基于颜色特征的数字钻孔图像溶隙结构识别方法

针对数字全景钻孔摄像系统获取的实测图像,提出了一种基于颜色特征的数字式钻孔图像溶隙结构识别方法。利用岩层中的典型结构,如土质层、溶隙在颜色上与普通岩石具有较大差异性的特点,首先建立了一个自适应HSV颜色空间溶隙结构检测模型,利用该模型获取溶隙结构的二值化图像;对该二值化图像进行滤波处理;然后从处理后的二值化图像进行分区像素密度统计来确定土质层或溶隙区域的深度、面积及方位角等信息,从而实现数字式钻孔图像中溶隙结构的自动识别。通过对大量数字式钻孔图像进行试验并与对应的钻孔雷达图像进行结果对比表明,其方法能对全孔图像的溶隙和土质层进行快速、准确地自动化检测与定位,为钻孔图像岩体结构的自动识别与工程应用提供了一种新的可靠方法。     

根系和裂隙对土体水力和力学特性影响数值模拟

为探究根系和裂隙对土体水力及力学特性的影响,利用有限元软件计算降雨过程中裂隙和根土间隙对渗流场的影响,并以渗流计算结果为基础,分析降雨对根系固土作用的影响,采用分区强度折减法对降雨前后根?土复合体进行直剪试验模拟,同时考虑了侧根倾角的影响。结果表明,裂隙和根土间隙为雨水入渗提供优先通道,降雨影响深度随裂隙深度增加而增加;有根系时降雨影响深度由主根深度决定,侧根倾角对其影响较小,考虑根土间隙影响的降雨影响深度相较于无根系工况增加了93.3%;根系能显著提高土体的抗剪强度,相对于垂直主根方向的不同倾角,侧根增加土体抗剪强度由大至小依次为60o、45o、30o侧根和无根系;雨水入渗降低了土体强度,同时削弱了根系固土作用,使得降雨后根-土复合体抗剪强度大幅降低,是许多植被覆盖边坡仍发生浅层滑动原因之一。     

地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究

以穿越地裂缝带的西安地铁2号线为研究背景,通过数值模拟对地裂缝作用下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的机理进行了研究。研究结果表明：随着上、下盘位错量的增加,地裂缝处受影响的土体范围逐渐增大,土体的竖向位移也逐渐变大;上盘下降过程中,下盘隧道顶部沉降变形最大,上盘隧道顶部沉降变形最小;隧道的变形区域出现在预设地裂缝两侧,并且随着竖向位错的增大而增大,当错距d=100mm时,地裂缝处的隧道结构发生破坏。隧道的最大主应力位于结构出现裂缝和受剪切破坏的区域,随着位错量的增加,隧道的最大主应力变化剧烈。地裂缝处,隧道结构上部靠下盘区域受拉,靠上盘区域受压,隧道结构下部靠下盘区域受压,靠上盘区域受拉。在实际工程中,地铁隧道穿越地裂缝时,宜采用分段式隧道结构。     

隧道斜交穿越地裂缝的模型试验研究

西安地区由北向南间隔分布有十多条近东西走向的地裂缝,建设中的多条地铁线路与地裂缝呈斜交状态。为了揭示地铁隧道斜交穿越地裂缝时受地裂缝活动而产生的力学性状变化,采用50:1几何相似比尺的物理模型试验仪,在合理模拟围岩地层、衬砌结构、应力条件、地裂缝与洞轴线交角及其错动位移基础上,开展了斜交地裂缝活动条件下隧道衬砌结构与围岩相互作用的物理模型试验研究,并与正交地裂缝活动下的测试结果进行了对比分析。表明斜交地裂缝活动对地铁隧道的影响范围更大,各变形缝均有明显的沉降差发展;邻近斜交地裂缝的衬砌结构易处于“悬臂梁”受力状态,衬砌结构不均匀沉降使其产生旋转位移,围岩土压力变化使衬砌结构内力产生显著变化;随着地裂缝错动位移的发展,上盘内拱顶和下盘拱顶、拱底出现围岩作用的加强,而上盘拱底出现围岩作用的松弛。与隧道正交穿越地裂缝的情况比较,斜交穿越地裂缝时围岩土压力和衬砌结构内力变化更大,易出现拉裂破坏。     

地裂缝与斜交地铁隧道动力相互作用试验研究

通过进行地裂缝与斜交地铁隧道的物理模型试验,研究地铁列车荷载作用下地裂缝与斜交马蹄形地铁隧道的动力相互作用特性。试验结果表明:地铁行驶产生的振动在土层中各个方向传播时会有不同程度的衰减,地裂缝对地铁振动具有阻隔作用;地裂缝附近隧道下方土层的振动要比上部土层强烈;地铁隧道的拱底部位相比拱腰和拱顶部位振动响应更强烈。地裂缝未活动时,隧道底部与土体的接触附加压力较大;地裂缝上盘下降时,位于地裂缝附近的下盘隧道底部和上盘隧道顶部与土体的接触附加压力较大。地裂缝未活动时,激振作用产生的隧道顶部和底部的附加应变均较小;地裂缝上盘下降后,位于上盘的隧道顶部和位于下盘的隧道底部产生负的附加应变,位于下盘的隧道顶部和位于上盘的隧道底部产生正的附加应变,且随上盘下降量的增大,附加应变逐渐变大。     

构造透镜体中成矿雏形断裂的形成过程

以应力-应变曲线峰值为界,岩石破坏可分为 2个阶段,前阶段发育为雏形断裂,后阶段发育成宏观断裂。雏形断裂是一种特殊的断裂形式,在自然界中少见宏观断裂。与宏观断裂不同的是,雏形断裂既无断层面,又无碎裂岩,仅由小（微）裂隙组成。裂隙通常互不连通,总体具优选方向,且集中成透镜状裂隙群。裂隙群中部裂隙最发育,往边部渐趋消失。透镜状裂隙群之间呈雁列式排布,易发育和保存于构造透镜体弱应变域中。主要变形机制有液压致裂和应力腐蚀。形成前经历过微裂隙闭合、弹性变形和微裂隙生长扩容 3个阶段。以 2个中型金矿床为实例,研究了这一新发现的成矿构造的地质特征,认为变形分解、液压致裂和构造泵吸三者相互耦合,在雏形断裂形成与成矿过程中发挥关键作用。雏形断裂发育阶段可以形成独立的工业矿体。     

西安地裂缝活动及其发展趋势的分析

本文利用多年来各方面对西安地裂缝调查、监测和分析研究的资料,在对西安现今地裂和历史地裂时空分布特征和活动规律进行全面分析的基础上,预测和估算了西安地裂缝在未来40年左右和10年左右的活动趋势和活动量(包括扩展量、沉降量、张开量和平移量等),认为西安地裂在此期间仍将以较大速率活动。本文不仅是对西安地裂缝开展定量化研究的一种尝试,而且对西安市的市政建设和工农业生产也将具有一定的实际参考价值。     

地裂缝灾害发生机理与“三图法”评价方法研究——以山西榆次地裂缝研究为例

地质灾害定量评价是实施防灾、减灾工作的基础依据。本文在采用室内相似材料物理仿真模拟试验和非线性分形几何特征分析基础上,论述了榆次地裂缝的形成机理和基本发育特征与规律。并且,应用现代先进的地理信息系统(GIS)与非线性人工神经网络(ANN)耦合评价理论和方法,定量研究地质灾害形成的自然属性,对灾害危险性进行评价分区(第一图);然后,根据承灾体分布特征和当地社会、经济、环境和城市建设发展状况,应用地理信息系统与层次分析法(AHP)耦合理论与方法,定量研究地质灾害发生的社会属性,对承灾体易损性进行评价分区(第二图);综合地质灾害的自然和社会属性,应用地理信息系统技术,根据多源地学信息复合原理,对地质灾害危险性分区图与易损性分区图实施复合叠加,确定出地质灾害危害性评价分区图(第三图)。文章最后总结提出了地质灾害定量评价的“三图法”基本理论和方法。     

西安市环境地质问题及其防治措施

本文论述了西安市的主要环境地质问题：水位下降、地面沉降、地裂缝、水质污染等。针对存在的问题，提出了防治的具体措施。     

单一流径基岩裂隙水平均流速试验研究

根据室内模拟试验数据研究了单一流径基岩裂隙水流的平均流速，建立了单一流径无压裂隙水和承压裂隙水的平均流速与水力坡度之间的回归方程