论可为类似地质环境的工程建设提供经验。     

三轴应力状态下盐岩强度分析探讨

通过分析盐岩在三轴应力状态下的变形,说明了较高围压下盐岩的大变形特性,提出了三轴应力状态下,利用轴向荷载除以试件初始横截面面积得到应力-应变关系存在的问题,据此对工程应变和对数应变进行了分析和对比,阐明了这两种应变的适用条件,并开展了不同围压下的试验测试和对试验结果对比分析。研究揭示了应利用对数应变分析盐岩的大变形特性和对变形后的应力进行修正,得到了盐岩的工程应变和对数应变均可表示为围压的线性函数,围压为20 MPa时的轴向压缩变形量是5 MPa时的3.09倍。围压越高,对数应变修正得到的最大轴向应力与不修正的差值越大,用对数应变修正后的轴向应力低于不修正的结果,围压达到20 MPa时,前者仅为后者的63.85%。     

低频循环荷载下盐岩轴向蠕变的Burgers模型分析

为了研究盐岩在低频循环荷载作用下的蠕变特性,采用恒轴压、循环围压的应力加载方式对盐岩开展了低频循环荷载蠕变试验。试验结果显示,当蠕变时间较短时,盐岩轴向蠕变曲线近似为平滑曲线,波动性不大;当时间增加到一定程度以后,盐岩变形随围压变化而发生明显的波动。总体来看,循环荷载下盐岩轴向蠕变曲线与Burgers模型蠕变曲线较为相似。将Burgers模型分解为Maxwell模型和Kelvin模型,忽略材料的疲劳效应,分别推导了恒轴压、循环围压应力加载方式下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程,分析了荷载循环周期对模型蠕变性的影响规律;将循环荷载下Maxwell模型和Kelvin模型的轴向蠕变方程进行叠加,得到了循环荷载下Burgers模型的轴向蠕变方程,并利用盐岩蠕变试验结果对其合理性进行了验证。结果表明:拟合曲线和试验曲线吻合良好,该模型能够较好地反映盐岩在循环荷载作用下的蠕变特性和荷载变化对盐岩蠕变性的重要影响,特别是能够反映出不同荷载循环周期下盐岩变形随荷载变化而发生的明显的波动现象。