靖远地区大厚度黄土地基浸水湿陷过程及土中竖向应力特征试验研究

为了研究靖远大厚度黄土在浸水条件下的水分入渗规律和自重湿陷变形特征,在中兰铁路沿线的靖远北站黄土自重湿陷场地进行了不打注水孔的现场浸水试验,监测并分析了地表及地下湿陷变形、试坑周围裂缝、含水率和土中竖向应力变化情况,对水分扩散规律、自重湿陷特性和土中竖向应力变化规律进行了研究,并对地区修正系数β0值和浸润角进行了探讨。结果表明：体积含水率变化分为浸水稳定（2个）、快速增加（1个）和缓慢增加（1个）共4个阶段;浸水过程中,水分在21m处竖向入渗加快、径向扩散减缓,湿润峰最终形态呈现为椭圆状。根据探井和钻孔含水率测试结果,推算出浸润角最大为41°。该场地黄土自重湿陷过程历经剧烈湿陷、缓慢湿陷和固结稳定3个阶段。试验结束时共计发展了13圈环状裂缝,裂缝最远处距试坑边缘26m。根据室内试验和现场测试结果,建议地区修正系数沿土层深度进行修正,0～10m内β0值取1.05,10～27 m内β0值取0.95。在地表至21 m深度范围内,地基土浸水饱和且湿陷充分,土中竖向应力沿深度呈线性增加,土中竖向应力接近饱和自重应力,21m以下的地基土未能充分湿陷,土中竖向应力逐渐减小。该研究成果可应用于中兰铁路...     

考虑桩体刺入变形的透水混凝土桩复合地基固结理论研究

现有的多元复合地基利用两种或者两种以上的桩型对地基土进行加固,以期提高地基承载力、加速地基固结。提出了一种兼具散体材料桩和刚性不排水桩自身优点的透水混凝土桩复合地基固结模型。工程中刚性桩与土体的压缩量并不相等,这与等应变条件存在着不一致的地方。为此,抛弃传统等应变假设,考虑桩体向垫层和下卧层的刺入变形,对传统等应变假定进行修正,同时考虑了扰动区土体水平渗透系数的抛物线变化和水在桩体内的径向、竖向渗流,给出了此类固结问题的控制方程和解答以及复合地基固结度的表达式,并对复合地基固结度的解进行了讨论。最后与其他复合地基解做了比较并对固结性状进行了分析,并针对透水混凝土桩孔隙引起的桩阻作用对地基固结速度的影响进行了验证。     

盾构下穿高铁路基变形规律模型试验研究

为了探究盾构下穿施工对高铁路基U型槽结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市轨道交通4号线下穿京石高速铁路路基为工程背景,基于几何相似比配制了地层和结构模型试验材料,设计了试验监测系统,采用φ1 200 mm小型盾构机进行了盾构隧洞顶距路基管桩底不同距离的2组室内模型试验。结果表明：随着距离盾构隧道拱顶距离的增大,地层沉降减小,盾构施工对地层的影响范围约为2倍洞径,显著影响区为1倍洞径;随着埋深的增大,盾构施工引起结构下方地层的沉降减小,距盾构隧道顶距离分别为0.5倍洞径和1倍洞径时沉降最大差值为10%;U型槽结构与相邻地层间产生脱空,盾尾脱出阶段发生的地层沉降占比大于74%。建议管片拼装完成后采用保水性好且有一定早期强度的注浆填充材料,以控制沉降变形,同时进行地层深孔注浆,及时充填松动地层孔隙,增加地层密实度。     

阿姆河右岸区域构造大剖面解析及成因探讨

阿姆河盆地右岸区块地理位置位于土库曼斯坦的阿姆河流域北侧至土库曼斯坦—乌兹别克斯坦国境线南侧之间,西南紧邻吉萨尔山脉,是中石油重要的海外油气勘探开发基地。开展其构造特征解析和成因机制探讨,对研究含盐盆地分层构造变形特征和促进能源勘探开发均具有重要意义。以构造建模和构造复原理论为指导,精细解释过阿姆河右岸区块的东西向地震大剖面,分析其地质结构特征和形成演化过程。结果表明：阿姆河右岸区块纵向上发育前二叠系基底和二叠系—第四系沉积盖层。以上侏罗统基末利—提塘阶膏盐岩为界,盐上和盐下构造形态具分层变形特征;盐上多发育陡窄的滑脱褶皱,断裂以倾向NW的小断距正断层和走滑断层为主;盐下多发育宽缓的冲断褶皱,断裂以倾向SE的大断距逆断层为主。受基底构造楔楔入影响,研究区自西向东构造抬升和挤压幅度逐渐增大。根据平衡剖面复原并结合区域地质背景,将研究区构造演化划分为前二叠纪基底形成期、二叠—三叠纪弧后裂谷期、侏罗—古近纪稳定沉积期和新近纪以来挤压抬升期共4期构造演化阶段。新生代多方向构造叠加影响、基底构造楔活动和膏盐岩对分层构造变形的调节作用是阿姆河盆地右岸地区纵向分层、横向分带构造特征的主要控制因素。

     

网络RTK在活动构造变形分析中的应用——以川西南大塘断裂为例

在活动构造研究方面,传统RTK技术常用于局部的地表测量,测量距离受限于信号的地形影响。而网络RTK技术基于全国区域性的基准站网,通过移动通信可以实现百公里以上尺度厘米级精度动态测量,在构造地表分析方面具有广阔应用空间。本文以横跨龙门山地区的大塘断裂为试验对象,利用网络RTK技术测量了一条长度17.7 km的地表剖面。测量结果表明,尽管大塘断裂局部受到强烈的侵蚀作用不易识别,但网络RTK测线能够反映出区域性的褶皱变形特征。结合深部地震剖面进行定量分析发现,地表的冲积扇发生反坡向的构造抬升,与深部的断层扩展褶皱变形对应。进一步参考年代学数据计算得出,横跨大塘断裂的第四纪构造缩短速率为0.29±0.04 mm/yr。试验分析结果表明,网络RTK技术可以用于大尺度、高精度的构造变形分析,识别区域性的构造变形。

     

鄂尔多斯盆地北部东胜气田构造变形时序及关键构造期构造特征

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区东胜气田上古生界致密砂岩层系具有丰富的油气资源,但其三面环山,经历了多期次、多方向、多属性构造作用,具有构造改造差异性大、储层致密、非均质性强、烃类聚集与改造复杂、差异性大等油气地质特征.基于与周边构造体系关系、地层接触关系、三维地震、古地貌、构造年代学分析,对鄂北杭锦旗地区东胜气田开展构造变形时序、方式、关键构造期及其构造特征研究. 明确了3组主干断裂性质和活动时间：（1）EW-NEE向断裂晚侏罗世为压扭断层,晚白垩世-喜山早期为张扭断层;（2）NW-NWW向断裂为晚白垩世-喜山早期张扭走滑断层;（3）NE-近SN向断裂早白垩世为压扭断层,晚白垩世-喜山早期为张扭断层. 厘定了东胜气田晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世-喜山早期三期构造变形时序及方式. 确定了燕山早期（J3-K1）和燕山晚期-喜山早期（K2-E1）是与上古生界致密砂岩天然气成藏密切相关的关键构造期,其对天然气成藏、改造的作用方式、空间影响范围、作用结果存在差异.     

考虑参数旋转各向异性空间变异性的边坡大变形概率分析

为揭示土体参数旋转各向异性空间变异性对边坡大变形特征的影响规律,将土体不排水抗剪强度参数模拟为旋转各向异性随机场,提出采用多重响应面法对随机场样本进行边坡稳定性安全系数高效求解和升序排列,进而使用随机物质点法按序模拟随机场样本的边坡大变形过程.以一饱和不排水粘土边坡为例,研究了旋转各向异性随机场的旋转角度β和弱主方向自相关长度θ2对边坡大变形特征和破坏模式的影响.结果表明：提出的基于多重响应面的随机物质点方法可以高效开展边坡大变形概率分析;β和θ2对边坡大变形特征和破坏模式均有显著影响;边坡大变形破坏的影响距离、滑动距离和滑动体积的平均值与标准差均随θ2的增加而增加;边坡大变形过程中可能产生4种破坏模式,其中深层滑动和渐进式滑动为该边坡模型的主要概率失稳模式.因此,提出的方法为边坡大变形概率分析提供了一条有效途径,考虑参数旋转各向异性空间变异性的边坡大变形概率分析对准确评估边坡失稳风险具有一定的理论参考意义.     

基于长短时记忆网络的深基坑变形安全风险预警

为了预防深基坑施工安全事故,提出了一套基于监测数据的风险预警标准,建立了基于长短时记忆网络（Long Short-Term Memory,LSTM）的深基坑变形安全风险预警模型.依托实际深基坑工程项目,将风险预警模型应用其中,对基坑各监测项目的变形量进行短期的预测,预测数据与实际数据最大误差为5.04%,最小误差为0.04%,平均相对误差为2.41%,证明该模型的预测效果良好.表明基于LSTM的深基坑变形安全风险预警模型在基坑变形预测方面有着良好的精确性和优越性,可以为基坑工程的安全性判断与风险管控提供可靠的保障.     

高地应力作用下渭武高速木寨岭隧道围岩大变形灾变预测分析研究

为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明:工程区的地应力场主要受断裂控制,其次还受到岩体强度和地形的双重影响,强构造变形区的水平主应力值普遍低于弱构造变形区,沿隧道轴线三向主应力大小关系为最大水平主应力（S_H）>最小水平主应力（S_h）>垂直应力（S_V）,强构造变形区最大水平主应力值在G8区段最大,而在G6区段和G11区段最小;弱构造变形区的水平主应力值自G12区段开始逐渐增大,直至G14中段开始因埋深减小而逐渐降低。沿隧道轴线最大水平主应力方向总体为北东向,而在断裂间挤压构造带多偏转为北东东—近东西向。高速公路隧道围岩变形受岩体强度和地应力场的双重影响,其中,岩体强度占主导作用,围岩变形量主要集中在20~80 cm范围内,变形等级以中等和强烈为主。      

利用Sentinel-1A数据监测大西安2019～2022年大西安地表形变

西安是中国地面沉降和地裂缝等地质灾害集中发育的地区之一。西安市的地面沉降与地下水超采密切相关。近年来,西安市持续开展的地下水人工回灌,地下水位有所恢复。笔者采用小基线集干涉测量InSAR技术对西安城区 2019 年1月至2022年8月期间的 47景升轨 Sentinel-1A 数据进行处理, 获取了西安地区最新的地面形变特征。研究发现,随着地下水位回升,西安市目前地面沉降已经有效缓解,典型沉降区鱼化寨、电子城等已经出现了地面回弹现象,大范围的地面沉降几乎不可见,仅在城区东南处见零星分布的沉降区。地下水位变化是导致地表回弹的重要原因。无论是电子城区域还是鱼化寨区域,其地表抬升形变已经度过土层快速变形的弹性形变时期。总体回弹量在安全范围,对周边的地铁及建筑的影响有限。