与地下石油储备库有关工程地质问题研究现状和对策

我国将要兴建实施较大规模战略石油储备地下库面临一系列工程地质问题和挑战。为更好地服务于库址选择和规划,为工程设计和施工提供地质依据,本文在总结归纳已有工程实例和分类基础上,结合作者已经完成的两个石油战略储备基地选址评价,提出和分析了与地下油库有关工程地质问题及相应对策。

勘察阶段洞室围岩质量预测的问题探讨

因围岩质量评价对地下洞室的设计、施工具有重要作用,因此勘察规范对洞室围岩质量评价具有明确的规定。围岩质量评价方法很多,但在勘察阶段,围岩质量的评价结果与实际情况有很多差别。造成这种问题的主要原因是岩体质量评价需要准确而丰富的工程地质数据,而在勘察阶段,洞室围岩的直接数据有限,多为间接数据(物探数据)和推测数据(以地表工程地质测绘数据和钻孔数据为基础进行推测)。根据勘察阶段所获得的工程地质数据,以钻孔中岩心质量与测井数据之间的关系为基础,建立岩体质量与地球物理参数之间的关系,多种地球物理参数对比,可以比较准确地预测目标围岩质量。通过某花岗岩体中钻孔随深度变化的BQ值曲线、RQD曲线、测井曲线和电磁法物探剖面的对比,发现岩体质量与物探数据很难一一对应,但其大致趋势一致。

帕隆藏布流域堆积体边坡的工程地质特征及稳定性评价

位于藏东南的帕隆藏布流域,处在东喜马拉雅构造结的北缘,是新构造强烈隆升区,断层、褶皱等地质构造发育。在青藏高原隆升及气候变化等内外动力作用下,研究区内堆积体分布广泛,具有独特的工程地质特征并成为该区内地质灾害的主要物源。由于河流的下切及川藏公路的修建,形成了许多高陡的堆积体边坡,以冰碛边坡最为典型。由于其特殊的物源特征及形成过程,冰碛物具有粒度分布范围广、粗粒含量多等与其他沉积物不同的粒度特征。冰碛物粒度分布范围广的特征,导致随着研究尺度的不同,其结构特征也不相同,具有明显的尺度效应。冰碛土的力学强度一般强于其他堆积体,但受不同粒径颗粒的含量及分布、形成时代的影响,其力学特征也有所差异。作者对川藏公路沿线部分典型的剖面进行了量测,所量测的剖面虽然只是整个斜坡的一部分,与经验数据相比,仍表现出高陡的特征,而且很多边坡在既高且陡的形态下仍能保持稳定。本文以极限平衡理论为基础,采用多种方法对这类边坡的稳定性进行计算分析,求出边坡的安全系数。考虑各种地震烈度下边坡的稳定性,得出这些边坡的安全系数与地震加速度具有严格的指数相关关系。

川藏公路帕隆藏布段沿线第四纪堆积体的成因及其分布规律

川藏公路帕隆藏布段位于雅鲁藏布江的一级支流帕隆藏布流域,沿帕隆藏布及其支流修建,穿越了多种成因类型的堆积体。通过对该地区的调查,对这些堆积体的成因类型及分布规律进行分析。第四纪以来,青藏高原发育的多次冰川活动,使帕隆藏布流域保留了第四纪古冰川作用遗留下来的古冰碛。在帕隆藏布主河谷及其支流河谷中广泛分布着河流搬运沉积的堆积,在宽谷地段尤为明显。由于帕隆藏布流域地质灾害发育,形成了数量众多、规模巨大的地质灾害二次堆积体,包括泥石流堆积体、崩塌滑坡堆积体、雪崩堆积体以及碎屑流堆积体。

藏东南波密地区岩石风化速率及其影响因素分析

西藏东南部川藏公路波密路段分布着大量的地质灾害,其主要物源为松散堆积物,而风化作用对松散物质的形成起着重要的作用。通过对现场岩石及采于外地的岩石样品的连续观测,得出该地区岩石的风化速率的剥蚀(产屑)速率;与其他地区岩石的风化速率对比发现,该地区岩石的风化速率异常高。影响该地区岩石风化速率的因素主要为青藏高原隆升和温度的差异变化,其中由于温度的差异变化而导致冻融作用在该地区岩石风化中起着主要作用。

基于综合物探技术的大型堆积体滑坡勘察

位于川藏公路上的102滑坡为一大型堆积体滑坡,山高坡陡,常规的勘探技术很难实施。根据滑坡的地形、地质特征,同时选用直流对称四极电测深法、联合剖面法、浅层地震折射波等物探方法对滑坡的工程地质条件进行了探测。多种物探结果进行相互验证,得到了较准确的地质解释。说明地球物理综合勘探技术对堆积体滑坡的工程地质调查具有良好的效果。

隧道工程勘察阶段涌水预测的问题探讨

隧道涌水量预测对隧道的设计和施工至关重要,相关勘察规范要求在一定阶段预测隧道涌水量。目前有多种方法用于预测隧道涌水量,但每种方法都有其适用范围。通过对这些方法进行分析,结合对实际隧道工程涌水量的预测,对于裂隙岩体中的隧道,要准确预测隧道涌水量,需要解决两个问题:地下水位和渗透系数。以钻孔水位为基础,利用物探技术,建立等效的虚拟基岩裂隙水连续水位线。渗透系数一般由钻孔水文地质试验测得,在涌水预测时,应根据优势结构面产状进行修正。

川藏公路然乌—鲁朗段冰碛高边坡稳定性分析

在帕隆藏布北岸的川藏公路上,有许多冰碛高陡切坡。这些冰碛切坡具有独特的结构力学特征,其几何形态(高度与坡度的组合值)不同于一般经验值的范围。根据其物理力学性质,采用圆弧法对边坡进行稳定性分析,取得了与实际相符的结果。

花岗岩体钻孔中结构面的分布规律——以深圳大亚湾花岗岩体为例

结构面对工程岩体的强度及其稳定性起着关键作用。在工程选址时常会首先考虑花岗岩作为其地基或围岩,而钻孔揭露的是目标深度岩体最直接的数据。以广东深圳的大亚湾花岗岩体为例,结合地质背景,研究钻孔方向上结构面的分布规律。钻孔方向上花岗岩结构面主要为构造结构面和表生结构面。首先,对比沿钻孔方向花岗岩体中结构面与地表结构面的倾向与倾角,在同一场址区,受到同一构造作用影响,钻孔中与地表节理的产状分布类似。其次,研究沿钻孔方向结构面的间距(直接影响岩体的RQD值),通过间距分组和回归分析,发现结构面间距与其频数具有明显的幂函数关系,且该关系式与RQD值相关。

坐标投影作图法在川藏线宿瓦卡岩质边坡稳定性分析中的应用

边坡稳定性问题是川藏线工程建设面临的重要问题。野外调查发现基岩边坡失稳一般表现为块体塌落或滑动。基于岩体结构控制理论,作者以川藏线西藏境内宿瓦卡附近的人工高边坡为例,进行了块体边坡稳定性分析。对比现有理论方法的优缺点,采用坐标投影作图法及其计算机化程序CPH。坐标投影作图法是一种以正投影为基础,以分析岩体结构面的几何关系及由其切割出来的块体的稳定性为目的的图解方法。根据现场量测取得的数据,采用CPH程序确定了块体边坡的结构面方程,从而求出各结构面产状。在此基础上建立水平切面图,并求得各块体顶点坐标,计算出块体的表面积及体积。根据极限平衡理论,运用CPH程序进行块体稳定性分析,并求出块体的稳定性系数。通过分析可知,坐标投影作图法及其计算机化的CPH程序在块体边坡稳定性分析中有着很好的应用效果。

地下水封油库场区膨胀性蚀变岩的工程地质分析

地下水封油库作为国家的石油战略储备库,对库址区水文地质工程地质条件要求较高。然而,在实际的场区中,总是存在着各种不良地质体,直接影响着库址区的水文地质工程地质条件。本文以锦州地下水封油库为例,对地下水封油库场区膨胀性蚀变岩进行工程地质分析。场区的蚀变岩属中基性岩脉侵入的热液蚀变型,具有弱膨胀性。通过崩解试验,发现该蚀变岩具有一定的崩解性。通过岩矿薄片鉴定和X射线衍射分析,发现黏土矿物为蒙脱石。根据膨胀性蚀变岩的性质,地下油库在膨胀性蚀变岩段施工时应采取相应的治理措施。

金属矿山开采地表岩移的灰色预测模型

金属矿山地表岩移受许多因素综合影响,从而导致开采过程中引起的岩移变化表现出复杂性和非线性特征。灰色系统的GM(1,1)模型是一种预测模型,包括数列预测、灾变预测、拓扑预测。矿区地表岩移的实测数据是时间序列数据,通过检验和残差修正,可得到符合该时间序列数据的GM(1,1)预测模型。以某金属矿区最大沉降GPS监测点为例,计算模型参数,建立相应的灰色微分方程模型,并对该模型的计算结果进行检验,对比实测值与模型计算值,发现该模型误差小、精度高,可用其对该地区未来地表岩移的发展变化进行预测。

岩芯回弹测试方法

为利用回弹仪快速确定岩芯强度,根据回弹仪的原理和岩芯的特征,对岩芯回弹测试方法进行研究。在选择回弹仪型号时,轻型为宜,0.735 J的最佳;为保证回弹仪垂直冲击岩芯表面,且在冲击过程中岩芯不发生回弹,应使用辅助装置,包括钢基座和导向管;测点均匀布置在某一横断面的圆周上,间隔90°,每个测点锤击1次,记录回弹值。由于岩芯回弹测试垂直向下锤击,应对回弹值进行修正,然后再取4个测点回弹修正值的平均值作为岩芯在这一断面处的回弹值。通过回弹试验发现,利用这种方法获取岩芯的回弹值,效果较好。

土壤盐渍化信息提取方法综述

土壤盐渍化影响农业的生产发展,不但造成了区域生态环境恶化、农作物产量下降,而且对生态环境和生物圈构成了严重的威胁。因此,精确提取土壤盐渍化信息,掌握其盐渍化状况,对于治理盐渍土、防止土壤次生盐渍化具有重要意义。在查阅大量国内外土壤盐渍化信息提取方法相关文献的基础上,详细阐述了土壤盐渍化信息提取的主要方法:现场观测与样品分析、电导率原位测试、遥感信息技术以及联合提取。通过对比分析各种方法发现:单一的提取方法虽然有各自的优点,但较难达到高效率、高精度、低投入的效果;联合提取方法则能克服单一方法的局限性,具有更好的应用前景。探索更为高效、经济、精确的联合提取方法是未来盐渍化信息提取研究的重要发展方向。

解析法预测隧道可能最大涌水量的对比研究

隧道涌水量预测对隧道的设计和施工至关重要,为此,国内外学者进行了研究并提出了多个计算公式.这些公式都是以地下水动力学理论为基础,具有相同的基本假定.对这些公式进行对比分析,发现可以用同一个表达式表示.当隧道半径远远小于其上水的厚度时,这些公式所计算的结果相近.通过和经验公式对比,二者的计算结果具有很好的线性关系.

弯曲结构面几何条件的图解方法及其应用

分析岩体和山体稳定性的主问题也就是确定结构面及临空面之间的相对位置关系及组合方式。坐标投影作图法是一种以正投影为基础,以分析岩石工程中结构面的几何关系及由其切割出来的块体的稳定性为目的的图解方法。对于弯曲结构面,采用"以直代曲"的原理,将其简化为有限个小平面的集合体进行分析。以蛇蟠岛国际旅游度假村清风洞室群1号洞为例,采用坐标投影作图法对弯曲结构面进行分析,来解决弯曲结构面几何条件的描述和确定问题。

基于学科属性的工程地质课程教学思考

工程地质学是在研究人类工程活动与地质环境的相互关联和相互制约的过程中产生的,其学科属性既具有地质特点,也具有工程特点。这种独特的学科属性,决定了在教学过程中,这两种特点都要兼备。在理论教学上,优化教学内容,加强基础地质;利用现代科技手段,改进教学方式方法。在实践教学上,室内实验要丰富充实,野外实习要强化;基础地质的实践要加强,工程地质方面的实践要充实。

TBM施工遇险工程地质问题分析和失误的反思

当遇到不良工程地质条件,隧道工程施工选择全断面隧道掘进机(TBM)且对其选型和配置上未做充分考虑时,则往往出现各种工程地质问题。这些问题表明该施工技术对复杂地质条件适应性较差的先天不足。印度克什米尔、中国云南和台湾省3个TBM遇险并被常规钻爆法所取代的实例说明,过分依赖TBM而对后果估计不足往往造成决策性失误。此种情况下TBM的缺点充分暴露,其相对于钻爆法施工速度快的优势大大抵消,结果延误工期1～8a。在现代构造作用活跃、岩体破碎且地下水较丰富的复杂工程地质条件区选择掘进方式时,面临的最大问题是地质条件的不确定性和不可预知性。单靠现有技术改进和工程经验已不能很好地解决问题,需对此进行详细的风险分析并在设计中制定应对这种风险的工程措施。想得到1台适用于多种复杂地质条件的混合型多功能掘进机几乎不可能。是否选用TBM需经多学科专家论证,以便科学决策。

松宗古湖——藏东南帕隆藏布江末次盛冰期发育的一个冰川堰塞湖

青藏高原东南部帕隆藏布江松宗地区晚更新世期间发生了一次可以识别的支谷冰川阻江形成冰川堰塞湖———松宗古湖的事件。松宗滑坡处的湖相沉积剖面厚度≥88m,其中厚达18.33m并具湖相沉积代表性的连续粉质粘土层底部和顶部的光释光年龄分别为22.5±3.3kaB.P.和16.1±1.7kaB.P.,属末次盛冰期。松宗滑坡处河谷两侧冰碛台地与湖相沉积的接触关系和空间特征指示该湖相沉积与末次盛冰期董曲支谷冰川阻塞帕隆藏布江有关。湖相地层的剖面沉积特征揭示出这个冰川堰塞湖可能贯穿于整个末次盛冰期,但整个帕隆藏布并没有形成统一的山谷冰川。

花岗岩风化壳分带与岩体基本质量分级关系探讨

风化壳分带和岩体质量分级对浅埋隧道设计和施工很重要,需对这两套系统定性和定量指标做平行判别。中国东部花岗岩分布区,强风化带(IV)和全风化带(V)、岩体质量III和IV级界限划分上常存在较大分歧。据此,对此问题开展探讨,并通过大亚湾隧道工程实例予以说明。研究表明,浅埋条件下风化壳分带同岩体质量级别空间上有交叉现象,前者是宏观的,后者是细观的,前者控制后者;风化带IV,V和III,IV级岩体涉及到岩土过渡、岩体节理密度、裂隙水和孔隙水等多个指标和因素的复杂变化;岩体质量级别比风化壳带号大致高1.5。