基于浆液浮力试验的盾尾管片纵向上浮特征研究

针对围岩地层中盾尾管片易发生大上浮的问题,基于自主研发的浆液浮力测试系统,得到浆液浮力的非线性变化规律,并基于等效连续梁理论建立能综合考虑浆液时变性、浆液上浮力的非线性分布特征、施工步累加效应的精细化盾尾管片纵向上浮模型,最后结合广州某地综合管廊盾构施工上浮实测结果,验证了该模型的可靠性。研究结果表明：随着浆液所受压差与所处地层渗透性的增大,浆液浮力消散速度呈现增大趋势,盾尾管片上浮量呈现减小趋势;盾构在强风化含砾砂岩地层中掘进时,上浮特征曲线满足先增大后减小,最后趋于稳定的规律,并且在20 kPa压差作用下,最大上浮量达151.74 mm,该位置距离盾尾39.2 m,最后在距离盾尾70 m附近上浮达到稳定,此时上浮量为145.2 mm;建立的盾尾管片纵向上浮模型进一步地揭示了浆液固结规律对其上浮特征的影响机制,与实测结果基本一致。该研究成果可用于盾尾管片上浮变形预测,为相似工程提供设计理论基础。     

岩体裂隙粗糙度表征及其对裂隙渗流特性的影响

岩体裂隙粗糙程度对裂隙渗流特性的影响显著。利用三维光学扫描系统获取岩体裂隙面点云数据,结合SURFER和GEOMAGIC STUDIO等软件计算裂隙面节理粗糙度系数JRC和表面粗糙比率R_s,建立JRC与R_s的定量关系,开展应力、渗流和化学耦合作用下石灰岩裂隙渗流试验,研究JRC和R_s对粗糙裂隙渗流特性的影响。结果表明：JRC与R_s呈对数函数关系,其平方根R²为0.912 8,该表征公式与裂隙渗流试验结果最大相对误差MRE、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为6.93%、0.34和0.27。JRC与渗流量、稳定期渗透率分别呈二次函数和对数函数关系,R_s和各参数的拟合关系与JRC相同。JRC值越大,渗流量和渗透率越小,且三场耦合作用下裂隙面JRC和R_s值均有所增大。该表征方法可用于岩体裂隙面粗糙度估算,由裂隙面JRC值可预测该裂隙渗流量和稳定时刻渗透率。     

考虑实测锤击数影响的动力触探杆长修正系数研究

现行规范中动力触探锤击数修正系数的确定需考虑实测锤击数影响,而业内对此少有研究。在一次人工做功击打时,动力触探落锤和探杆通过碰撞传递机械能,基于一维碰撞理论,若恢复系数不为0,则二者碰撞后速度不等,在重力和土阻力作用下会继续碰撞。推导了仅计算首次碰撞后探杆能量、计算首次碰撞后落锤与探杆能量之和及计算首次碰撞后有限次碰撞3种计算方案下的杆长修正系数计算方法。研究结果表明：在碰撞过程中和在一次人工做功击打的两次碰撞间是否考虑土体阻力作用,对杆长修正系数的计算都有影响。使用计算首次碰撞后落锤与探杆能量和的计算函数对现行规范中杆长修正系数拟合,得到重型和超重型决定系数分别为0.9935、0.9751。仅考虑两次碰撞间土体对探杆阻力的影响,使用计算首次碰撞后有限次碰撞的计算方法,当恢复系数≤0.3时,计算得到的杆长修正系数随锤击数增大而减小。     

重庆岩溶地质高背景区土壤-农作物系统重金属累积特征及影响因素

为了揭示重庆岩溶地质高背景区土壤-农作物系统中重金属的迁移累积特征,选择在重庆市南部典型岩溶区,系统地采集大宗农作物(水稻、玉米和红薯)及其耕层土壤84组,分析测定农作物及耕层土壤中重金属砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、汞(Hg)、镍(Ni)、锌(Zn)含量及理化性质,采用地统计、生物富集因子及皮尔逊相关系数分析等方法,开展重金属元素在重庆岩溶地质高背景地区土壤-农作物系统中累积特征及影响因素。结果表明,研究区水稻田、玉米地和红薯地耕层土壤重金属平均含量均高于重庆市和全国表层土壤背景值,呈现不同程度的积累,其中Cd元素富集现象较为突出。依据GB 15618-2018和GB 2762-2017.耕层土壤种Cd超标率达41.59%,水稻、玉米和红薯中Cd超标率分别为5.89%、6.25%和5.56%,显示出岩溶地质高背景区虽然土壤中重金属含量总量高,但生物有效性较低。相关分析显示,土壤-农作物系统Cd等重金属含量主要受土壤pH、土壤质地和土壤中铁锰氧化物影响。     

基于混凝土构件的声发射源时域丛集特性的理论研究

与地震产生机制相似,声发射源在时间及空间上也具有丛集特性。为探究声发射源在时域上丛集特性的研究方法,现从定性和定量两个角度,对声发射源丛集特性的表征方法进行探究,并对声发射源的丛集特性进行验证。理论研究表明：丛集特性主要表现为事件分布的不均匀,在定性方面,用混凝土构件在受力作用下同时长内产生的声发射事件的频数对声发射源时域丛集特性进行定性分析;在定量方面,用时间离散系数对声发射源时域丛集特性进行定量刻画。     

泾阳南塬黄土斜坡结构面发育特征及其影响效应

黄土斜坡中常发育有大量的结构面,这些结构面不仅破坏土体的连续性,同时对斜坡的渗流场、变形场甚至稳定性产生显著的影响。本文以泾阳南塬为研究区,通过现场调查和室内试验及数值模拟等方法,对结构面的发育特征和影响效应进行了系统研究。取得主要结果包括：(1)考虑结构面的形成原因及其对坡体的影响效应等,从宏观、细观及微观3个尺度提出了黄土结构面的分级分类方法,将黄土结构面分为5级,两个大类和25个小类。(2)根据现场实测结果,研究区结构面多分布在距坡肩较近位置,且其走向与坡面走向基本一致,结构面的延伸长度、张开度及错动高差等随其距坡肩距离的增加而增大。(3)由数值模拟结果可见,距坡肩不同距离和不同深度的结构面扩展特性及其对坡体变形破坏的影响差异较大。距坡肩较近和较深的结构面在重力作用下更容易扩展。随着结构面与坡面距离的增加,坡体稳定系数先减小后增大并逐渐趋于一个稳定值。随着结构面深度的增加,坡体稳定系数逐渐减小,最终趋于一个稳定值。研究结果可为黄土边坡的稳定性评价提供一定的地质依据。     

西藏多不杂斑岩铜(金)矿床磁铁矿元素地球化学特征及其对成矿过程的指示

多不杂铜(金)矿床是西藏多龙矿集区重要的斑岩型铜矿床之一。详细的岩心编录和岩相学研究显示,多不杂铜(金)矿床发育4类磁铁矿:磁铁矿-1(Mt₁)反射色呈灰白色,它形粒状,部分颗粒包含在黑云母内部;磁铁矿-2(Mt₂)反射色呈粉棕色,半自形-它形粒状,边缘被赤铁矿交代,颗粒内部见少量黄铜矿;磁铁矿-3(Mt₃)反射色呈粉棕色,自形-半自形,粒度小,表面平整,主要产于角岩化蚀变内;磁铁矿-4(Mt₄)反射色呈深灰色,颗粒间隙被黄铁矿、黄铜矿交代。Mt₁、Mt₂属岩浆磁铁矿或岩浆-热液磁铁矿的过渡类型;Mt₃、Mt₄属岩浆-热液磁铁矿的过渡类型。Mt₁、Mt₂、Mt₄磁铁矿形成温度大致在300～500℃,Mt₃形成温度明显低于其他三类磁铁矿,大致在200～500℃。4类磁铁矿具有明显的地球化学差异,其中Mt₁具...     

精细化设计理念在边坡防治工程中的应用

基于北京市房山区某不稳定斜坡,通过对保护对象的需求、现场工程地质条件等的精细调查和分析,确定灾害隐患三处,分别为房后边坡欠稳定、公路路基塌空、院前挡墙垮塌。在充分考虑各处地形条件及住户需求的基础上,应用精细化设计理念,针对房后边坡采用重力式挡墙、截水沟进行治理,针对公路路基塌空采用两级重力式挡墙进行治理,针对院前既有挡墙垮塌采用桩板式挡墙进行治理。探讨总结边坡工程的精细化设计理念,提出“工程安全、施工便捷、造价经济、以人为本、环境友好”的边坡工程精细化设计准则。     

鄂尔多斯盆地中东部中深层波组特征及地质意义

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系盐下油气勘探近年来取得重要突破,明确中深层中元古界—奥陶系的地震反射波组特征,具有重要油气勘探意义。运用最新的钻井和地震资料,在不同岩性速度分析基础上,井—震联合精细标定,明确波组横向变化特征及其地质意义。研究结果表明：1）中深层地震反射可划分为连续性较好的奥陶系与连续性较差的前奥陶系两大波系,细分为中-弱振幅、低-中频、连续性较差（Ⅰ）,中-强振幅、低频、连续性较好（Ⅱ）,中-弱振幅、连续性较好（Ⅲ）,中-强振幅、中-高频、连续性好（Ⅳ）4类波组;2）不同岩性组合方式及厚度变化使同一地层在不同地区波组特征不同,Ⅰ类波组分布在前奥陶系,Ⅱ类波组分布在米脂区马一段,Ⅲ类波组分布于中东部马二段与马四段以及华池区马三段,Ⅳ类波组分布在米脂区马三段以及中东部马五段;3）波组横向突变及纵向接触关系揭示该区发育两大类盐滑脱褶皱及低角度削截与超覆不整合。波组特征分析为中东部中元古界—奥陶系构造演化、沉积相带展布提供参考。