基于地质调查的缓坡地建设适宜性评价——以福建省南平市建阳中心城区为例

为构建缓坡地建设适宜性评价体系,合理划定缓坡地开发适宜区、一般适宜区及禁止建设区,科学开发利用低丘缓坡地资源,以福建省南平市建阳中心城区为研究区,在该区综合地质调查的基础上,以小流域为基本评价单元,以剥蚀阶地代替坡度和起伏度等指标,开展具有城镇建设功能指向的土地资源评价研究。以坡度、土体厚度、坡向-地层产状一致性,以及岩性建造、植被类型等为主要指标,进行地质灾害风险性评价,通过构建生态保护重要性、建设适宜性等多维评价体系,最终集成评价了缓坡地建设的适宜性。结果表明:研究区适宜城镇建设开发的缓坡地资源丰富,主要分布在严墩、新岭、兴田、将口、南林、赤岸、芹口等小流域的一级剥蚀阶地内,发生地质灾害的风险性较小,可以按照组团开发的方式逐步进行开发及利用,研究区属于地质灾害非易发区,但是西岸、水尾等小流域的二级剥蚀阶地、三级剥蚀阶地,土体较厚,坡度较陡,植被主要为杉木和毛竹,如果开发边界规划不合理,容易引发滑坡、崩塌等地质灾害。研究成果对我国低丘缓坡地合理开发利用具有较好的借鉴意义。

水热活动带下的隧道热害特征与成因分析

滇西地区的地热资源丰富,部分隧道工程在穿越水热活动带时会面临高温挑战,严重影响施工质量与进度。为揭示水热活动带下的隧道热害特征,以腾越隧道为例,采用地质构造勘察法和温泉地球化学分析方法对该区域内的水热活动循环模式进行了研究;基于大地热流值对区域地温带进行了划分,利用SiO_(2)地热温标对隧道热害进行了预测。分析结果表明:受地质构造影响,该区域水热活动的热源来自火山岩浆,褶皱与断裂是热水循环增温的主要通道,水源补给则来自大气降雨,热水循环、增温、径流期间的水岩反应导致水体Ca^(2+)上升;腾越隧道沿线以中、低温地热系统为主,该区域内的热量传递以热传导为主,隧道全线的热害占比高达87.3%。

泾阳-渭南活动断裂带场地形变与地层应力特征数值分析

西安地铁十号线穿越的泾阳—渭南断裂,该断裂为全新世活动断裂,黏滑发震与同震位错对地铁线路构成潜在安全威胁。为揭示泾阳—渭南断裂带黏滑发震和同震位错作用引起的场地形变与地层应力特征,以西安地铁十号线穿越泾阳—渭南断裂带为工程背景,建立断裂带场地同震位错与黏滑发震地质力学模型,考虑不同位错量及发震强度,开展断裂带场地形变及应力场特征的数值模拟分析。结果表明:同震位错下场地在断裂带附近上、下盘分别出现应力降低区和增强区,场地呈反“S”形差异沉降破坏,差异位移在断裂带处达到峰值且塑性区集中,上盘变形范围与塑性区分别为下盘的1.67倍和2.50倍;黏滑发震作用下场地在断裂带附近位移量及差异形变均达到峰值,大震时场地位移影响范围约为中震的6.50倍,且具有典型的上盘放大效应,远离断裂带时位移呈线性递减;大震时地表峰值加速度放大系数受影响范围为中震时1.14倍,场地呈“V”形剪切破坏,上盘塑性区范围约为中震时1.40倍,而下盘则为1.00倍。研究结果可为西安地铁线路穿越泾阳—渭南断裂带场地的抗震设防提供科学依据与参考借鉴。

安徽淮南舜耕山奥陶系古溶洞发育特征及成因

古溶洞对隐伏地区岩溶地下水储存与运移至关重要,查明其形态及内部结构特征对于认识隐伏煤田岩溶形成过程及矿山岩溶水害防治具有一定的指导意义。近年来,通过对华北板块南缘安徽淮南舜耕山地区奥陶系岩溶野外露头详细的地质勘查,在奥陶系发现1处典型古溶洞。采用野外观测、显微鉴定、古水文和古构造等方法,对古溶洞几何形态特征、内部结构进行系统分析,该溶洞发育于奥陶系古溶洞沿马家沟组和萧县组的沉积层面间,洞体形态宽窄不一,西侧较宽、东侧较窄,最大层间高度达9.8 m,洞体长度为125 m。洞顶面保留古水流冲刷溶蚀痕迹,洞体内存在多处因重力作用垮落坍塌充填物,按其成因,可分为碎屑垮落充填、化学充填以及混合充填等,充填岩屑以灰岩、白云岩类为主,其矿物成分为方解石、白云石、隐晶硅质等。结合区域地质构造演化史,古溶洞形成于加里东运动抬升阶段,经过了裂隙发育、层面岩溶形成、层面间溶洞生长以及崩塌跨落充填压实4个阶段,主要受层面裂隙、侵蚀流体以及岩溶垂向分带控制。研究成果可为淮南煤田乃至华北煤田古岩溶突水防治提供有益参考。

基于多种传统方式融合的断层识别

断层识别对地质灾害的防控以及大型工程的建设和维护至关重要。以陕西省某抽水蓄能电站工程下水库断层F1为例,使用平洞调查、地貌分析、钻孔分析、物探分析、数学计算等方式对此断层的发育特征和空间分布特征进行综合推断。结果表明:通过平洞调查,F1断层充填了约35 cm厚的断层泥,上盘产状为N45°W,SW∠65°~75°;下盘产状为N80°W,SW∠50°~55°;受地应力作用,上盘岩体破碎。通过地貌特征分析,断层下盘岩体完整性较好,上盘岩体破碎,地表出露以碎裂结构为主,岩块中隐微裂隙极为发育;通过物探分析,得出F1断层的走向NE40°~69°SE∠65°~75°,延伸长度大于20 km,断裂带宽10~20 m;通过对地貌特征分析、物探分析、钻孔分析、数学计算分析等方式综合推测出了断层F1的空间展布特征。本综合断层识别方法可为大型水电工程的断层识别提供参考和借鉴。

藏东南高山峡谷区冰水堆积物塌岸预测方法选择

由于冰川强大的搬运能力和较短的堆积路径,冰水堆积物易产生结构性脆弱破坏,黏聚力快速衰减。因此,冰水堆积物受外力影响下的库岸边坡稳定问题与传统地层有较大的差异,不能直接采用现有塌岸预测方法进行库岸边坡计算。以西藏某水电工程的库岸边坡为对象,通过现场试验、数值模拟等方法,分析采用不同塌岸计算方法在冰水堆积物计算中的准确性。结果表明:两段法和冲堆平衡法的计算结果相差了3倍(分别为620万m^(3)和218万m^(3)),冲堆平衡法预测结果更接近蓄水后的真实塌岸情况;库区不稳定坡体的塌岸方量为233万m^(3),与冲堆平衡法塌岸预测结果接近。因此,冲堆平衡法基本满足冰水堆积物水库塌岸的计算要求,可为高山峡谷区水库岸坡设计和治理提供借鉴。

引绰济辽工程TBM受困段工程地质条件分析与处理

本文介绍了引绰济辽工程2-6号控制段TBM遭遇塌方、涌水导致受困后的工程处理措施,利用超前地质预报明确掌子面前方的不良地质体分布,通过拱架加密、撑靴混凝土、加强排水、洞内超前管棚灌浆和地表固结灌浆相结合等措施,将塌方段岩体进行了固结,涌水量逐渐减小,TBM成功脱困,为类似工程提供了参考。

宝鸡市冯坊河水库工程地质灾害风险分析

为了避免冯坊河水库工程修建后发生地质灾害,在工程实施前进行地质灾害风险分析。结果表明:现状地质灾害危险性低;在工程实施后,水库大坝工程两坝肩与坝基挖方边坡WP01与WP02引发滑坡、崩塌、不稳定斜坡地质灾害的危险性中等;导流泄洪洞挖填方边坡施工引发不稳定斜坡地质灾害危险性小~中等,建议工程实施过程中需要加强地质灾害监测、预警、治理工作,以保证工程安全。

基于BCS-KL方法的地层边界不确定性研究

在工程建设中获取的现场钻孔数据有限,利用钻孔数据解释地下地层不可避免地存在不确定性,进而影响桩基础等工程设计的可靠性。对此,提出了从有限钻孔数据中量化地层边界不确定性的方法,并研究地层边界不确定性对单桩竖向承载力特征值的影响。首先依据钻孔数据,通过贝叶斯压缩采样-KL展开(BCS-KL)方法重建地层边界,并生成大量随机场数据量化地层边界的统计不确定性;然后依据地层边界数据,对单桩竖向承载力特征值进行不确定性分析。分析结果表明:BCS-KL方法生成的大量随机场数据能很好地表征地层边界的不确定性;在钻孔间距较大时,单桩竖向承载力特征值在95%置信区间内相差4 660.88 kN,差距较大。通过BSC-KL方法科学评估地层边界不确定性对单桩竖向承载力的影响,对确保工程设计可靠性具有重要意义。

基于FLAC^(3D)的不同角度锚杆超前支护模拟及参数优化

锚杆作为一种有效支护措施,被广泛应用于隧道超前支护领域,超前锚杆设计及施作的好坏直接影响着隧道支护效果。基于FLAC^(3D)有限元软件,对0°~<50°不同角度分级锚杆进行了超前支护模拟,在揭露不同角度锚杆超前支护作用下隧道力学效应及其随锚杆角度变化规律的基础上,对支护角度进行了相关优化,最终确定出最佳支护角度。研究结果可为隧道超前支护设计、优化及施工提供理论支撑,具有一定指导意义。

基于多维关联规则的建筑工程地质勘察数据整合研究

随着建筑工程复杂性的增加,对地质勘察数据的精确整合等各方面提出了更高要求。为解决建筑工程地质勘察数据整合问题,运用频繁模式增长树策略提取多维关联规则以优化数据质量,并采用倒数距离加权插值法构建高精度三维地质体模型。同时,以C语言编程优化模型,实现与地质模型的精确拟合。结果表明:运用该方法在工程勘察中整合地质数据,提高了叠置规则精确度,实现了BIM模型与地质体的高度一体化。该方法为地质勘察数据整合与BIM模型构建提供了新的有效路径,具有显著的应用潜力和推广价值。

龙门山断裂带西南段现今地应力状态与地震危险性分析

为了解汶川地震后龙门山断裂西南段现今地应力环境与地震发展趋势,对比分析2003,2008和2010年在宝兴、康定地区4个钻孔的水压致裂应力测量资料,初步揭示汶川地震后断裂西南段现今地应力环境与地震危险性。研究结果表明:龙门山断裂西南段,尤其是康定地区,地震后仍然积累有较高的地应力,震后应力调整以积累为主;龙门山断裂西南端的最大水平主应力已经达到断层活动应力临界下限值,断裂活动进入临界状态,未来具有发生逆断层活动的可能性;结合地应力测量结果、地震地质等资料认为,龙门山断裂西南端具有潜在大震危险性,值得重点关注和研究。研究成果对于龙门山西南段断裂活动性分析、地应力长期监测以及防灾减灾有重要意义。

区域地质灾害风险评价要素权值计算方法及应用——以黄河上游地区地质灾害风险评价为例

本文确定了灾害风险评价的主要影响要素和指标体系,依据选取的主要影响因素,采用灰色关联分析方法分别计算求得各关联因子的关联度和关联序,在此基础上,按各因素的关联度占所有因素的关联度之和的比重作为权植。在以往的区域风险评价中,一般是按关联度从小到大的顺序依次给定权值,人为影响比较大。本文采用的这种权值确定方法可以避免人为夸大各因子之间的作用,更趋于合理,而且也为采用计算机制图提供了前提。并以黄河上游地区为例进行了以县(市、旗)为单元的风险评价。

中国西南山区第四纪冰川堆积物工程地质分类探讨

中国的大陆冰川堆积物几乎都属于巨粒土或块石(漂石)土、碎石土,但因复杂的物质组成和组构特征,各地或同一地区不同成因类型(冰碛、冰水)的堆积物具有极为不同的工程地质性质,其地质体稳定性和地质灾害的易发性存在着显著的差异。我国已有的工程分类框架不能满足当代冰川堆积物甚至其他碎石土(巨粒土)的工程地质和地质灾害研究的需要。中国西南山区冰川堆积物的物质成分、细观结构等的野外调查和室内测试分析结果表明,冰川堆积物的物质成分和组构特征主要表现为:颗粒组成的不均一性和多元性、组构单元的双元性、结构的无序性和胶结性等。冰川堆积物的物质成分和组构特征与其工程性质具有密切的关系,是冰川堆积物工程地质分类的基础。本文探讨了中国西南山区冰川堆积物的工程地质分类问题,提出基于胶结程度和粒度组成的二级分类方案,对冰川堆积物及其他块(漂)石土的工程地质研究和工程实践具有一定指导意义。

广东红层特性及主要工程地质问题与建议

分析研究了红层的形成、分布和特征,并结合自身完成的具体工程实例和业内代表性研究成果,对涉及红层的边坡崩塌、失稳及桩基础、浅基础设计、施工中遇到的工程问题进行了阐述、总结和分析,并提出相关的应对措施和建议。

基于加权信息量和迭代自组织聚类的地质灾害易发性评价

以三峡库区忠县-方斗山地区为研究对象,首先选取坡度、坡向、坡高、岩土体类型、坡体结构、构造、水的作用、人类工程活动等8个评价因子建立地质灾害易发性评价指标体系,并对因子状态进行分级;然后,采用层次分析法计算各指标因子的权重,应用加权信息量模型进行地质灾害易发性评价;再者,利用迭代自组织聚类模型对地质灾害易发性评价结果进行分级区划;最后,对地质灾害易发性评价的精度进行定量评价。结果表明:地质灾害易发性评价结果与实际地质灾害发生的吻合度高、评价结果可靠、评价方法精度高、适用性强;岩土体类型、坡体结构、水的作用及人类工程活动是地质灾害发育的最主要控制因素;地质灾害易发性划分为极高易发、高易发、中易发、低易发、极低易发五个等级。建立的评价方法从权重确定和等级划分方面完善了地质灾害易发性评价理论体系,可为区域地质灾害易发性评价提供理论指导和技术参考。

遥感技术在蒙华铁路地质勘察中的应用研究

研究目的:蒙西至华中地区铁路通道工程浩勒报吉至三门峡段风沙、煤窑采空、黄土滑坡、崩塌等不良地质发育,同时沿线地貌类型复杂,沟壑纵横,大范围地面调绘工作开展困难。为优化地质调绘方法,提高不良地质勘察效率和质量,研究利用遥感判释技术进行沿线不良地质勘察。研究结论:(1)研究采用高分辨率遥感和三维遥感技术相结合的方法,进行沿线不良地质遥感判释,查明了沿线不良地质分布特征;(2)划分出沿线毛乌苏沙漠区风沙分布特征,识别出煤窑采空分布范围,判释出270余处黄土滑坡和崩塌,判释准确率高于85%;(3)高分辨率遥感和三维遥感技术的综合应用可满足多类型不良地质勘察的需要,为地质选线提供了直接参考;(4)该研究成果可应用于艰险山区长大线路工程不良地质勘察工作。

我国红层分布特征及主要工程地质问题

我国中新生代红层分布总面积约826 389km2,是工程建设中不可避免的岩土体。南方地区红层约占红层总面积的60%,以西南、中南地区红层分布较广,多为裸露型红层,受降雨等因素影响滑坡、风化等问题突出;北方地区红层约占40%,以甘肃以及蒙宁晋陕交界红层分布相对较多,多为埋藏型红层,工程地质问题具有隐蔽性。红层分布受控于分布区的区域断裂带,岩体结构破碎,水文网络发育,渗流、软化等问题突出。由于砂岩、泥岩、页岩、蒸发岩、杂色岩等多种软硬岩层互层结构和工程活动等因素的影响,沿着软弱结构面易发生滑坡、差异风化等工程地质问题。由于时代较新,岩土体的胶结性差,物理力学性能相对较差,岩石多属于软岩类别。稳定性差,易崩解软化。蒸发岩和红层岩土体中可溶成份在水作用下,容易发生岩溶、腐蚀、渗流等物理化学问题。建议在工程建设中将红层作为特殊岩体对待。

西北地区土遗址病害

西北地区尤其丝绸之路沿线是中国土遗址分布最多的地区,其土遗址分布集中,种类多,赋存环境复杂,具有炎热、年较差和日较差较大、干燥少雨、偶有极端降雨气候,大风、沙尘暴经常发生,构造活动剧烈和地震频繁等特点.土遗址的病害类型多,基本包括了干旱环境土遗址的所有病害.西北地区室外遗址主要病害是片状剥离、风力淘蚀和裂隙;室内土遗址的主要病害是污染、温度剥离和裂隙.土遗址的病害受赋存环境和土遗址本身的特性两方面控制,影响西北地区土遗址病害的环境因素主要是风、雨和地震.

基于GA-ANN的苏锡常地裂缝危险性评价

文章以苏锡常地区地裂缝危险性评价为例,利用遗传算法(GA)对人工神经网络(ANN)进行改进,先用GA优化BP网络初始权重,再用BP算法修改网络权重,实现不同尺度的同步调整。选择30点的不同地质条件组成样本对所建模型进行训练,评价指标包括:基岩埋深、基岩起伏度、地下水位、地面沉降梯度、含水层导水系数和粘性土层厚度。经过500次GA迭代,得到苏锡常地区地裂缝ANN模型的最佳权重组合,该耦合模型能对全区地裂缝地质条件进行正确分类,精度接近1‰。