汾渭盆地地裂缝成因研究中的若干关键问题

汾渭盆地是我国地裂缝发育最强烈的地区,地裂缝类型多样,成因复杂。本文概述了汾渭盆地地裂缝的分布规律,分析了目前汾渭盆地地裂缝成因研究中存在的主要问题,重点围绕构造型地裂缝的成因问题,提出如下研究思路:通过多学科联合手段,重点研究汾渭盆地地裂缝灾害的分布规律及其与活动构造的分布关系与成生联系,建立构造地裂缝的地质结构模型;将现代物理数值模拟技术与高精度观测技术相结合,分析研究构造活动启动地裂缝灾害的力学机理以及构造作用与抽水作用耦合致裂机理;以GPS观测资料为约束,将汾渭盆地地裂缝的成生与青藏、华北大陆变形的动力学过程联系起来,研究该区地裂缝与现今中国大陆动力学的内在联系,揭示大陆驱动力产生地质灾害的动力学机制与模式。     

工程活动断裂鉴定的时限标准讨论

鉴定工程活动断裂时限标准的制订需考虑科学性与工程安全性原则。活动断裂时限的确定依赖于对构造活动阶段性与重复性的认识 ,通过对中国大陆晚第四纪以来构造变形与断裂活动性特点的综合分析研究 ,得出了晚更新世晚期 (约距今 3万年 ) ,中国大陆发生了一次广泛的构造变动 ,经历这次构造变动后 ,各地的构造变形特征进入了一个新的阶段 ,其总体活动性质与活动强度没有大的改变 ,这一结果是确定工程活动断裂时限的科学基础。从工程安全性考虑 ,在中国大陆将活动断裂的时限定为晚更新世以来活动过的断裂偏于保守 ;定义为全新世以来活动过的断裂又存在较大的风险。而将晚更新世晚期 (约距今 3万年 )作为鉴定活动断裂的时限从科学意义上有其合理性 ,并符合工程安全性需要。但对一些安全性要求极高的重大工程 ,相关活动断裂的鉴定时限以晚更新世 (约距今 12万年 )为宜     

工程地质学发展趋势刍议

环境工程地质学是工程地质学发展的新阶段,它囊括并发展了工程地质学的所有问题。作为研究工程建设与地质环境相互作用的环境工程地质学,有待于进一步发展为工程环境灾害学──一方面,由于各种自然环境恶化和灾害间的相关性和因果性（环境恶化链、灾害链）,研究似宜不限于地质环境和灾害（当然后者仍是重点）,而适当扩大至土地环境、水环境和社会环境。作为一门应用地质学的环境工程地质学及其母学科工程环境灾害学将具有力学、地理、经济三大支柱,首先力求地质学与地理学的相互渗透和融合。另一方面,由于各种人类活动间的相关性和因果性（活动链）,所研究的人类活动似宜不限于工程建设和运行,而适当扩大至采矿和水事活动,包括开采地下水和排污。后者引起的环境恶化和灾害尤为严重,正酿成危机。其根本出路不仅在于科技进步,而且在于文化调节,力求科技与文化的相互渗透和融合。     

区域地壳稳定性研究现状与趋势

回顾了区域地壳稳定性发展历史及现状。区域稳定评价应和工程实际要求紧密结合 ,逐步实现由场地评价—场地利用—地质工程设计的转变 ;在理论上紧密结合“岩石圈动力学” ,“大陆动力学”等当代地球科学发展前沿 ;在分析评价上 ,考虑内外地球动力作用的耦合 ,将地球内外动力地质灾害统一起来分析 ,建立统一地质灾害动力学模型 ,最终实现区域地壳稳定性研究的系统化和定量化     

人为地质灾害和地质环境

本文论述了人为地质灾害的概念, 典型事例以及人为地质灾害与地质环境的相互关系。指出, 人为地质灾害是由于人类的工程经济活动而引起的地质灾害。人为地质灾害可导致地质环境恶化, 使环境质量下降；而地质环境恶化又可导致地质灾害的加重, 使灾害频度增大, 强度增高。     

三峡引水工程秦巴段主要地质灾害及其工程影响

为了研究三峡引水工程秦巴段的地表地质灾害特征及其工程影响,本文在简要分析秦巴山地区域工程地质条件和线路工程地质条件的基础上,重点分析秦巴山区典型地质灾害分布特征及其对引水工程的影响,初步揭示：(1)秦巴山区浅表层地质灾害具有类型多、成群带分布、规模大小差异明显;(2)秦巴山区地质灾害形成发展的主要影响因素是构造地貌、高陡边坡、斜坡结构和易滑地层组合,主要诱发因素为局部集中强降雨和线性工程（主要是公路）切坡及河流冲蚀作用;(3)地表地质灾害主要影响引水设施施工安全、施工便道、主要场地（水库和渡槽）等的安全,需要引起重视。     

巫溪南门湾危岩体稳定性分区研究

危岩体是影响人类生命财产安全与工程活动的自然地质灾害之一。对危岩体的勘察、稳定性评价与防治是地质灾害防治的研究难题。受危岩体复杂地质特征影响,南门湾危岩体由20余个危岩块体组成,其防治设计存在一定工程风险。本文通过分析岩体裂隙系统发育状况,在W6危岩单体稳定性研究的基础上,建立了赤平投影法评价危岩体稳定性的判断标准与南门湾危岩体的稳定性分区,提出了对应的防治措施建议。本文的稳定性研究具有一定的理论意义,对该危岩体的防治工程具有指导意义。     

陕西凤县地质灾害易发性评价研究

区域地质灾害易发性评价是地质灾害早期预警的基础。为了探索秦岭山区区域地质灾害易发性评价方法,文中在陕西凤县1 :5万地质灾害详细调查和数据库建设的基础上,详细分析了地质灾害的发育分布规律及影响因素,利用GIS技术结合信息量模型方法完成了凤县地质灾害的易发性评价区划。结果显示:凤县地质灾害分布主要与河流侵蚀、植被覆盖率及人类工程活动相关。根据评价结果将凤县地质灾害易发性划分为4个等级,其中,地质灾害高易发区面积190.3km²,占全县总面积的6.0%; 中易发区面积642.0km²,占20.1%; 低易发区面积1314.5km²,占41.2%; 基本安全区面积1040.1km²,占32.6%。评价结果可为凤县土地利用规划和地质灾害防治规划提供依据,并可为秦岭山区城镇地质灾害易发性评价提供思路和方法。     

天水地区断裂活动性与地质灾害的相关性研究

在对天水地区断裂活动性的实地调查和断裂带氡气含量测试的基础上,对研究区内断裂的活动性进行了分析评价分级,分析了地质灾害的发育与分布特征,研究了断裂活动性与地质灾害发育程度之间的关系。研究表明,研究区断裂活动性与地质灾害的发育程度之间有着密切的联系,断裂活动是本区地质灾害的主要影响因素之一。     

汶川大地震触发地质灾害的断层效应分析

“5·12”汶川大地震(Ms=8.0)触发了数以万计的崩滑地质灾害,分布范围约10万km2。这些地质灾害的空间分布固然受地形地貌、地层岩性和人类工程活动等因素的影响,然而主要还是受到发震断层的控制,沿发震断裂呈带状分布。通过都(江堰)—汶(川)路、北川—安县、马公—红光3个地质灾害集中发育区的研究,发现汶川地震地质灾害具有以下断层效应：（1）由于属逆断型发震,地质灾害的分布表现出了明显的"上/下盘效应",发震断层上盘较下盘地质灾害分布密度高、范围广、规模大;（2）断层上盘0~7km范围为地质灾害强发育区,断层上盘7～11km范围和下盘0～5km范围为地质灾害中等发育区;绝大多数的大型滑坡都分布在距断层5km范围内;（3）断裂的转折和错列部位是地质灾害集中发育部位,大型地质灾害也往往发生在这些部位;（4）滑坡滑动的优势方向为NW-SE, 与映秀—北川断裂的空间展布方向基本垂直,这与地震波垂直于断层方向传播有密切的关系;（5）地震地质灾害主要集中发育在Ⅸ度及其以上烈度的区域。其中,Ⅺ度区发育密度与Ⅹ度区的基本相当,Ⅸ度区灾害密度只有前两者的1/3,而Ⅷ度区发育密度只有Ⅺ度区或Ⅹ度区的1/10。     

地球内外动力耦合作用与重大地质灾害的成因初探

提出了用以解释若干重大地质灾害的成因的地球内外动力耦合作用理论。在以往的自然灾害分类及研究中 ,常将内动力地质灾害和外动力地质灾害区分为两种类型 ,而注意两者的联系显然不够。本文则论证了在我国大部分地壳运动活跃地区内外动力耦合作用常是重大地质灾害的总体成因。     

永泰县城峰镇旗山小区后山滑坡现场应急调查及处置分析

2010年5月20日,受连续降雨影响,福建省永泰县城峰镇旗山小区后山发现有滑坡地质灾害隐患,后山中下部产生多条35~80m长拉裂缝,坡脚崩塌不断,潜在滑坡规模约8×10⁴m³,存在继续下滑的危险,情况十分危急,威胁坡脚居民2565人的生命和约5.38亿元财产。本文在对灾害现场进行详细地质调查的基础上,结合现场测绘、监测等手段,对该滑坡体的基本特征进行了较深入的调查研究,对滑坡发生及成灾原因进行了初步分析。结果表明,滑坡区地形条件及岩土体特征是滑坡发生的基本条件,连续降雨的饱水加载作用以及雨水沿节理裂隙结构面的下渗软化作用是诱发滑坡发生的直接原因。同时,根据滑坡险情特征,提出了应处置建议及应急卸载措施。最后,根据监测结果信息化指导应急卸载工作,确保了施工安全及受灾群众的生命财产安全。本次成功排险,对指导福建海沿地区地质灾害应急处置工作提供了科学依据。     

基于GIS广州市主城区地面塌陷危险性评价

地面塌陷是珠江三角洲城市地质灾害的主要类型之一。广州市主城区地面塌陷频繁发生且损失严重。采用信息量数学模型与GIS技术结合对其地面塌陷灾害进行危险性评价。选取了断裂构造、地壳稳定性、第四系覆盖层厚度、基岩岩性、地下水动力条件、地表人类活动强度和地下活动强度等7个指标中的21个变量构建了危险性评价指标体系,应用ArcGIS软件参与了数据的采集、管理、分析和评价结果表达等过程,将广州市地面塌陷灾害危险性分为极不稳定级、不稳定级、次不稳定级、基本稳定级和稳定级5个等级,极不稳定级主要分布在主城区西北角,次不稳定级分布面积最广。研究结果表明:复杂的地质环境和剧烈的人类活动相耦合,加剧了地面塌陷的发生。     

福州轨道交通建设中的岩土工程问题

由于福州盆地工程地质条件的复杂性以及隧道工程的特殊性,在福州轨道交通建设过程中将遇到大量环境岩土工程问题。主要的环境岩土工程问题有:(1)隧道掘进范围内的承压含水层。承压含水层富水性、透水性强,由于开挖深度大,必须考虑下部承压水的影响,避免产生基坑突涌问题。砂砾卵石层直接覆盖于基岩裂隙热水上,受热水构造带高温热水的直接补给以及热传导,地下轨道交通建设对地热场是否存在影响以及地热对轨道交通的影响需要深入研究。(2)软土的大变形与低强度。导致地基失稳与土体结构强度破坏。(3)深大基坑开挖施工引发的可能灾变。基坑开挖易产生滑塌、流泥、突水(涌)、地表沉陷等问题,必须采取有效的支护措施,避免基坑失稳而影响工程安全及周边环境。对这些环境岩土工程问题,应加强勘察新技术的应用,查明建设场地岩土工程地质条件; 采用人工地层冻结法、桩基托换技术进行施工; 开发和利用适合本地区岩土条件的新技术、新工艺,如新型桩、新的止水、降水措施等基坑支护新技术,以及采用信息化施工新技术。     

Improvement of rotor performance under rubbing conditions through active auxiliary bearings

This paper develops a new concept to enhance the adaptive capability of rotating machinery to the rubbing conditions through active auxiliary bearings. To demonstrate the feasibility of this idea, a model with a Jeffcott rotor and an active auxiliary bearing, which accounts for both the dynamics of the auxiliary bearing and the deformation on the contact surface, is investigated. The dynamics and the stability of the non-linear piecewise-smooth passive rotor/stator (auxiliary bearing) system are first studied. Then, two control approaches are proposed with the aim to reduce the rubbing severity during the rotor/stator rubbing. It is shown that by using an optimal controller, the harmful heavy rubbing between the rotor and the stator can be well stabilized to the mild light rub through the active auxiliary bearing, and the already established rotor-to-stator rubbing can even be released by using PD-controllers.     

城市“热岛”效应对土体工程性质的影响及其关键科学问题

随着全球气候变暖、城市化进程加快,世界各地大城市的“热岛”效应及其带来的各种环境和生态问题越来越严重。本文从地质环境保护的角度,分析了城市“热岛”效应的成因、特点及其对地质环境的影响,重点讨论了城市“热岛”效应环境中土体工程性质的变化及其带来的各种灾害效应,在此基础上,凝练出了4个关键科学问题,即城市“热岛”效应环境中土体温度场变化规律、土体中水分迁移规律、土体工程性质变化规律以及土体地质灾害效应,并对它们的具体研究内容进行了详细的分析。论文的分析成果对于掌握城市“热岛”效应对土体工程性质的影响,保护城市地质环境和防灾减灾,实现城市的可持续发展具有重要的理论和现实意义。
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工程环境效应引起上海地面沉降预测

地面沉降是目前常见的地质灾害之一,其长期的积累给城市带来巨大的经济损失,成为制约城市发展的主要因素。进入20世纪90年代以来,工程环境效应诱发的沉降已经成为上海地面沉降的新趋势,对于外荷载引起的地面沉降过程而言,影响因素较多,既无法用明确的数学关系式表达,又非“黑箱”那样内部结构、参数和特征一无所知,因此可将灰色预测理论应用于地面沉降的预测。针对监测和观测时间的非等时性,本文应用非等时距灰色理论模型对上海陆家嘴地区某高层建筑的沉降进行预测,并和实际监测沉降量进行了比较;对室内模型试验进行沉降预测,并和实验观测数据以及自适应神经网络系统(ANFIS)预测结果进行了比较。研究发现,对于工程环境效应引起的地面沉降,应用非等时距灰色理论模型进行沉降预测是可行、精确的。