存在不确定性分离面Σ岩体的ê固工程优化设计

Σ岩体无显著变形时,很难从一组结构面中确定分离面λ置.为了科学加固此类Σ岩体,从２个工程案 例概化出存在不确定性分离面Σ岩体的稳定性分析模型,探讨了分离面λ置变化对倾倒式和滑移式Σ岩体稳定 性和剩余下滑力(矩)的影响规律,提出了ê固工程优化设计的标准.结果表明:两类Σ岩体潜在分离面的深度增 大时,倾覆力矩或剩余下滑力均呈现先增后减的趋势,稳定性最小λ置为关键分离面.ê固工程可采用长短不同 的ê固体,长ê杆穿过低于设计安全系数的潜在不稳定区,短ê杆穿过关键分离面和最大剩余下滑力的λ置,所 提出的优化设计方法对基岩山区地质灾害治理工程设计具有指导意义.      

西藏聂拉木县嘉龙湖冰湖溃决型泥石流危险性评价

冰湖溃决型泥石流是高原山区特殊的地质灾害,以西藏聂拉木县嘉龙湖为例,建立了一套冰湖溃决型泥石流危险性评价方法.以喜马拉雅山区1970—2015年气温波动频次和聂拉木冰湖溃决历史事件预测了未来10年嘉龙湖溃决的时间概率.利用遥感影像识别嘉龙湖上方不稳定冰体的范围和规模,采用美国土木工程师协会推荐公式和修正的三峡库区涌浪计算方法分析了冰川滑坡产生的涌浪规模,从涌浪波压力和越顶水流推力两方面预测了冰碛坝发生失稳的可能性.采用FLO-2D模拟冰湖溃决泥石流的运动过程,以最大流速和泥深表达了嘉龙湖溃决泥石流的危险程度.评价结果表明:2002年嘉龙湖溃决事件与当年气温偏高有关,未来嘉龙湖发生溃决概率高;冰川滑坡激起涌浪能够翻越坝顶,并引起坝体快速侵蚀而溃决;冰湖溃决泥石流对聂拉木县城河道两侧54栋建筑造成威胁.评价方法实现了冰湖溃决型泥石流危险性的定量分析,评价结果对聂拉木县城泥石流防灾具有现实意义.      

合山市矿山地质环境影响评价研究

广西合山属于煤炭资源枯竭型城市,正在经历的市域经济转型与大规模城市建设,使得矿山地质环境影响评价成为一项基础性工作。将矿山地质环境影响评价划分为两个层次,即采矿活动对矿山地质环境影响评价和城市建设对地质环境的影响评价。选取矿山地质环境条件、矿山开采状况、矿山地质环境问题3个地质环境要素,地形地貌、植被覆盖率、岩土体工程特征、矿山分布密度、煤层倾斜角度、煤层采深采厚比、土地资源破坏强度、水资源破坏强度、地质灾害发育强度9个评价指标,首先应用模糊综合评价模型进行了第一层次的矿山地质环境影响评价,然后采用综合指数评价模型进行了第二层次的地质环境影响评价,结果显示,影响严重区、较严重区、一般区分别为62.87,118.84,175.99km2,各占市域面积的17.6%、33.2%、49.2%。评价结果可作为合山市矿山地质环境综合治理的重要依据。     

三峡库区万州区山湾堰塘沉积物特征及演化历史

万州特有的阶梯状地貌特征是万州地区河流地貌演化及水平地层特殊地质环境共同作用的结果,通过系统的野外地质调查、勘探和资料收集,结合2008年堰塘的湖中钻探,对该堰塘沉积物进行系统取样与分析,并进行了沉积物年龄与成分的测定.结果表明山湾陡崖的崩塌与阶地抬升及区域构造运动一致.绘制了山湾滑坡崩塌堆积物各期次沉积剖面,共分为10个崩塌旋回.结合沉积物测年,研究了山湾滑坡体沉积物沉积速率,得出了山湾危岩陡崖后退速率为0.31~0.37 m/ka.      

巴东组岩石能量耗散规律的实验研究

岩石变形和破坏可以看作能量耗散和释放的过程,基于巴东县城西壤坡库岸巴东组岩石压缩实验数据,利用岩石能量学分析理论,分析了巴东组岩石能量的耗散规律,并探讨了巴东组岩石的破坏模式和库岸斜坡失稳机制。结果表明:(1)压缩试验得到了4类破坏模式,其中楔形剪-张破坏模式的平均能耗最大、沿弱面剪切破坏的能耗最小; (2)峰值前外荷输入能(E1)、峰值前岩块损伤能(ED)及单位长度裂纹耗能率均表明,巴东组岩石在垂向上硬度不均。在构造作用下,岩体内部广泛发育顺层滑脱带; (3)硬度高的岩石常表现为脆性破坏,破裂时能量耗散速度快。硬质岩斜坡在破坏前所集聚的弹性能,远大于破坏时所需的破裂能,易发生剧烈滑动; (4)在矿物成分变化处,巴东组岩石能量分析的各项指标表现出明显的波动,灰质高的岩石强度相对于黏土质高者的强度大。研究成果对于解释巴东组岩石强度特征和巴东城区内滑坡的失稳模式具有参考意义。     

考虑软弱夹层控滑机制及其空间不确定性的顺层岩质滑坡易发性评价:万州区铁峰乡应用研究

顺层岩质滑坡突发性强,破坏性大,是危害山区城镇安全的重要灾害类型之一。发育软弱夹层的顺向斜坡是顺层岩质滑坡的高发区,区域顺层岩质滑坡易发性评价应融入软弱夹层的控滑机制和空间分布不确定性分析。以万州区铁峰乡为研究区,在软弱夹层物质结构及空间分布详细调查的基础上,分析了原生沉积、构造变形和表生改造作用下区内页岩和泥岩两类软弱夹层发展为滑动面的演化机理,总结了顺层岩质滑坡的变形破坏机理。考虑软弱夹层空间分布的不确定性,提出了软弱夹层垂向分布和有效控滑深度范围内软弱夹层控滑贡献度的计算模型。提取了软弱夹层类型和控滑贡献度等表征顺层岩质滑坡控滑结构的关键指标,结合地形地貌、斜坡结构、水文地质及人类工程活动4类要素,构建了顺层岩质滑坡易发性评价指标体系。针对万州区铁峰乡河谷南侧的顺向坡区段,以斜坡为评价单元,采用层次分析法对研究区顺层岩质滑坡开展了易发性评价。结果显示研究区内侏罗系珍珠冲组泥化夹层和自流井组页岩层是顺层岩质滑坡的主要控滑层位,极高易发区和高易发区占比分别为9.7%和25.8%,岩质斜坡单元下伏软弱夹层分布情况和斜坡前缘开挖情况是影响滑坡灾害易发性的主要因素,建房和道路开挖等人类工程...     

矿山地质环境风险管理的多目标决策

矿山地质环境风险决策是一个涉及诸多利益群体的多目标决策问题。为了在矿山开发和关闭中有效地控制地质环境风险,我们提出了由风险在可接受水平内、风险控制工程效益达到最大和矿区规划科学合理3个目标组成的多目标决策问题,并采用层次分析法求解该决策问题。最后,将决策过程用于广西凤山城区内某废弃石灰岩矿山,综合设计单位、政府部门和当地群众的意见后,完成了矿山地质环境治理方案的决策。决策结果认为,采用P1（削坡、清理危岩、坡面锚固）、P2（截水+落石平台拦截+监测）、P3（坡面整形+岩壁雕刻+部分生态恢复）和P4（风险教育）的组合是最优治理方案。研究成果不仅有效地指导了该石灰岩矿山的地质环境治理工程,也对发展矿山关闭理论和风险管理具有重要作用。     

含软弱夹层库岸滑坡滑带发育特征研究

本文分析了巴东新城区巴东组第3段岩体中软弱夹层的分布特征、滑坡滑带的发育特征,结果表明巴东组第3段岩体中发育的滑坡滑带可与原岩中的软弱夹层对应,软弱夹层受构造剪切和地下水泥化作用发育成以碎石夹泥或黏土夹碎石为主的滑带。分析认为黄土坡滑坡、赵树岭滑坡的深层变形与巴东组第3段次级褶皱发育、层间劈理密集导致岩体破碎有关,而两滑坡滑体结构差异主要原因是原岩中夹层发育密度差异所致。     

基于Hoek-Brown准则的节理岩体能量参数估算

岩体变形和破坏可以看作能量耗散和释放的过程.由于节理岩体结构复杂且难以开展室内试验,因此无法通过试验直接求取其能量学参数.基于Hoek-Brown准则和岩石能量理论,提出了节理岩体在临界状态能量学参数的估算方法.针对含贯通节理(或层面)岩体,通过修正岩块单轴抗压强度以体现贯通节理的方向效应.采用PFC3D分别模拟小尺寸岩样(Φ50mm×100mm)和大尺寸岩体(Φ2m×2m)的三轴压缩试验,通过岩石三轴试验结果拟合岩石数值模拟的细观参数并应用于节理岩体的模拟.根据节理岩体模拟得到应力应变曲线和能量流,验证了Hoek-Brown准则对节理岩体能量参数估算的合理性.     

降雨作用碎石土堆积层滑坡变形规律

降雨诱发碎石土堆积层滑坡十分普遍,野猫面滑坡则是典型的碎石土堆积型滑坡,也是三峡库区内距三峡大坝最近的特大型滑坡体,研究其在不同降雨条件下的变形规律具有示范性和实用价值。首先,在滑坡区域地质分析的基础上,研究了碎石土堆积层滑坡的组成结构;然后应用Modflow软件建立了滑坡地下水渗流场数值模型,对不同降雨强度和降雨历时条件下,降雨入渗补给地下水的规律进行了模拟;最后,运用FLAC3D软件对不同降雨工况条件下,渗流场变化引起的滑坡变形规律进行了模拟。研究结果表明:①野猫面滑坡碎石土堆积层表现为三层结构,上部为碎块石土,中下部为块石土、钙质胶结碎块石,下部滑面为碎石土和黏土夹碎石;②降雨强度和降雨历时增加均使滑坡地下水头抬升,在斜坡前缘临近库岸部分的水力坡度明显增大;③降雨作用下,滑坡位移量增加,变形由地表向深部、由前缘向后缘发展,在滑面处剪应变集中;极端大暴雨条件下,前缘存在整体变形区;④碎石土堆积层滑坡地表径流疏导与生态防渗可有效防治滑坡。