冻融循环作用下花岗岩损伤的宏微观尺度研究

岩石的冻融破坏是高原地区工程建设中不可忽视的自然灾害之一。冻融作用下岩石矿物的不均匀收缩和孔隙水冰相变导致岩石内部孔隙扩展造成的岩石损伤,对工程稳定具有极大的威胁。为了研究冻融循环下花岗岩的损伤规律,以川藏铁路沿线理塘县毛娅坝盆地乱石包高位远程滑坡为研究对象,针对滑带上花岗岩,通过冻融循环试验模拟高原寒冷的气候环境变化,对冻融循环后的花岗岩进行单轴压缩、电阻率和电镜扫描（SEM）试验,从宏微观多尺度综合探讨冻融循环作用对花岗岩损伤劣化的规律。从试验研究中发现:（1）冻融循环过程中花岗岩质量变化呈先减小后增大再减小的趋势,这与冻融循环引起试样表面颗粒掉落和内部裂隙扩展双重作用有关;（2）随着冻融循环次数增大,花岗岩的单轴抗压强度、弹性模量和黏聚力皆呈非线性衰减趋势,而内摩擦角仅在平均值附近微小波动;（3）当冻融循环次数增加时,由宏微观试验所确定的冻融损伤因子和冻融荷载耦合作用下的总损伤因子都呈增长趋势,说明冻融次数对于花岗岩的抗压强度影响较大。研究结果可为高原地区工程建设中衡量花岗岩冻融强度特性提供参考依据。     

川西郭达山隧道水平孔地应力测量与工程意义

新建川藏铁路穿越鲜水河活动构造带,沿线构造应力场极其复杂,隧道围岩工程破坏问题突出。为了揭示该区构造应力场特征,为深埋隧道设计、施工提供基础参数,采用新型水压致裂地应力测量系统在川西郭达山隧道水平孔获得10段有效地应力测量数据,最大测量深度达508.10 m,创造了水平孔地应力测量最深记录。测量结果表明,在148.4~508.1 m测量深度范围,郭达山隧道水平孔截面上最大主应力值为3.59~13.72 MPa,最小主应力值为3.28~8.36 MPa。根据印模实验结果,除浅部钻孔截面上最大主应力倾角较大外,深部钻孔截面上最大主应力倾角近水平。根据地应力状态将0~280 m段划分为应力释放区,280~330 m段为应力集中区,大于330 m段为原地应力区。基于地应力测量结果对郭达山隧道水平孔围岩稳定性进行了预判分析,在孔深292.9 m、508.10 m处隧道围岩有轻微至中等程度岩爆可能,其余段无岩爆可能性。     

地震地质灾害防治工程运行效果评价:以汶川震区平武县魏坝滑坡为例

2008年"5·12"汶川地震诱发了数以万计的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,造成众多人员伤亡和财产损失。汶川地震后,地震灾区危害性大的滑坡多采用截排水沟、挡土墙、抗滑桩、坡面减载和坡脚反压等措施进行了治理,总体防治效果较好,但仍存在一些问题。通过现场调查,结合地震扰动区地质灾害特点,提出了地震地质灾害防治工程运行效果评价的指标体系,包括地质灾害本体因子、防治工程技术因子和社会影响因子3个一级评价指标和12个二级评价指标,并建议将防治效果(R)划分为4个等级:良好(R≥0.85)、较好(0.70≤R0.85)、一般(0.6≤R0.70)、差(过于保守或失败,R0.6)。以汶川震区平武县魏坝滑坡为典型案例,采用层次分析法,建立了地震扰动区滑坡防治工程防治效果评价模型,计算获得魏坝滑坡防治效果R值为0.63,总体防治效果一般,与实际情况相符。     

砂黄土高边坡稳定性的数值模拟研究

基于野外调查和室内试验分析,阐述了黄土高原北部砂黄土边坡破坏的主要形式及其影响因素。结合陕北高等级公路建设,采用弹塑性有限元法模拟了不同工程开挖条件下坡形、降雨和地震作用等因素对砂黄土高边坡稳定性的影响。结果表明,随着坡角或坡高的增大,边坡稳定性不断变差,阶状坡形比一坡到顶的坡形更利于边坡稳定和防护;降雨作用对边坡稳定影响极大,在坡脚积水的情况下,坡脚处塑性应变值比常态增加近20倍;地震作用促使坡脚应力和应变值升高,并且随着地震动峰值加速度的增大而变化显著。模拟分析结果为砂黄土高边坡优化设计和灾害治理提供了科学依据。      

滇藏铁路滇西北段主要地质灾害类型及发育规律的探讨

滇藏铁路滇西北段位于青藏高原东南缘向云贵高原的过渡部位,地貌复杂、峡谷深切,新构造运动十分强烈,地震活动频繁。该区的降雨主要集中在5~10月份,降雨强度大且集中。复杂的地质环境加之降雨、人类活动等外部因素造成该地区成为崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害多发区,常引起交通中断、毁坏房屋及人员伤亡事故。本文在野外地质调查的基础上,着重阐述了滇藏铁路滇西北段主要地质灾害类型及发育规律,对于减少和预防铁路遭受崩塌、滑坡和泥石流等的危害具有重要的理论和实际意义。      

新民堡断裂新构造活动特征

新民堡断裂属于河西走廊西段酒西盆地内断裂系的组成部分,位于嘉峪关以西40km的新民堡一带。新民堡断裂呈北西西向延伸,长8.0km,走向299°,倾向南西,倾角20°～35°。断裂下部主要发育在新近系红色泥岩中,地表穿切上更新统和全新统,变形性质以蠕滑变形为主,活动方式属于逆冲推覆;新民堡断裂在距今69.3ka与35.4ka之间、距今28.3ka左右,距今4.4ka左右发生过新构造活动。断裂位移速率为0.54～0.90mm/a,其中垂直位移速率为0.26～0.50mm/a。同时,以新民堡断裂为代表的低角度逆冲推覆断裂是造成酒西盆地及河西走廊横向压缩的重要因素和表现形式之一。     

四川汶川Ms 8.0地震地表破裂构造初步调查与发震背景分析

5月16-24日对川西汶川大地震震中区的发震断裂地带进行的实地考察和初步测量,获得了宝贵的地表变形和同震位移最数据资料,证实汶川地震属于逆冲断裂型地震,主破裂沿映秀-北川断裂带发育,前山地区滑灌县-安县断裂也有地表破裂,同震位移量在3～5m.汶川地震产牛的地表破裂构造和运动性质显示明显分段特性,映秀-北川段以挤压逆冲为主,而北川以北段则伴有显著的右旋走滑分量.     

中国西南泛亚大通道环境工程地质问题概论

西南泛亚大通道是中国近期和今后将要重点规划建设的能源和交通廊带,具有重要的经济和战略意义。由于地处中国西南地质环境条件极其复杂的横断山区南段,该廊带地形地貌和地质构造都极其复杂,新构造活动强烈,导致地质灾害频发,并以类型全、数量多、规模大为特点。外动力地质灾害主要包括滑坡、崩塌、泥石流,它们制约着地表工程的建设和运营安全;高地温、高地应力和岩溶突水等又是控制地下工程规划建设的瓶颈。文中从地质环境演化过程的内外动力作用入手,简要地总结了中国西南泛亚大通道规划和建设过程中可能遇到的地质灾害和重大工程地质问题,并探讨了上述问题的研究途径。     

秦巴地区地质灾害的分布规律与成因

秦巴地区是中国地质灾害的高发区和重灾区之一,其地质灾害的分布具有地域上的分异性:渭河盆地黄土滑坡较多;秦巴山区以小型浅层堆积层滑坡为主;汉江河谷分布一些膨胀土滑坡和岩质滑坡;大巴山以南中厚层岩质滑坡较多.秦巴地区的地质灾害一般沿大的断裂带、交通线、大的河流分布,形成纵横东西南北的地质灾害链.秦巴地区地质灾害的发生受降雨、地形地貌、岩性与结构面、人类工程活动等因素的影响,是内动力地质作用和外动力地质作用相互作用、转化的结果,也是大气圈、水圈、生物圈和岩石圈耦合的反映.