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（SH）>最小水平主应力（Sh）>垂直应力（SV）,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。     

雄安新区附近主要隐伏断裂第四纪活动性研究

雄安新区建设是调整优化京津冀城市布局和空间结构的重大举措,雄安及邻区内主要隐伏断裂活动性研究对保障新区的规划、建设具有重大意义。通过可控源音频大地电磁测深、浅层地震、高密度电阻率法综合地球物理探测,结合钻孔地层剖面记录,基本查清雄安新区外围保定—石家庄断裂及徐水—大城断裂的几何分布特征与第四纪活动性。结果表明:1)保定—石家庄断裂为走向NE–SW,倾向SE,倾角45°～75°的正断层; 2)徐水—大城断裂为走向WNW–ESE,倾向S,倾角约70°的正断层; 3)保定—石家庄断裂第四纪以来不活动,徐水—大城断裂晚更新世以来不活动,雄安新区整体处于构造稳定区。     

河北省顺平县李思庄滑坡稳定性分析

李思庄滑坡为河北省顺平县境内潜在危险性最大的一残坡积堆积层滑坡,近年由于削坡建房,滑坡稳定性降低,极端降雨条件下存在复活可能。在野外调查确定滑坡结构特征的基础上,采用改进Mein-Larson降雨入渗模型分析不同降雨强度及持时对李思庄滑坡安全系数影响,运用有限差分软件FLAC3D计算分析该滑坡在天然和极端降雨工况下的稳定状态。研究结果表明:天然状态下,边坡潜在滑移面为基岩与残坡积层分界面,边坡安全系数为1.18,未发生失稳破坏;随降雨历时增加,潜在滑移面由基岩与残坡积层分界面转移到湿润峰面,当湿润峰达到基岩与残坡积层分界面,边坡安全系数为0.83,属不稳定状态。并对李思庄滑坡初步提出设置挡土墙和截排水沟的治理建议。      

京津冀协同发展区活动构造与地壳稳定性

京津冀协同发展区是中国东部规划的战略开发区之一,也是华北地区主要的活动构造区,新构造活动强烈,活动断裂发育,地震频发,具有潜在的地质安全隐患问题。基于张家口地区、雄安新区及邻区、北京及关键构造部位调查研究结果,结合已有研究成果,系统分析了京津冀协同发展区主要活动断裂几何学、运动学和动力学特征及其工程地质、地质灾害特征,采用ArcGIS平台的空间分析功能,初步完成了京津冀协同发展区地壳稳定性评价。研究结果表明,京津冀协同发展区发育邢台-河间-唐山、石家庄-通州NNE向构造带和张家口-渤海NWW向区域性活动构造带,其中全新世活动断裂11条,晚更新世活动断裂16条,第四纪断裂23条;冀北及冀东南地区现今构造应力场最大水平主应力方向为近EW向,而太行山东缘南段为NNE向,北段为NW向;NNE向活动断裂带总体表现为顺时针扭动正断活动,倾向SE,NWW向活动断裂带晚更新世以来具有明显的活动性,整体表现为反时针扭动正断活动,倾向SW。京津冀协同发展区地壳稳定性总体较好,不稳定区及次不稳定区主要分布在邢台、唐山、延怀盆地和全新世活动断裂带内,利于重要城镇和重大工程规划建设。研究成果将为京津冀协同发展区宏观发展战略提供地质支撑。     

冲绳海槽地壳结构性质的初步探讨

冲绳海槽位于东海东部,介于陆架海与琉球群岛之间,是西太平洋边缘岛弧向陆侧的一个弧后盆地。其存在和发展与西太平洋板块运动的动力学特性有着密切的关系,而冲绳海槽地壳的结构性质却是研究这种关系的重要依据。地壳结构性质主要包括莫霍界面的深度(地壳的总厚度),以及地壳各分层的厚度与成分。     

基于地应力现场实测与开采扰动能量积聚理论的岩爆预测研究

构造活跃区大量工程实例表明,地应力是影响深埋隧道稳定性的重要因素之一。应用三维应力场有限元数值模拟探讨了青藏高原及邻区最大水平主应力方向和隧道轴向夹角φ与侧压力系数K_H耦合变化对深埋隧道应变能分布及岩爆倾向的影响。对不同地应力条件下深埋隧道围岩应变能密度分布特征进行了分析,并通过数值分析初步厘定最大水平主应力方向和隧道轴向夹角、侧压力系数与隧道不同关键位置应变能密度的多元回归方程。研究结果表明：最大水平主应力方向和隧道轴向夹角φ=45°左右时,隧道夹角变化对岩爆倾向性影响最大;最大水平主水平应力方向和隧道轴向垂直时,K_H变化对围岩应变能密度影响最显著;当最大水平主应力方向和隧道轴向平行时,K_H变化对围岩应变能密度影响最小。所厘定的多元回归方程已通过多条青藏高原及邻区典型深埋隧道验证,可用于快速评估夹角和侧压力系数对隧道稳定性的影响,高效服务隧道规划设计。     

近20年地质灾害气象风险预警研究文献图谱可视化分析

中国地质灾害气象预警始于2003年,每年汛期向公众发布预警信息,警示群众注意防范降雨引发的崩塌滑坡泥石流等地质灾害。为了更深入了解地质灾害气象风险预警研究的现状和未来趋势,以中国知网及SCI-Expanded国内外数据库作为数据来源,采用可视化工具CiteSpace,梳理了2003—2023年发表的国内外地质灾害气象风险预警文献,绘制科学知识图谱,分别从研究主题、演进趋势和研究热点进行多维度分析。结果表明：（1）基于历史降雨及灾害关系的临界降雨阈值研究在地质灾害气象风险预警研究中处于主导地位,与降雨相关阈值研究在未来仍将是研究热点;（2）关键词聚类分析显示不同地质灾害形成条件、气象条件下,不同类型、成因模式的地质灾害发生的预警预报模型、临界阈值研究文献占比较高,表明精细化是地质灾害气象风险预警发展的重要方向;（3）在国际上,中国学者发文量占总发文量的39%,我国在地质灾害气象风险预警研究中有绝对优势。研究结果较客观地展示了中国地质灾害气象风险预警研究的发展脉络和国内外研究热点及趋势,以期有助于我国地质灾害研究与预警预报业务进步。     

雄安新区现今地应力环境及其对构造稳定性影响研究

雄安新区是一项"千年大计"的国家战略,查明雄安新区及邻区现今地应力环境,评价其构造稳定的动力背景,对保障新区的规划、建设和未来安全具有重要的意义.为此,综合考虑雄安新区及其外围区域构造地质背景、岩体条件等,在雄安新区外围顺平县关键构造部位燕山期隐伏花岗岩中开展620 m深孔水压致裂地应力测量和压磁电感法地应力实时监测.结果表明:在测量深度范围内,最大水平主应力(SH)大小为13.23~29.42 MPa,最小水平主应力(Sh)大小为9.28~19.73 MPa;三个主应力大小关系为SH>Sh>SV;最大水平主应力方向为NW20°.引入应力积累系数(μm)、断层摩擦系数(μ),依据库伦断层滑动失稳摩擦准则和Byerlee定律对保定—石家庄、牛东和徐水—大城三条主要隐伏断裂的稳定性进行计算分析,结果显示:在目前地应力条件下,雄安新区三条主要隐伏断裂不会滑动失稳、构造是稳定的,但地壳浅表层应力积累水平中等偏高,建议加强长期地应力实时监测,分析其稳定性的动态演化过程.     

河北省顺平县地质灾害发育特征及易发性评价

河北省顺平县位于太行山东麓,主要发育有崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等四种类型地质灾害。基于该县地质灾害发育特征,采用GIS技术和信息量数学评价模型,选取坡度、起伏度、坡向、工程地质岩组、归一化植被指数（NDVI）、与河流的距离6个评价因子,对顺平县地质灾害进行易发性评价。评价结果显示:高易发区面积约为125 km2,占全县总面积的17.5%,分散分布于西北部的中低山和丘陵地区,密集发育崩塌灾害,少量发育滑坡、泥石流灾害;中易发区面积约为200 km2,占全县总面积的28.0%,成片分布于西北部的中低山和丘陵地区,少量发育崩塌、滑坡、泥石流灾害;低易发区面积约为389 km2,占全县总面积的54.5%,主要分布于东南部的平原地区及西北部丘陵地区内的宽阔沟谷,沿古河道发育地裂缝灾害,个别地区发育崩塌、滑坡灾害。