中国活动构造与环境灾害研究中的若干重大问题

活动构造与环境灾害是密切相关的。活动构造可以直接引起地质灾害,构造活动引发的地震又可以派生出一系列地质灾害,人类不恰当的工程活动还可以恶化地质构造环境而加剧地质灾害。在活动构造与环境灾害相关性研究方面,我国急待启动四大科学问题的研究工作:基于现代大陆动力学的中国大陆区域地壳稳定性分区评价研究;青藏高原隆升与地质灾害;活动断裂的工程危害及其防治;地质灾害的内外动力耦合成因机理。     

鲁南地区区域地壳稳定性评价与胶新铁路地质选线

以遥感图象解译和野外地质勘查结果为依据对活动断裂分布及其活动性进行了重新核对 ,结合地震、地球物理、地壳形变等资料进行构造稳定性分区。根据铁路工程地质选线的若干要求和铁路通过区的具体特点 ,选取地质、地震、活动断裂、地质灾害和场地岩土类型为主要评价因素 ,从构造稳定性、地面稳定性、岩土体稳定性三方面进行区域地壳稳定性的评价。最后根据上述评价结果进行综合工程地质选线.     

区域地壳稳定性研究的后顾与前瞻

文章回顾了中国区域地壳稳定性研究的历史,划分了其发展阶段,阐述了不同学派的基本观点,分析了该领域面临的新挑战并指出了其未来的发展方向。明确提出,在活动地区选出并评价相对稳定地块(“安全岛”)作为重大工程场址将是未来的主流。     

金沙江流域区域地壳稳定性分区与定量评价

金沙江中、下游横穿横断山南北构造带, 新构造运动强烈, 地震活动频繁, 各种内动力地质灾害比较严重, 该区区域地壳稳定性相对较差。为服务于金沙江水电工程规划建设和减灾防灾的需要, 本文对金沙江流域沿江地区进行了地壳稳定性的评价与分区。文中依据地壳稳定性定量评价的原则和方法, 建立地质构造背景、地壳结构、地震以及地球物理等指标, 并将地壳稳定性划分为四个等级：稳定、基本稳定、次稳定和不稳定。然后按照上述系统进行地壳稳定性分区。最后, 综合各项研究资料来确定各区的定量评价指标, 并采用模糊数学方法对各区地壳稳定性进行综合评价。     

工程地质新拓展──地质工程论评

工程地质已进入预测和改造阶段。地质工程是对山体稳定性和区域地壳稳定性进行评价、改造与控制的技术。它的工程对象是复杂地质体。这种地质体处于不断变化过程中。岩体结构控制论、工程地质体控制论和工程地质过程改造与控制论是地质工程的基本理论。地质工程要求地质勘察、设计与施工融为一体，而“设计”是沟通“勘察”与“施工”的桥梁。作者认为，必须尽快开发一套适用性强的地质工程设计支持系统，以弥补在地质工程中，知识偏窄和设计周期过长的缺陷。     

重大工程场址的地壳稳定度及其应用

依据板块构造和岩石圈动力学研究结果,以不同规模的活动断裂或地壳活动带作为边界可把地壳分成不同规模的地块,相对稳定的地块称为“安全岛”。提出用稳定度(△f)的概念来定量表达“安全岛”的稳定程度,从而为选定和评价重要工程场址提供了一种新的途径。文章以黑山峡水坝选址为例进行了应用研究,提出该峡段小观音和大柳树两地均可作为坝址的结论。     

三峡库区地质灾害调查评价与监测预警新思维

三峡库区地质灾害的调查、研究、监测和工程防治断续进行了近 40年, 为三峡工程建设和生态地质环境保护做出了重大贡献。近几年的研究和移民工程建设发现, 以往的工作也存在某些局限性, 如落后于社会经济发展的需求, 直接服务于山地民居群落的可持续发展和三峡移民工程建设的针对性、预见性和指导性不足; 综合分析技术方法落后; 区域性规律研究程度较低等。结合作者负责的工作, 本文提出了新一轮三峡库区 (19县、市)地质灾害调查研究的新思维, 即指导思想以“保护人类生存环境为中心”, 围绕山地民居和移民工程开展工作; 在综合调查基础上, 建立以空间数据库和分层图形库为核心内容的地质灾害信息系统 (GGIS), 采用“发育度”、“风险度”和“危害度”等量化指标作为地质灾害综合评价、区划和监测预警系统布设的依据; 充分利用现代观测与分析技术, 建立基于“RS”、“GPS”和“GIS”以及群测群防体制等构成的监测预警网络系统。最终目标是实现地质环境开发保护的预指导和防灾减灾预警功能。     

斜坡地质灾害的空间预测问题

结合典型实例阐明斜坡地质灾害的空间预测是灾害防治工作的前提条件与成败关键。继而讨论了“斜坡地质灾害空间预测”的内涵与工作程序,以及与斜坡稳定性评价预测相关的斜坡破坏型式,斜坡结构类型,斜坡破坏的环境条件和人类活动的影响等问题。在斜坡地质灾害空间预测的定义中,笔者将预测时段仅限于“工程年代”之内,且前提是保持现有斜坡结构和环境条件,以及可预料的人类活动影响;预测程序是先进行斜坡稳定性预测,然后再对稳定性差或较差的坡段进行灾害危险性(度)预测。关于斜坡破坏型式的划分,一是从它的影响范围和“量”与“质”的关系看都需重视其单次规模;二是要与斜坡的成因结构类型相结合,才能对现场地质调查与研究具有指导意义。为了展示斜坡的成因结构类型对稳定性的控制意义,本文提供了长江三峡工程库区和西部大开发中总结出来的碎屑岩和副变质岩斜坡的新类型系统,并对三类土质斜坡的典型结构特征和稳定性进行了简要比较。关于环境条件对斜坡稳定性影响的量化研究,笔者更看重多个非自体(非本坡段)天然模型观测和滑坡反算的成果。同时建议在全面准确的现场调研的基础上建立确定性地质模型并应用基础学科的相关原理进行单要素的量化分析和单元分析,以便进一步揭示斜坡变形破坏机理。     

“工程地质基本理论”座谈综述

1　问题的提出任何学科都有自身的基本理论。鉴于过去对学科基本理论未作深究,更主要的是产业部门忙于繁重的生产任务,无暇顾及此类问题;科研部门埋头钻研专题研究,亦未触及此类问题;在教育部门的教学大纲中也缺乏这方面的要求。从而,在基本理论问题上似乎形成了“真空”。因此,有些工程地质工作者们,尖锐地提出了“工程地质学到底有没有基础理论 ?”为此,中国地质学会工程地质专业委员会从1999年 12月 14日起组织了 5次研讨会,分别是 :(1) 1999年 12月 14日议题———“2 1世纪工程地质学发展”。     

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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梧州市花岗岩风化壳工程地质研究及垂直分带

花岗岩风化壳由表及里有不同的风化等级。认识风化程度的差异，给出各风化层的判别标准，这对于风化壳工程地质性状的研究，评价建筑场地的稳定性极为重要。本文在系统地搜集梧州市花岗岩风化壳的地质资料和已有的土工试验资料的基础上，进行薄片显微照像分析、颗粒分析。结合城市工程地质勘察工作特点，给出了梧州市花岗岩风化壳垂直分带的划分标准。     

中国沿海地质环境与区域持续发展的若干问题探讨

本文分析了中国沿海岩石圈动力学的基础特征, 指出中国东部沿海地质环境与灾害存在南北分异的格局, 阐述了沿海区域工程地质环境的基本规律, 并通过全球及中国近百年海平面变化, 以及人类工程活动对河口海岸地质环境影响的分析, 对沿海地区未来的地质环境与灾害趋向做了初步评估, 并认为中国沿海21世纪的环境与发展将面临严峻的挑战, 特别是环渤海地区。最后, 对影响沿海区域发展的若干问题进行了初步探讨并提出了几点建议。     

龙山门断裂带活动特征与工程区域地壳稳定性评价理论

以弱非线性涡黏性模型为出发点,对Delery分离流动实验结果进行分析并获得了非平 衡态分离区涡黏性系数与形状因子J之间的非线性关系. 该非线性关系显示在分离起始阶段, 涡黏性系数较平衡态先减小,后增大;再附阶段,涡黏性系数较平衡态数值逐渐增大,并在 再附点位置接近最大,而后又逐渐减小,恢复到平衡态水平. 总结涡黏性系数的 这种非线性发展数学关系式,并将它应用于BL模型,在不添加微分方程的情况下发展出一种 适用于分离流动的改进代数湍流模型. 对低速平板流动,跨声速,超声速以及高超声速分离 流动的计算结果表明,该改进湍流模型可以较准确地模拟各类复杂分离流动,计算精度明显 优于传统代数模型以及一些两方程模型,而计算工作量仍与BL模型相当. 这表明所提出的 涡黏性系数非线性发展规律是正确的,且应用在二维分离流动中具有一定的普适性.     

九甸峡工程区断层测年结果研究与讨论

断层的年代测定是研究断层活动性的重要内容之一。然而, 一个工程同一条断层会出现不同的测年结果, 从而引起争议和难予决断。近年来我们通过几个大型工程区域稳定性研究, 对此获得了一些认识。本文以洮河九甸峡地区几条主干断层为研究对象, 采用同位素年龄测定与野外地质调查和显微构造分析相结合的方法, 对断层测年问题作一分析和讨论, 也许对岩土工程断层活动性研究有一定参考价值。     

中国汶川特大地震损毁城镇恢复重建选址的工程地质评价

在损毁城镇震后恢复重建工作中,场址的合理选择及安全性评估极为重要。选址问题涉及地震断裂、地质灾害、场地稳定及国计民生、经济发展等诸方面的复杂因素,是一个复杂的系统工程问题。考虑问题的基本原则应是,对于震后位于地震断裂带上,且地质环境恶化、存在严重地质灾害隐患的城镇,必须异地迁建;对于虽然损毁较严重,但远离断裂带,且不存在致命的地质灾害隐患的城镇,应按照"科学规划、规范避让、合理调整抗震设防标准"的原则,原址重建。灾后重建过程中,应重视地质灾害的隐蔽性、诱发因素的多重性与长期持续性等,加强地质环境的适宜性评价及地质灾害的风险性评估。本文结合震后的实际调查,对北川、青川两个县城及青川县木鱼镇的重建选址问题进行了探讨,在对场址工程地质和环境地质适宜性评估的基础上,提出了上述典型城镇的重建选址意见。     

安庆长江公路大桥区域稳定性及桥位线选址遥感应用研究

安庆长江公路大桥区域稳定性及预选桥位线方案是大桥建设前期的一项重要基础性工作。本文是利用航、卫片地质解译调查 ,分析研究拟选桥址区及其外围的地质构造特征 ,新、老断层的分布情况及其活动性 ,并进行区域稳定性评价 ;利用5 0至 90年代的航、卫片资料 ,分析评价了拟选桥址区长江岸带变迁及稳定性 ;对预选桥址区工程地质条件及优选桥位线方案进行比较与论证。     

山阴-平鲁段公路工程地质环境与评价

山阴—平鲁段高速公路是国家重点公路威海—乌海公路的一部分。依据路线走廊带1:1万地质综合调查结果,在阐述和分析了3条预选线路的工程地质环境、沿线工程地质灾害的基础上,对各线路的工程稳定性进行了综合评价,并推荐A线为优先线路。     

浅埋偏压隧道出口变形机理及稳定性分析

以皖南某公路浅埋偏压隧道出口段高边坡为研究对象,提出了"零开挖进洞"的施工方案,并结合洞口的工程地质条件,采取必要的加固措施。通过对该边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征进行细致研究,在此基础上通过FLAC^3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡的变形首先以隧道内侧存在的软弱岩体(挤压错动带、断层)的不均匀压缩为先导,进而引起上部岩体产生由NE向陡缓结构面构成的阶梯状滑动,这将会使隧道构筑物及隧道外壁承受较大的压应力,当压应力超过隧道构筑物及外壁的极限强度时将产生破坏,从而诱发上部岩体产生更大规模的地质灾害。基于此,隧道进洞开挖前首先应对上部岩体进行加固处理,避免隧道构筑物及隧道外壁产生应力集中现象。