冻融循环影响下软硬互层岩体力学特性及微观劣化机制

为了解决寒区软硬互层岩质边坡在冻融作用下易引发局部滑坡、滑塌、剥落、掉块等地质灾害的工程安全问题,更好地揭示其稳定性及损伤机制,基于陕北地区砂岩泥岩互层地质原型,采用相似材料制作软硬岩互层类岩石试样,对不同初始饱和度(0%、30%、70%、100%)的软硬岩互层类岩样开展不同循环次数(0,5,10,15,20,25次)的冻融试验,获得岩样冻融损伤劣化规律,利用电镜扫描(SEM)及核磁共振(NMR)试验,对岩样进行微观结构分析,得到岩样内部孔隙结构变化;并结合单轴压缩试验,对岩样开展力学特性分析,得到岩样力学参数;通过以上研究,从宏微观层面上,揭示了软硬互层岩体在冻融循环作用下损伤劣化机制。结果表明:软硬互层岩样的T_(2)谱分布弛豫时间主要集中在0.01~1 ms之间,孔径主要分布在1~10μm范围内;随着冻融循环次数的增加,T_(2)谱峰值逐渐增大,0~0.5μm范围内的孔隙在冻融至第5次时逐渐消失,微孔及小孔逐渐减少,中孔及大孔逐渐增加,单轴抗压强度值及弹性模量逐渐降低;岩样在不完全饱和状态下(0%、30%及70%),孔隙结构变化较小,其冻融损伤程度较低;岩样在完全饱和状态下(100%),T_(2)谱及孔径分布变化较大,10~10 000μm大孔仅在岩样完全饱和情况下存在,损伤劣化情况较明显;软硬互层类岩样冻融损伤来源于两方面:一是类软岩在饱水状态下,内部孔隙因冻融循环而增大,开始出现微小裂隙;另一方面是软、硬岩界面连接位置孔隙中存在未冻水,在冻胀力作用下开始出现裂缝及裂缝扩展情况,最终导致损伤演化,直至断裂破坏。对于寒区工程建设中软硬互层岩质边坡灾害防控具有重要的理论研究价值和实际工程意义。

云南思小高速公路白花山隧道围岩稳定性研究

根据白花山隧道中导洞开挖过程的实际情况,在隧道开挖期间,采用地质素描法对隧道进行详细的地质描述,同时对地层、岩性、构造、地下水、围岩和边坡的变形破坏现象进行分析,对该隧道的地质条件有了更为详尽和准确地认识,然后提出了合理建议。

大荷载原煤仓天然地基沉降监测及分析

为了真实反映大荷载原煤仓天然地基沉降变形随上覆荷载的变化特征及规律,确保工程安全,在研究区场地建立了一套沉降监测系统,跟踪测试了建设施工及运营期间荷载作用下原煤仓地基土的沉降变形,并依据实际监测结果,通过"规范方法"及"三维数值分析方法"进行了验证。结果表明:原煤仓地基实际变形满足规范要求的允许值,证明采用第四系湖积砂层作为天然地基方案是可行的;地基土实际沉降主要集中在运营期间,建设及施工阶段所占比例较小(10%~27%),而规范计算该阶段沉降所占比例在40%以上;在沉降计算及预测过程中考虑基础刚度的影响,所得基底土压力分布及沉降计算结果更符合现场实际。研究结果可为类似工程场地设计、建设及安全施工提供理论依据及参考。

基于Visual Modflow模型的大型储煤槽仓边坡防渗分析

为了对朱盖塔大型储煤槽仓喷护边坡在建设过程中出现的多处渗水问题进行防治,避免冬季冰溜,夏季解冻,形成冻融循环威胁槽仓边坡工程安全,结合槽仓结构特点和水文地质调查测绘结果,采用疏降水方案,利用Visual Modflow渗流分析软件,通过边界条件和地下水流系统的概化,建立槽仓影响区水文地质渗流数值模型,对比实际调查所得地下水等值线及模拟结果,识别和验证建立模型的可靠性。研究认为利用验证后的数值模型预测槽仓边坡疏降水的涌水量为275 m^3/d,将抽水孔等效为渗水井,借助渗井计算公式,最终得出需要30个渗水井来满足槽仓边坡疏降水的设计方案。所得疏降水方案实施后效果良好,保证了建成槽仓的正常运营和槽仓边坡支护结构的安全,为类似工程渗水防治提供了理论依据。

贵州地质灾害的防治对策

根据近年来贵州地质灾害统计资料，滑坡、(坡面)泥石流、崩塌、地面塌陷等地质灾害在贵州时有发生，这不但危及灾区人民的生命财产安全，而且严重制约经济建设的发展。本文从贵州的特殊的地质构造、地层岩性、水文气候和地理环境等因素论证分析，阐明地质灾害的危害，并提出地质灾害防治对策和建议：

米箭沟尾矿坝料动力特性试验研究

本文对米箭沟尾矿坝料的组成、结构特征和物理力学性质进行分析,运用振动三轴试验确定尾矿坝料的动力特性参数,分析研究动力特性指标模型,得出动应力、动模量、阻尼比、动剪切摸量随动应变的变化规律,以及动应力与破坏振次,孔压比与振次比的变化规律,并提出符合试验结果的孔压模型,对该尾矿坝的地震动力分析及抗震稳定性评价提供一定科学依据和技术指导。

彬县水帘洞煤矿工业场地西侧黄土高边坡特征及成因分析

水帘洞煤矿工业场地西侧黄土高边坡为老滑坡的后壁,在边坡的脚下有老滑坡体残留物.地表水沿黄土垂直节理、裂隙下渗,逐渐在边坡的顶部形成落水洞;边坡还受黄土层理、倾角(5°～10°)和古土壤层位置的控制,地表水下渗至古土壤层,古土壤层是良好的隔水层,加上黄土层理倾向沟谷,在古土壤层面位置(半山腰)易形成与边坡顶部落水洞贯通的落水洞出口.受长期降水或短期强降水的影响,导致边坡失稳.

基于土壤侵蚀模型的浅层滑坡预警研究

[目的]利用土壤侵蚀模型进行浅层滑坡的预警研究,为山区滑坡预警预报工作提供参考。[方法]选取陕西省紫阳县境内440km^2区域作为典型研究区,在已有历史滑坡资料、气象资料和卫星资料的基础上,基于土壤侵蚀模型(USLE),并结合地理信息系统(GIS),确定滑坡临界土壤侵蚀强度,再根据降雨侵蚀力与降雨量之间的关系,推求滑坡点的预警降雨量。[结果]土壤侵蚀强度与滑坡的发生存在较好的相关性,研究区域滑坡预警的临界土壤侵蚀强度按等级分别为69.6,136.7,179.4t/km^2。[结论]相比以往仅仅统计滑坡与降雨之间关系的传统方法,基于土壤侵蚀模型的方法考虑更全面,也易于实现。

考虑土层深度分布的浅层滑坡危险性评价——以陕西秦巴山区为例

以广城幅(1:10 000)为例,利用背包钻机获取土层深度,以坡度、曲率及湿度系数为因子,通过统计回归分析建立不同因子组合的土层深度推估公式。运用TRIGRS程序进行浅层滑坡危险性评价,并结合分类误差矩阵探讨不同土层深度模型对危险性评价结果的影响。研究结果表明:简单回归,以坡度为因子作指数回归结果为最佳,多重回归同时考虑了三种因子,其结果优于所有简单回归的结果。恒定深度模型的滑坡预测正确率极低,坡度单因子模型的预测精度为80.38%,成功率曲线下面积(AUC)为0.695,复合因子模型的预测精度为81.26%,成功率曲线下面积为0.744,说明复合因子模式评价结果更为准确。

凹陷地形对滑坡体渗流和稳定性影响的数值分析

基于现场地质调查和室内试验,再结合非饱和土力学理论建立计算模型,将孔隙水压力分布和非饱和强度理论应用到极限平衡法中,对降雨作用下秦巴山区紫阳县的凹陷地形滑坡体进行瞬态渗流、稳定性的饱和-非饱和数值计算。结果表明:凹陷地形易汇水并诱发滑坡,单位厚度坡体产生的最大孔压与该凹陷地形面积大小成正比;单位土层厚度的1 000 m2的凹陷地形范围内最大能产生1.47 k Pa的孔压。研究结果可供类似地形中滑坡体渗流和稳定性的数值计算参考。

地面沉降流固耦合模型在深大基坑降水工程中的应用

随着近年来上海经济发展和城市建设的需要,高层建筑群和轨道交通等重大工程的规划建设如火如荼,由此在深基坑开挖施工中降水诱发地面沉降灾害的问题非常突出,而且也越来越受到广泛的重视。由于深基坑降水引起地面沉降的过程和机理较复杂,长久以来成为深基坑施工中的难点。本文在分析深基坑降水引起地面沉降的成因基础上,提出了地面沉降流固耦合模型,并结合工程实例,应用于深基坑降水与施工中,得到了较好的效果,并提出了深基坑工程地面沉降灾害的防治对策。

晋西地区工程开挖形成的黄土边坡的最优坡率

针对晋西地区工程建设开挖形成的不同高度的黄土边坡,通过工程类比法、反算法、文献资料法和计算对比法,确定了不同高度黄土边坡的最优坡率。结果表明:8 m高黄土(Q3eol或Q2eol)边坡最优坡率为68°和66°;16 m高黄土边坡最优坡率为56°;24 m高黄土边坡最优坡率为47°;32 m高黄土边坡最优坡率为42°;45 m高黄土边坡最优坡率为35°。研究成果可供研究区或其他类似地区建设工程提供参考。

基于人工神经网络的区域地质灾害危险性预测评价

地质灾害危险性预测评价的准确性,主要取决于基础资料的可靠性和数学模型的合理性。论文结合工程实例,尝试用人工神经网络方法(改进的神经网络BP模型)对区域地质灾害危险性预测进行评价研究。然后与目前常用的方法(如层次分析法、信息量法和模糊综合评判法等)所得出的结果相比较。结果表明,运用人工神经网络方法对区域地质灾害危险性预测评价相对常用方法更准确、可靠,具有一定的实用意义及推广价值。

水帘洞煤矿黄土高边坡的优化设计研究

水帘洞煤矿黄土高边坡原始坡高约180m,合理的边坡优化设计对该边坡的稳定、工程的建设投资及环境保护起着至关重要的作用。本文结合实践经验,运用工程类比法、反算法和计算对比法对该边坡进行优化设计研究,并进行稳定性计算和有限元数值模拟验证,结果表明:该边坡的总坡比为29.5°,单坡坡高8m,单坡坡率为1:0.50～1:0.70,小平台宽4m,大平台宽30m时,该边坡达到了最佳优化设计,安全系数满足规范要求。

煤矿采空区上覆岩(土)层变形特征分析

通过实践总结,结合煤矿采空区资料,分析煤矿采空区上覆岩(土)层的变形特征,并根据流变机理,运用弹性模型蠕变方程推导出地表下沉推迟时间与应变量的关系。这对煤矿的安全开采,对煤矿采空区引发的地质灾害防治、工程建设、环境保护等有一定的指导作用。

公路黄土路堑、路堤的湿陷性评价分析

目前,规范规定的黄土湿陷性评价方法和室内试验对公路黄土路堑、路堤的湿陷性评价存在缺陷。结合工程实践和室内试验,作者提出公路黄土路堑、路堤湿陷性评价应以挖填方的厚度和面积能够改变公路路基场地的湿陷性类型和地基湿陷等级为界定。对测定湿陷性黄土湿陷系数的试验压力,应考虑挖填方引起的卸荷、加荷作用。进行公路沿线黄土的湿陷性评价时,应分段进行评价。结果表明:该方法更符合实际,可为设计提供更为合理的黄土湿陷性评价结果,采取合理的路基处理措施,从而减少工程投资,缩短工期。也可供今后类似的工程及修订《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)参考。

水帘洞煤矿工业场地黄土高边坡稳定性分析评价

水帘洞煤矿工业场地黄土高边坡为老滑坡的后壁,在边坡的脚下有老滑坡体残留物。论文在分析边坡失稳因素的基础上,根据反算法、类比法、室内试验结果、结合地区实际经验确定计算参数。运用圆弧法(瑞典条分法和简化Bishop法)和有限单元法(采用MSC.marc软件)对边坡的天然状态和优化设计后的稳定性进行计算、模拟评价。结果表明,天然边坡处于不稳定状态,经优化设计后的边坡安全系数达到设计要求。

西安—涝峪口高速公路沿线地质灾害的危险性预测评价

以西安—涝峪口高速公路地质灾害为研究对象,分析了公路复杂的地质环境条件——水文气象、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、新构造运动、断裂与地震等因素,采用层次分析法,建构西安—涝峪口高速公路的各类地质灾害评判模型,再结合经济损失,运用综合评价数学模型,得出其地质灾害的危险性预测分区结论,为公路地质灾害的防治提供了科学的参考依据。

粉煤灰水泥砂浆灌注法在煤矿采空区地基处理中的应用

用粉煤灰水泥砂浆灌注法对榆林热电公司拟建的1 250 m2冷却塔煤矿采空区地基进行了处理,通过对处理后的采空区进行钻探抽芯和面波测试,结果表明:钻探抽芯试块强度满足设计要求,面波检测的原采空区区域已被浆液充满,形成固结体,固结体波速均高于原岩,达到了处理的目的.

陕西禾草沟煤矿工业场地主厂房段古滑坡变形破坏特征及稳定性分析

工程建设引发禾草沟煤矿工业场地主厂房段古滑坡复活,通过野外调查和测量、钻探、探槽、变形监测、室内试验和数值计算,分析该古滑坡的复活原因及变形破坏特征;采用改进的数值计算法对古滑坡的稳定性进行分析,古滑坡在天然条件下处于稳定状态;对古滑坡复活采用"削头压脚"措施后,稳定性满足安全要求,这对古滑坡的治理设计提供了理论依据。同时,该措施能节约工程投资,缩短工期,具有良好的经济效益。