重庆市山地地质灾害防治对策

从重庆市山地地质灾害影响因素入手,通过对重庆市山地地质灾害的历史及现状、主要类型及危害、生成环境和分布规律的分析,认为地形高差、岩土体地质类型是影响滑坡的主要因素,断裂是影响泥石流生成的主要因素,新构造运动类型和强度是控制重庆市泥石流、滑坡活动的本质因素。并提出相应的防治措施,对重庆市山地地质灾害的防治具有一定的指导意义。

重庆万盛区刀子岩危岩稳定性分析及防治

在裂隙切割和溶蚀作用下,万盛区刀子岩陡崖局部已演变成危岩,其破坏方式可分为滑移式、倾倒式和坠落式3种类型。对3种危岩体的稳定性进行了定性和定量分析。研究表明:天然条件下,危岩体多处于基本稳定-稳定状态;暴雨工况下,38%的危岩体处于基本稳定-稳定状态,62%处于欠稳定-不稳定,具有很大的潜在危险。提出了危岩防治方案——采用主动防治与被动防治相结合的方式,针对具体的危岩体选用衬砌、封闭、锚固、清除、地表排水及拦石等措施。

重庆市红层区浅机井洗井技术试验研究

重庆市红层找水民心工程有效缓解了缺水区约698.6万农村分散居民的饮用水困难。随着机井使用年限的增长,井底沉砂不断淤积导致井内出水量逐年减少,为解决该问题本文提出了沉砂筒-空压机联合洗井技术并进行了室内模型试验研究,得到了沉砂筒高度、沉砂筒质量以及空压机气阀开度与洗井效果相关性较强以及最优沉砂筒直径为110mm,最优空压机气阀开度为2/3和最优沉砂筒高度不小于80cm的有益结论。

重庆市铜锣山地区岩溶塌陷分布规律及成因分析

重庆市主城辖区内铜锣山地区可溶岩主要分布在铜锣峡背斜和南温泉背斜中心地带, 以三叠系下统嘉陵江组、中统雷口坡组碳酸盐岩为主, 岩溶发育的主要特征为顺层性、垂直分带性和不均匀性, 上覆土层为透水- 阻水型二元结构盖层.研究区内地面塌陷主要为自然状态下岩溶坍塌及人类工程建设活动引发的塌陷两种, 自然条件下塌陷为个别产生, 人为因素导致的塌陷则成群出现, 塌陷群的分布特征主要受可溶岩的分布、岩溶发育程度和塌陷诱发因素的控制.研究区岩溶塌陷分布主要集中于： （ 1） 槽谷中地势低洼地带; （ 2） 出露岩层为可溶碳酸盐岩且岩溶发育的地区; （ 3） 土层覆盖层厚度3-10 m 的地区; （ 4） 地下水位急剧下降地区.地面塌陷成因为/ 潜蚀软化- 渗透破坏- 负压吸蚀0 致塌.此外, 隧道开挖切穿含水层导致地下水位迅速下降是诱发地面塌陷的关键环节.

重庆市地下隧道地质环境影响因素分析

为了分析地下隧道地质环境影响因素,采用现场调查访问、室内统计分析的方法,对重庆市28条典型隧道工程地质环境进行了专项调查研究。研究结果表明:地下隧道地质环境受水文地质条件、岩性、工程防水措施、施工方法、地质构造、隧道埋深等多种因素的影响,其中,水文地质条件是控制因素,其它因素是主要影响因素。同时,提出了地下工程地质环境保护建议,为重庆市政府规范地下工程地质环境保护技术提供参考。

层状岩体的Cosserat介质均匀化

将层状岩体视为由Cosserat介质组成的复合体,对其进行均匀化等效,在MATLAB平台上进行有限元编程,得到新等效本构关系。不仅能反映层状岩体的弯曲特性,而且可以对节理岩体的力学性能进行宏观和细观描述。通过对洞室算例进行显式节理模型、横观各向同性模型以及均匀化Cosserat等效模型三种方法的数值计算比较,证明理论分析与计算方法可行有效。

重庆市地下工程水环境问题调查分析

针对目前重庆市日益增多的地下工程水环境问题,通过对重庆市28条典型隧道工程水文地质环境调查,分析了重庆市地下工程水环境问题特征及分布规律,提出了水环境问题的防治建议,从而为重庆市政府规范地下工程水环境保护技术提供参考。

岩溶区诱发性土洞塌陷的水膜效应作用机理研究

岩溶区土洞塌陷是典型的诱发性地质灾害,其致灾过程具有强隐蔽性、难预测性、过程复杂性、群发性的特点。为研究其致塌作用过程与机理,以重庆典型岩溶区的诱发性土洞塌陷为研究对象,自制试验装置,现场采集盖层土样,开展地下工程诱发土洞塌陷物理模拟试验,采集了负压与盖层土体微应变信息,揭示了水膜效应在土洞塌陷过程中的作用机理。结果表明:在水位下降与降雨条件下,覆盖层土体在土洞正上方变形最大,并向边缘逐渐减小,且土体变形与土洞空腔内的负压值正相关,与厚度负相关。水膜效应是由水-土-气耦合作用导致,其加剧了土洞塌陷的风险,是岩溶区土洞成群成片致塌的内因,为该地区土洞塌陷的监测预警和治理对策提供了理论支撑。

条形孤立单薄山体演化机制

条形孤立山体、单薄山脊地质环境较为脆弱,极易形成高陡临空的陡崖带,进而形成危岩单体。现行的规范、专著中对危岩体的勘查及评价方法较多,但对条形孤立单薄山体及陡崖带的勘查及稳定性评价方法较少。以重庆市万盛经济开发区刀子岩为地质原型,对其赋存的地质环境条件、坡体结构特征、溶蚀发育特征及陡崖带下方堆积状况进行分析的基础上,采用以今推古的地质分析方法,得出该类山体的历史演化机制、岩体变形的地质力学模式,再现了该类山体在历史时期内的地质活动过程;最后提出刀子岩陡崖带勘查建议。对刀子岩陡崖带下方规划区的安全具有重要的工程指导意义,同时为同类山体的分析及评价提供一定的参考。

重庆江合煤矿国家矿山公园矿业遗迹特征及建园意义探析

针对重庆市江合煤矿的资源枯竭及环境问题,实现矿业城市的经济模式转型和恢复原生态环境显得非常重要。在综合分析重庆江合煤矿国家矿山公园遗迹特征的基础上,结合国家级矿山公园的评选要求,全面深入地探讨了重庆江合煤矿国家矿山公园的建设意义,可为以后同类型矿山公园的建设提供宝贵参考。

地下工程建设诱发地质环境负效应评价方法研究

针对地下工程建设对地质环境的影响,文章以层次分析法为评价方法,通过根据地下工程对地质环境的影响特征,构建相应的评价指标与指标权重,并以玉峰山隧道为例,分析了隧道穿越构造轴线时造成的地质环境负效应的程度及其分布特征,研究成果可为相关地下工程建设对地质环境的影响评价提供借鉴。

川中地区震旦系灯影组优质储层的形成条件研究

为了弄清川中地区震旦系灯影组优质储层的形成条件,为该区油气的后期勘探和开发布署提供理论支持。以岩心观察、铸体薄片观察、地球化学测试资料、钻井资料和测井资料等生产测试资料为基础,对优质储层的形成条件进行综合分析,发现储集空间是由次生的孔、洞和缝组成,其中,沿藻纹层分布的溶孔、溶洞和溶缝是优质储层。研究表明优质储层是在沉积、成岩和构造共同作用下形成的,藻坪微相是基础,桐湾构造运动提供了必要的有利条件,表生岩溶作用是储层形成的关键。

强震区桥台地基沉陷失效破坏机理研究

针对汶川地震中大量桥台地基出现沉陷失效现象,对地震作用下桥台地基沉陷进行了理论研究。基于Prandtl破坏面理论和Coulomb楔体平衡条件,并考虑地震力和接触面剪切摩擦的影响,采用Mononobe-Okabe地震公式,得出地震作用下地基承载力计算公式,据此对地震下地基强度降低现象进行安全评定。

地下工程施工爆破围岩损伤分区研究

基于围岩开挖爆破主频率衰减过程定义损伤变量,得到围岩爆破损伤量随爆心距变化的函数关系式;通过围岩爆破损伤量与爆心距函数关系曲线变化规律以及围岩破坏特征总结得出围岩损伤破坏的5个区,分别为:围岩粉碎区、碎裂区、破裂区、后续损伤区(扰动区)和原岩区,并得出对应的分界损伤变量、爆心距以及围岩损伤范围。以龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖工程为例,计算结果表明:龙滩水电站右岸导流洞爆破开挖引起的岩体损伤量是爆心距的递减函数,损伤范围依次为0.5 m、0.59 m、3.16 m、8.25 m,损伤范围依次增大,增长率先增大后减小,如粉碎区到碎裂区增长率为15.3%,碎裂区到破裂区为81.3%,破裂区到后续损伤区为61.7%。围岩损伤在破裂区变化最快,此范围内爆破应力波能量衰减急剧,粉碎区、碎裂区、后续损伤区以及原岩区损伤变量随爆心距缓慢递减。实例表明,此损伤分区计算方法具有可靠性。研究成果对于有效评估地下工程施工围岩损伤特性及分析隧洞开挖优化设计具有积极意义。

地下工程爆破对危岩稳定性的影响

根据爆破峰值速度衰减规律及危岩体主控结构面的假定,通过欧拉方程确定作用于危岩体峰值爆破荷载,并对峰值荷载进行修正得到时程爆破惯性力,建立了3类危岩体动力物理模型及计算模型,结合极限平衡方法得到3类危岩体动力稳定系数计算方法,选取最小的稳定性系数作为整个危岩体的动力稳定性系数,最终给出了3类危岩动力稳定性评价方法。以重庆市万州区太白危岩体为例,选取5个代表性危岩体进行动力稳定性计算,结果表明,3类危岩体动力稳定系数计算方法能较好地评价和反映危岩体的动力性态。

重庆丰盛场区域山体变形对隧道开挖响应特性研究

采矿时隧道开挖会对地下环境造成危害,同时其引起过大的地表沉降也会对地表造成危害。本文以重庆永荣矿业有限公司丰盛一矿开采工程为背景,运用有限元数值模拟软件MIDAS/GTS建立隧道断面开挖的数值模型,计算隧道开挖引起的地表沉降量。结果表明,随着埋深的增大,围岩破坏程度渐进扩大趋势,同时地表沉降量先减小后增大。在岩性较差的地层进行隧道的开挖,容易引起周围岩体的扰动,在强度相差较大的地层交界处其影响达到最大,进而出现大的变形或破坏;但如果交界的两个地层岩性相同或相近,则影响较小。

隧道施工爆破对地表滑坡稳定性的影响

基于爆炸地震波衰减过程将作用在滑体上的动荷载修正为随时间变化的波动应力,并将其引入传递系数法中,提出了考虑施工爆破荷载影响的滑坡传递系数法.利用该方法分析了宝鸡-天水高速渭河2号大桥17号桥台码头隧道洞口滑坡稳定性在隧道爆破施工中的变化特性.结果表明:隧道爆破施工产生的振动荷载使地表滑坡的稳定系数围绕天然条件下的稳定系数呈现衰减型波动变化;隧道爆破施工荷载作用下地表滑坡稳定系数衰减到天然工况量值所需时间及稳定系数变化值与所使用的爆破药量有关,药量越大,衰减时间越长,滑坡稳定系数变化值越大;码头滑坡在隧道施工爆破药量超过1000 kg后,滑坡稳定系数最小值降低到1.15以下,滑坡体在隧道爆破施工期间易于失稳,据此提出了隧道单炮施工药量取750kg的优化方案,实践证明该药量对该滑坡的稳定性未造成劣化影响.研究成果为有效评估隧道施工爆破对地表地质环境尤其是滑坡安全性具有积极意义.

爆破冲击作用下岩体损伤范围研究

针对地下工程岩体压碎和塑性变化两种损伤形式,本文以莫尔-库伦准则为岩体在爆破荷载作用下的破坏条件,提出了冲击波作用下岩体压碎圈范围的计算式,运用Von Mises屈服条件,计算了应力波作用下岩体塑性区范围。以KUBELA420炸药为例,估算了重庆主城区常见砂岩在爆破过程中形成的压碎圈范围不超过1.7倍装药半径,应力波作用下岩体塑性区范围不超过25.06倍装药半径,其与数值模拟预测的结果较接近。

条形孤立单薄陡崖带变形机制与失稳判据

条形孤立单薄陡崖带、濒危高陡边坡地质环境较为脆弱,陡崖带变形破坏机理较为复杂,其稳定性状况也难以把握。现行的规范、专著中对危岩的勘查及评价方法较多,但对条形孤立单薄陡崖带的勘查及稳定性评价方法较少。本文以重庆市万盛经开区刀子岩为地质原型,在对其赋存的地质环境条件、陡崖带的基本特征、历史演化机制分析的基础上,采用地质原型调查、山地工程、工程物探、三维激光扫描、钻探及孔内成像等手段对该陡崖带进行详细勘查。勘查结果表明:该陡崖带变形破裂存在明显的分区分段特征,且各区的失稳机制存在较大的差异性。笔者在对该陡崖带变形机制分析的基础上,对该陡崖带分别采用了悬板梁模型及悬臂式叠合梁概化模型进行稳定性分析,并提出该陡崖带的失稳判据。最后,提出对该陡崖带治理措施建议。对刀子岩陡崖带下方规划区的安全具有重要的工程指导意义,同时为同类陡崖带失稳机制分析及稳定性评价提供一定的参考。

隧道真三维数值模拟

很多学者采用数值模拟的方法分析隧道开挖问题,但往往是用平面模型或者未考虑山体地貌的假三维模型,这往往不符合隧道开挖的实际情况,造成了分析结果与隧道的真实情况有很大的误差。文章根据山体地貌特征,建立了考虑山体地貌的真三维地质模型,并在此基础上进行了开挖分析,得出了更准确的结果。