鲁西南地区红层软岩水岩作用特征与工程应用

鲁西南各断块盆地中广泛分布有侏罗、第三系的紫红色、杂色砂砾岩,岩石呈固结半固结状态,遇水后发生渗透、膨胀、崩解和软化等失稳现象,对煤矿建井及煤矿开采带来重大威胁。本文采用X衍射仪、扫描电镜、压汞仪及液压伺服机等手段进行了红层软岩的物质组成、微孔结构及渗透性的试验研究,探讨了红层软岩的渗透机理及遇水失稳机理,并结合实例进行了工程应用分析。     

四川盆地红层砂泥岩循环加卸载动力学特性研究

四川地震多发,广泛分布于该区域的红层岩石的动力学是许多重大工程建设和运营安全的重要影响因素。因此,本文针对3种典型红层砂泥岩（粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和细砂岩）,开展了不同动应力幅值的单轴循环加卸载试验,结果表明：在相同动应力幅值下,粉砂质泥岩与细砂岩的滞回环相对面积、阻尼比、阻尼系数及泥质粉砂岩的滞回环相对面积、阻尼比均随着循环周次呈对数递减,而泥质粉砂岩的阻尼系数随着循环周次呈开口向下的二次多项式分布;在相同循环周次下,随着应力幅值增大,滞回环相对面积均呈指数递增,粉砂质泥岩和泥质粉砂岩的阻尼比呈指数递增,阻尼系数呈开口向下的二次多项式分布,细砂岩的阻尼比和阻尼系数均呈对数递减。

     

微风化红层砂泥岩动三轴力学特性试验研究

红层广泛分布于四川盆地及周边地区,考虑该区域地震及工程施工扰动影响,本文针对粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和细砂岩3种典型微风化红层岩石,开展了中等应变率条件下的动三轴压缩试验,揭示了其动力学特性的围压效应和应变率效应。3种岩石的动力学参数均具有明显的围压和应变率敏感性,动强度和动弹性模量均随应变率和围压增大而增大,而动泊松比随着应变率增大而减小,随着围压增大而增大;基于二元非线性回归分析,提出了试验条件范围内3种岩石的动强度预测模型,以期为工程应用提供参考。

     

红层M形路堑边坡特征及病害的初步研究

在对红层地区渝綦、綦万高速公路路堑边坡调查的基础上,提出了M形路堑边坡的概念,并总结了其特点;简要分析了红层和坡残积层物质的岩土矿物成分和结构特征,探讨了红层M形路堑边坡病害发生的类型及形成原因,为边坡稳定性评价与采取合理的边坡加固措施提供了依据。     

水库地区的水岩作用及其地质环境影响

本文综述了水库地区水环境系统的变化及水岩作用类型和机制, 在此基础上讨论了水库区地质环境的变化和环境灾害的发生, 提出以水环境变化和水岩作用为中心的水库地质环境评价和灾害预测的研究方向。     

中国红层的分布及地质环境特征

根据我国红层的分布特征及形成背景 ,将我国红层划分为西南地区红层、西北地区红层、中南、东南地区红层和其他地区 (西藏及华北的部分地区 )红层。重点研究了以川滇红层为代表的西南地区红层和以甘肃红层为代表的西北地区红层 ,研究了各个区域红层的地质构造特征、地形地貌特征、气候环境特征等工程地质环境特征 ,根据工程地质环境特征 ,将研究区域的红层划分为四川盆地红层、西昌—滇中红层、滇西红层和甘肃红层.     

水岩作用对川藏公路102滑坡形成与演化的影响

10 2滑坡频繁活动造成了川藏公路运营的多次中断。本文立足于翔实的野外考察,从 10 2滑坡水岩作用的影响因素入手,指出川藏公路地区滑坡的水岩作用强烈且形式多样,并分析了水岩作用对 10 2滑坡形成与演化全过程的影响。最后,提出在 10 2滑坡防治中应重点考虑滑坡的水岩作用。     

乐山泥岩的水土曲线和崩解特征试验研究

红层软岩的崩解性引发显著的软岩风化破裂现象,经常导致坡体不稳定、岩石崩落等不良地质现象。为深入理解泥岩的水土特征曲线（soil and water characteristic curve,SWCC）和浸水崩解特征,以乐山红层泥岩为例,采用滤纸法、浸水法等试验方法系统研究了泥岩的SWCC以及其在水中崩解的特征,构建了适合于该地区的SWCC模型,并讨论了浸水时间对泥岩崩解质量、颗粒级配的影响。结果表明：（1）泥岩的SWCC呈单峰曲线,随着含水率的减少,基质吸力增大。（2）通过与4种典型率定曲线的拟合比较,基质吸力拟合结果表现出良好的相关性（R²≥92%）,其中Fredlund &; Xing模型能够更准确地反映该地区泥岩的SWCC（R²=96%）。（3）浸水试验表明,0~6 h为快速崩解期,6~12 h为慢速崩解期,12 h后为长期崩解期。干湿交替浸水可以加速泥岩在亲水初期的崩解速率,但在最终崩解量方面与持续浸水基本一致。（4）浸水崩解后,颗粒粒径变化主要集中在2～20 mm范围内,级配曲线D₆₀,D₃₀,D₁₀和C_u值随着浸水时间的增大而减少,表明泥岩颗粒粒径随时间逐渐减小。（5）该泥岩耐崩解指数拟合公式为${y}$=1.17e^–0.22x,拟合度良好（R²≥99%）,根据I_d2=0.76判断该地区泥岩崩解性为弱~中等崩解性。该成果可为该地区泥岩的水土特性和崩解特性提供重要的定量数据支持,以及为该地区工程建设提供理论依据。

     

瓦屋山水电站厂房区红层岩体古滑坡稳定性研究

红层岩体以其岩体结构的软硬相间及软弱夹层发育而在边坡稳定方面表现为"易滑地层"。瓦屋山水电站厂房区边坡为顺向坡,砂岩类岩石与黏土岩类岩石呈缓倾、互层状(倾角10°~20°)产出。构造与表生改造作用下,在这两类软硬相间的岩石界面上常形成分布较为连续的软弱夹层,这类岩体较易沿软弱夹层产生顺层滑动。地质历史时期,瓦屋山厂房区就是在这样的地质背景下,形成了多个古滑坡体,如颜湾和庙子岩古滑坡,它们在自然状态下已基本稳定。随后因风化剥蚀等作用,古滑坡体形态被改变或被来自后缘斜坡的坡残积层所掩埋,使其在勘察期间难以被发现。庙子岩滑坡即是这样一个被掩埋的古滑坡体坡,施工开挖过程中,由于切脚及降雨作用,使其重新滑动复活。本文以反复剪试验得到的滑动面抗剪参数,采用边坡稳定极限分析能量法(Energy Method Upper Baond Limit Analysis),简称EMU法,对庙子岩古滑坡在各种工况下的稳定作了计算,并据其结果采取了相应的抗滑处理。本文可作为红层岩体地区该类型滑坡勘察和工程处理设计的参考。     

红层区城镇地下水对建筑物基础腐蚀及防治研究——以天水市为例

地下水对建筑物基础腐蚀是发育广泛、速率缓慢的地质灾害,它对红层区城市基础工程危害尤显突出。以天水市的红层区为例,利用长期积累的大量地下水化学资料,探讨了腐蚀性地下水的成因,提出了防治地下水对建筑物基础腐蚀的对策。     

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。     

龙游石窟岩面水岩作用研究

在龙游石窟砂岩胶结物的粘土矿物类型及特性研究的基础上,对窟内的积水、洞室顶部的裂隙渗水、地表水及衢江水等水样进行化学分析,结果表明石窟砂岩的矿物组成及构造, 决定了洞室渗水的水质,是造成水质不同的主要原因。对石窟洞室砂岩试样分别浸沉在上述水及蒸馏水中,并定期对浸沉水样进行化学分析,研究了石窟砂岩与水的相互作用机理,结果表明：由大气降水入渗而形成的渗透水对石窟的影响主要是渗透过程中发生的水化、溶脱、氧化等反应,从而导致洞室砂岩的矿物组成及构造产生变化,同时也直接影响了渗透水的水质。因此,粘土矿物与水之间有着相互制约,相互影响的作用,但是岩石中所含粘土矿物特性是使砂岩发生风化的主要原因。     

“双溪堆积体”的成因及其主要工程地质特征

双溪堆积体”是大宁河上游广泛发育的、钙质胶结的碎石土堆积体,其成因与大宁河流域新近系不同时期发育的崩塌、滑坡和泥石流有密切的关系。在大宁河沿岸的双溪、中坝、神基坪一带,志留系泥岩粉砂岩等易风化软弱碎屑岩构成斜坡下部相对较缓的部位,二叠系或三叠系相对坚硬的灰岩则形成斜坡上部高陡的崖坡,坡脚则广泛分布着这种钙质胶结的“双溪堆积体”。     

工程地质学科的自然科学基金项目申请资助概况与分析

对2003年至2007年工程地质学科的基金申请情况、资助情况、研究队伍等情况进行了详细分析。工程地质学是地质学科发展最快的分支学科之一,其基础研究队伍在各单位之间还不均衡。工程地质学的基金项目申请数量和资助数量与其研究队伍的状况是匹配的,申请经费基本得到了满足,但申请项目质量还有待进一步提高。工程地质学科在国家层面上的领军人才的培养,特别是年青领军人才的培养迫在眉睫,应引起有关部门和单位的高度重视。     

鲤鱼塘水库溢洪道边坡稳定性的岩体结构分析

由侏罗系千佛岩组砂岩、泥岩及炭质页岩组成的软硬相间的互层边坡,受不同岩层工程特性的影响,开挖引起不同部位岩体产生拉裂、松弛及沿软弱结构面的蠕滑等变形。为分析地层岩性对边坡稳定性的影响,对侏罗系千佛岩组地层进行工程地质岩组划分,分为薄层泥岩与中薄层砂岩互层岩组、巨厚层砂岩夹中厚层砂岩和薄层泥岩岩组。在此基础上,通过对边坡岩体结构的详细研究,确定了控制边坡稳定性的结构面为层间软弱夹层,进而对边坡表层碎裂岩体、结构面组合形成的块体稳定性进行分析,结果表明,边坡浅层岩体整体稳定性差,局部处于极限平衡状态,深部岩体稳定性相对较好,边坡稳定性的岩体结构分析结果与边坡变形状况吻合。     

红层与煤系复合结构覆岩采动破坏分析及其应用

许多矿区煤层采动影响范围内的覆岩层由红层和煤层共同构成。本文研究了山东省太平煤矿东区二叠系 3号煤层覆岩破坏和防水煤柱留设的问题 ,在对上覆第四系水文地质条件分析的基础上 ,对红层和煤系复合结构覆岩的工程地质特征和破坏状况进行了分析 ,确定了合理的防水煤岩柱高度 ,并经过开采验证 ,避免了水害发生.     

三峡库区巴东组（T2b）紫红色泥岩工程地质特征研究

在三峡工程库区广泛分布一种三叠系中统巴东组的紫红色泥岩 ,在库区常被称为“易滑地层”。这种岩土体还具有一定膨胀性 ,致使一些边坡防护工程发生变形破坏。三峡工程库区移民区巴东、巫山、奉节等新城址出现的许多工程地质问题往往与此有关。本文在对巴东、巫山、奉节等地紫红色泥岩的基本地质特征研究基础上 ,对该地层的膨胀性、风化规律、水-岩相互作用等进行系统试验研究 ,为三峡工程库区滑坡防治和移民迁建工程提供科学依据。研究表明 :该地层粘土矿物含量一般为 1 7.9%左右 ,其中 ,有效蒙脱石含量一般在 1 .2 7～ 6 .0 1 %之间 ,混层矿物占粘土矿物的一半以上 ,具中 -强胶结 ,有弱膨胀性。岩石的风化以机械风化为主 ,沿剖面化学成分变化不大。沿剖面物理力学性质的变化除受风化作用制约外 ,受岩石颗粒组成的影响更为明显 ,因此可能出现深度异常现象。水对该地层岩石力学性质影响比较显著 ,应当特别关注水库蓄水初期库水位显著变化对边坡和地基土稳定性的影响     

2010年度工程地质学自然科学基金项目受理与资助分析

对2010年工程地质学的基金申请情况、资助情况、研究队伍等进行了详细分析。工程地质学的基金项目申请数量增加较快但申请项目竞争力还需要加强。工程地质学基础研究队伍在各单位之间还不均衡,集中度还在增加。基金申请人的年龄结构正趋于合理,各年龄段的申请人获得资助的比率也没有特别明显的差异。     

层状分数阶黏弹性饱和地基与梁共同作用的时效研究

饱和地基与梁共同作用问题的研究在力学领域及工程界都具有重要意义.采用分数阶Merchant模型研究饱和地基的流变固结,该模型比常用整数阶黏弹性模型更能精确反映地基的时变特征.基于层状正交各向异性黏弹性饱和地基的固结解答,采用有限元法与边界元法耦合的方法,研究梁与分数阶黏弹性饱和地基的共同作用问题.依据Timoshenk...