Statnamic法的理论与应用

介绍了静动法试验的原理,通过对静动法试验结果与静载试验的对比分析,提出利用卸荷点法来计算桩的静阻力,并归纳总结了静动法试验的优缺点,探讨了该法的应用与发展,指出静动法可用于任意方向承载力的测试。

云南腾冲地区粘土质硅藻土公路滑坡形成机理与防治优化设计

腾冲地区分布的粘土质硅藻土是一种特殊性的岩土体,具有孔隙大、密度低、含水量高,富含膨胀性粘土矿物、结构性强等特点。近年来已发生一系列与粘土质硅藻土相关的滑坡等地质灾害,造成了较大损失。在粘土质硅藻土工程地质特性测试分析的基础上,对腾冲地区粘土质硅藻土滑坡的分布特征和形成机理进行了研究,认为粘土质硅藻土滑坡以中小型滑坡为主,受公路切坡、采矿、降雨等因素影响较大;公路边坡滑坡多发生在坡体的中部和后部,在牵引作用下部分滑坡可发生大范围滑动。粘土质硅藻土具有膨胀性和极强的结构性,其边坡稳定性较差。以新修建腾泸公路边坡滑坡为例,对S238省道冯家大山滑坡的形成机理进行了探讨,认为受粘土质硅藻土膨胀性、结构性等的影响,人类工程扰动、降雨等引起边坡表部土体出现强度分层、膨胀性增强和力学强度降低,从而导致原支护结构破坏;在此基础上,对冯家大山边坡进行了优化设计和数值模拟分析,提出了综合防治建议。

地震地质灾害防治工程运行效果评价:以汶川震区平武县魏坝滑坡为例

2008年"5·12"汶川地震诱发了数以万计的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,造成众多人员伤亡和财产损失。汶川地震后,地震灾区危害性大的滑坡多采用截排水沟、挡土墙、抗滑桩、坡面减载和坡脚反压等措施进行了治理,总体防治效果较好,但仍存在一些问题。通过现场调查,结合地震扰动区地质灾害特点,提出了地震地质灾害防治工程运行效果评价的指标体系,包括地质灾害本体因子、防治工程技术因子和社会影响因子3个一级评价指标和12个二级评价指标,并建议将防治效果(R)划分为4个等级:良好(R≥0.85)、较好(0.70≤R<0.85)、一般(0.6≤R<0.70)、差(过于保守或失败,R<0.6)。以汶川震区平武县魏坝滑坡为典型案例,采用层次分析法,建立了地震扰动区滑坡防治工程防治效果评价模型,计算获得魏坝滑坡防治效果R值为0.63,总体防治效果一般,与实际情况相符。

金沙江支流冲江河巨型滑坡及其局部复活机理研究

中国西南三江活动构造带是大型滑坡的高发区。笔者在滇西北金沙江支流冲江河螺丝湾电站一带发现的巨型滑坡——冲江河滑坡,位于区域性活动断裂带的阶区,属于古地震造成的巨型古滑坡或坐落体,体积可达5.8×108m3。该巨型古滑坡在后期演化中经历了趋稳和局部再复活的过程,其内部存在若干次级滑坡,且表现出级序越低、稳定性越差的特点。在野外调查的基础上,对复活次级滑坡的滑带土进行了环剪试验研究,获得了不同部位滑带土在较大剪切位移条件下的抗剪强度变化规律,认为活动构造带斜坡岩体破碎软弱、坡脚处于应力集中区是冲江河巨型滑坡局部复活的重要因素;在剪切作用下,饱和或近饱和的滑带土因超孔隙水压力而发生液化作用,促进了坡体大变形的发生。试验结果很好地解释了公路坡脚部位,即使少量开挖就可以引起缓慢、持续发生的大变形现象。从滑坡复活机理角度,加强坡面排水和坡前采用抗滑桩技术可以有效控制坡体稳定性。

青藏高原东缘区域地壳稳定性评价

青藏高原东缘新构造运动复杂而强烈,地震与地质灾害多发,区域地壳稳定性评价工作意义重大。基于地质力学和大陆动力学相互补充的区域地壳稳定性评价理论,选择深部地球物理场、区域构造变形、地震活动、区域构造应力场作为内动力因素,地形地貌、降雨量、河流冲蚀组合计算所产生的地质灾害条件作为外动力因素,地层岩性和活动断裂影响带作为介质因素,进行了区域地壳稳定性评价。结果表明,采用地质要素梯度来反映内动力作用和通过地质环境要素综合分析表现外动力作用是提高评价准确性的有效手段;青藏高原东缘可分为8个构造特征差异显著的一级分区,75个综合因素差别较大的二级分区,653个外动力条件有一定差别的三级分区;总体而言,龙门山断裂、鲜水河断裂和安宁河断裂带构成的Y字型构造格架断裂带附近的地壳稳定性最差,西部次之,东部最好,北部区块较完整,南部复杂破碎。

基于经验模态分解和加权最小二乘支持向量机的采空区地面塌陷预测

根据采空区路面塌陷数据的特性,提出了基于经验模态分解(EMD)和加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)预测采空区地面塌陷的新方法,并将其应用于吉林省长平高速公路因刘房子煤矿开采而引起的塌陷预测中。对实测的塌陷数据首先利用三次样条插值得到平滑的信号曲线,然后用EMD对插值后的信号进行时空滤波降噪处理,得到反映塌陷趋势的剩余分量,最后将其馈入到WLS-SVM模型完成预测。预测给出了采空区塌陷的中长期预测结果,得到塌陷区的最终塌陷值为174.34 cm,预测结果与实际监测数据平均偏差约1.06%。对长平高速公路下伏采空区段的实测数据进行分析,并与最小二乘支持向量机(LS-SVM)和BP神经网络预测结果进行了对比。结果表明:基于EMD和WLS-SRM的采空区地面塌陷预测方法具有更高的预测精度和广泛的适用性。

活动断裂带工程地质研究

活动构造带工程地质问题是工程地质和岩土工程界长期关注的难点,主要涉及断裂剧烈活动(地震)产生的地表破裂、隧道震害、斜坡地质灾害、非震期活动断裂带隧道应力异常、碎裂岩带大变形,以及活动断裂长期演化过程中对地形地貌、斜坡岩体结构和局部地应力场的影响等。本文简要回顾了国内外活动断裂带工程地质研究从模糊到逐渐清晰的过程,重点梳理总结了地面工程避让活动断裂、隧道工程穿越活动断裂带的稳定性评价、活动断裂带斜坡地质灾害效应等方面的主要进展,结合作者以往研究认为:①不同类型活动断裂的影响带宽度或避让距离有所差异,逆断型地表破裂影响带宽度(D)与垂直位移(H)基本符合线性关系D=10H+16.0m,可据此确定避让距离,走滑型地表破裂的避让距离取15m为宜。②结合复杂艰险山区铁路选线和施工过程,给出了隧道工程穿越活动断裂带的合理角度,以及地震期和非地震期活动断裂带附近的隧道变形破坏特征。③从活动断裂带对地形地貌和岩体结构的影响、断裂剧烈活动(地震)诱发崩塌滑坡灾害、断裂蠕滑作用对斜坡应力场和稳定性的影响、断裂活动为地质灾害链提供大量物源等方面,揭示了活动断裂带地质灾害效应的主要表现形式。综合以上研究进展和存在的问题,提出了今后值得关注的主要研究方向,对于活动构造区工程地质研究和防灾减灾具有指导意义。

川西巴塘茶树山滑坡发育特征及形成机理

川西巴塘茶树山滑坡位于金沙江断裂带和巴塘断裂带的交汇处,区内地质构造复杂,新构造活动强烈,大型滑坡频发。茶树山滑坡为一古滑坡堆积体复活形成的滑坡。该滑坡自2001年7月首次出现滑动变形之后以蠕滑变形为主,不断的变形作用促使滑坡变形速度加快,滑坡体上出现了各种滑动形迹,于2006年1月7日发生大规模滑动。该滑坡目前仍处于不稳定状态,滑坡体变形破坏迹象较为明显,有进一步发生变形破坏的可能。在野外调查的基础上,对茶树山滑坡滑带土进行了大型直剪试验研究,获得了不同含水率条件下的滑带土抗剪强度变化规律,结果表明随含水率增大滑带土强度有明显减小的趋势。综合野外调查、物探钻探以及试验分析认为茶树山滑坡的形成机理为:受断裂构造作用,岩体结构面密集发育,岩体破碎程度高,岩土体力学性质差;上部透水层和下部隔水层的二元结构为滑坡体的富水提供了有利条件,强降雨作用使滑坡稳定性处于临界状态,渠水入渗和冻融作用直接诱发滑坡的发生。采用FLAC^(3D)对目前茶树山滑坡的稳定性进行模拟,结果表明,在强降雨条件下滑坡体出现明显的变形迹象,滑移面即将贯通,可能再次发生大的滑动。从滑坡形成机理角度考虑,加强排水、避免渠水再次入渗可以有效地控制坡体稳定性。

老松公路延吉段K64+300～K64+900边坡稳定性评价及治理措施

对老松公路10标边坡开挖后的稳定性分析表明,地表及地下水是影响其稳定性的重要因素,排水不畅使边坡体饱水处于欠安全状态,稳定性难以保证。针对该边坡体的特点,采用了支撑盲沟和排水盲沟联合作用并结合坡面防护的处治措施,疏干坡体内地表及地下水,增大抗滑力,达到了提高边坡稳定性,保护生态环境,美化公路的目的。

TSD地质超前预报系统在岩溶地区隧道的应用

介绍了TSD地质超前预报系统的基本原理及其在岩溶地区隧道的应用,通过对预报结果与实际情况的对比分析,说明了该系统对溶洞的预报具有准确、快速的优点,同时总结了溶洞预报应注意的问题。

“1·11”镇雄灾难性滑坡滑动机制--高孔隙度土流态化启动与滑动液化

针对2013年1月11日云南省镇雄县果珠乡高坡村发生山体滑坡的特点及滑坡发生过程中存在的疑问,基于灾后及时地质调查、滑坡测量、土体取样和物理力学试验,对滑坡的成灾环境和机制进行研究,结果表明:(1)在云贵高原北缘垂直气候和微地貌影响下,在所谓的旱季(1月)局地仍有较丰沛的降水;(2)历史成因和所在层位决定下三叠统飞仙关组(T1f)崩坡堆积物是一套易饱水的高孔隙度易滑土层;(3)滑源高孔隙度土饱和流态化启动和滑动液化是灾害突然发生和远程运动的力学机制;(4)结合附近煤矿小规模开采、煤层深埋和滑坡发生时无瓦斯爆炸、无塌方的事实,可以排除地下采矿诱发滑坡的猜测。镇雄滑坡的成灾地质条件和滑动机制在我国西南山区具有一定的代表性,在今后的减灾、防灾工作中需要关注。