川藏铁路雅安至林芝段重大工程水文地质问题

川藏铁路位于大陆碰撞造山带,特殊的地质构造背景下,铁路沿线水文地质条件极为复杂,严重制约着川藏铁路规划建设和安全运营。为降低川藏铁路沿线重大工程水文地质灾害风险,从工程水文地质角度出发,结合基础地质和工程地质研究成果,阐述了川藏铁路雅安至林芝段重大工程水文地质问题,并提出下一步研究建议。研究结果表明:川藏铁路雅安至林芝段可能遭遇隧道高水压及涌突水问题、隧道高温热害问题、隧道排水影响生态环境3个重大工程水文地质问题;沿线发育多条区域性断裂带,控制着地层展布、水热活动和成矿带分布以及地下水循环演化,导致穿越断裂带的深埋长大隧道高压涌突水、高温热害及高矿化水等问题较为突出。沿线重大工程水文地质问题下一步研究工作主要为:开展高精度、多尺度的水文地质调查,把握重大问题的发育规律和致灾机制,构建精细的预测评价体系和主、被动相结合的灾害防控体系。     

基于三维激光扫描技术的岩质边坡泥化夹层空间分布和几何形态

为了定量研究泥化夹层的空间分布和几何形态,以云南省玉溪市生活垃圾焚烧发电厂高边坡局部开挖剖面为对象,利用徕卡ScanStation C10三维激光扫描仪和瑞典ROMER RA-7520-2六轴关节臂三维测量仪进行扫描,得到了开挖剖面和泥化夹层的原始点云数据;然后采用Cyclone和Geomagic Wrap软件对点云数据进行一系列处理,分析了泥化夹层的三维空间分布、层面产状、间距、层面粗糙度和几何形态。结果表明：大部分泥化夹层横向分布于整个扫描剖面,少数呈局部分布;泥化夹层的平均倾向为196.41°±5.51°,平均倾角为22.27°±2.23°,间距在3.7~49.1 cm之间,平均值为（20.4±12.0）cm;不同层位及同一层位不同横向位置的泥化夹层厚度都不等,最厚约20 mm,最薄小于1 mm;泥化夹层顶面局部典型区域的平面拟合偏差在-22.4~32.5 mm之间,沿夹层倾向的粗糙度系数在5.67~16.77之间,平均值为10.11±3.25;泥化夹层的表面积与体积之比在5.14~5.86 cm^-1之间。运用三维激光扫描技术研究泥化夹层的空间分布和几何形态是可行的。玉溪市生活垃圾焚烧发电厂高边坡的泥化夹层具有宏观整体上相对平直、相互近似平行、非等距分布、间距小、层数多、厚度薄,细观上顶面粗糙底面相对光滑、三维形态复杂的特点。     

活动断裂带岩石的变形机制和摩擦性质—以圣·安德列斯断层为例

岩石的变形机制和力学性质对认识活动断裂带的孕震机制和发震过程都具有重要意义。圣·安德列斯（San Andreas）转换断层是太平洋板块与北美板块的构造边界,也是重要的地震活动带,总结了美国南加州地震中心对圣·安德列斯断层钻孔断层岩的研究进展。对断层泥的高速摩擦实验发现：动力弱化现象只在高速滑移时才发生,伴随着摩擦生热,岩石的摩擦系数显著降低。断层泥中富镁黏土矿物的富集可以显著降低断层的摩擦系数,促进蠕滑,黏土矿物的不均一分布可导致断裂带变形行为和地震分布的突变。与断层泥和碎裂岩不同,粉碎岩形成于快速传播地震的断裂端部,具高孔隙率和高渗透率,流体活动性强。此外,断层岩的有机质成熟度可用来追溯古地震造成的热异常。在川滇中国地震科学实验场开展科学钻探项目,研究断层岩样品的显微结构、物理性质和变形历史,以期为理解大陆汇聚与转换挤压过程中复杂的地震活动提供重要信息。     

常熟地倾斜观测突跳的深入分析

通过对常熟SQ-70石英丝倾斜仪1996~2005年NS向观测出现的几次显著突跳事件进行深入分析,对地震预报实践中给出的判定意见进行了回顾和反思,同时讨论了该仪器年变幅和M2波潮汐因子的变化,对今后的日常地震预报有较好的参考价值。     

断层泥中石英碎砾溶蚀形貌的测年研究

考虑到同一条断层的同一个位置所取的断层泥中,不同碎砾的溶蚀形貌并不相同,即使是同一个碎砾,其不同的表面,溶蚀形貌也可能不同,将统计学参数估计的方法引入结果处理中,并把在金川水电站坝区F1断层一次所取得断层泥样品碎砾的各个表面的总体当作一个整体进行处理,得出此断层的活动时间可能为早更新世的结果。与ESR法测得的结果基本一致。     

焦作市矿产资源开发的环境地质问题

焦作市是在矿产资源开发基础上建立起来的新兴工业城市,随着社会经济的发展,环境地质问题日益突出。现有采空区149 km2,煤矸石堆存量1 180.77×104t,占地41.81×104m2,尾矿坝4座,方量已达2 660×104m3,矿坑突水700余次,经济损失达3亿多元,矿区水环境污染严重,大部分地下水为Ⅳ类、Ⅴ类水。每年投入治理与赔偿地面变形、塌陷损失金额达数百万元。本文分析认为矿产资源开发环境保护的法律法规不健全,环境保护意识淡薄,矿区环境恢复治理资金不畅,技术投入不足是造成矿区生态环境地质问题与影响矿区生态环境治理的主要因素。加强宣传教育,推广实用技术,从源头减少矿产资源开发诱发的环境地质问题,建立矿山生态环境保护与恢复治理相关制度,实施矿业权资产化管理,是有效预防因矿产资源开发诱发生态环境恶化及进行恢复治理的重要途径。     

基于改进变权模型的煤层底板突水危险性评价

在目前煤层底板突水评价模型中,变权模型解决了常权模型中权重不变所导致的主控因素指标值被其他指标中和的问题,凸显了主控因素指标值突变的控制作用特征。但变权模型中状态变权函数区间划分不符合正态分布规律,同时,调权参数的确定过于繁琐。针对此,对现有变权模型进行改进,首先将状态变权函数区间由四段式,调整为符合正态分布的三段式,即惩罚区间、不惩罚不激励区间、激励区间。其次,通过分析主控因素指标值归一化累积频率确定变权区间阈值,并分别选取累积频率界限值25%、75%对应值作为各区间的阈值d_j1、d_j2。最后,通过对调权参数赋初值、微调整,确定最终调权参数,从而构建煤层底板突水的变权评价模型。以三交煤矿5号煤层为例,应用改进的分区变权评价模型对目标煤层底板突水脆弱性进行评价,并与常权评价模型评价结果进行对比分析,发现突水危险区整体分布趋势一致,但局部断层突变处存在明显差异,表明变权模型有效凸显了断层对突水的控制作用,较好地刻画区域底板突水情况,较符合实际。     

重庆走马岭岩溶隧道涌水量初步研究

隧道涌水问题普遍存在,从隧道的施工到竣工运行都受其影响,特别是在南方岩溶地区尤为严重。根据勘察资料,走马岭隧道穿越可溶岩段(含断层破碎带)长1525m,占隧道总长的62%,极易发生隧道涌水事故。本文结合已开挖段隧道涌水的实时监测数据及前期工程勘察资料,对隧道涌水做出初步预测评价,为以后的施工提供依据。     

特定地质水文下涌水对深大基坑稳定性的影响研究

深大涌水基坑具有特定的地质、水文和工程支护特征。以位于临湖泊滩涂场地深大涌水基坑工程为例,借助工程有限元模拟系统,对该深大基坑开挖过程中涌水对工程结构稳定性和安全性的影响问题进行研究,探讨涌水对大深基坑的工程结构稳定性影响状态,分析相应施工止控水措施。研究结果认为：深大基坑外土体形变不可避免地和水位有关,伴随水位减少,土体的降沉加速;涌水对围檩与立柱均有影响,涌水对现浇桩也有影响,但影响有限。为解决涌水破坏,可增加排水措施,适时选择双液注灌浆、沙袋背压等措施,能有效阻止渗水,避免损害继续扩大。研究结果可对同类基坑工程安全设计、施工提供技术参考价值。