山东省济宁市主城区岩土工程勘察标准地层划分

济宁市主城区在工程建设活动中积累了大量岩土工程勘察数据,因缺乏统一的岩土工程勘察地层标准,限制了这些宝贵的数据资源整合与共享。文章通过对“济宁市城市地质调查”项目施工的382个工程地质钻孔数据及“济宁市环城高架”等212个建设项目的岩土工程勘察数据进行系统的分析研究,开展了60 m以浅地层的系统梳理和划分工作。根据沉积时代、成因类型与沉积环境、物质成分与结构特征和物理力学指标,60 m以浅地层可划分为10个工程地质层组。依据地层年代、成因类型、岩性、颜色、物理力学性质等地质特征,进一步划分为24个岩土工程勘察标准地层主层,44个亚层。为了便于推广使用,圈定了分布广泛、便于识别的3个标志层:⑦层黏土、⑭层黏土和⑱层黏土。

山区采动地表异常形变识别与损害原因

现有开采损害鉴定的研究成果主要针对平原区域,缺少对高强度开采条件下山区地表建(构)筑物损坏的研究。以山西省冶头村建筑的异常损害为例,首先基于短基线集差分干涉测量技术(small baselines subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR),利用20景Sentinel-1A雷达影像,反演了目标区2016-11-14至2017-07-12期间地表形变的空间分布形态和时间演变过程。然后,结合现场调查的房屋损坏特征及地表裂缝数据,从开采沉陷理论和坡体稳定性分析两个角度进行开采损害鉴定的研究工作。研究表明:SBAS技术能够实现对采动地表异常形变的有效识别和提取,可为异常损害规律研究和原因揭示提供数据支撑;开采引起边坡稳定性降低,导致坡体蠕变滑移是地表建筑异常损害的原因。相关结论对于沉陷控制理论的发展完善,对开展山区井工开采房屋损害鉴定工作具有借鉴意义。

基于SBAS技术的煤矿采空区探查与稳定性评价

煤炭资源的长期开采,导致地下大面积采空区的存在。城市建设快速发展使得土地资源日益紧张,煤矿沉陷区土地成为可持续发展的重要资源。进行高精度和大面积的采煤沉陷地探查与采空区稳定性评价工作,有利于缓解地下采空与地面建设间日益尖锐的矛盾,对城市的可持续发展具有重要的现实意义。InSAR技术能够通过历史影像实现大覆盖面积、毫米级精度的地表形变反演,具有常规测量手段无法比拟的优势。为深入探究该技术在煤炭资源采空区调查和稳定性评价工作中的可用性,以济宁城市规划区为例,采用2018-09-12—2019-03-11的14景Sentinel-1影像,利用短基线集技术(SBAS)反演了研究区域的形变时间序列,成功探明了采煤塌陷地的空间分布,并结合相应时间段内的地表实测数据进行了解译精度的评价。对解译结果综合和研究分析发现:(1)探测到济宁城市规划区10余处采煤塌陷地,监测成果与水准实测数据间的最大中误差为5.8 mm;研究区内大部分范围内地表形变速率低于10 mm/a,表明相应位置的老采空区已基本趋于稳定。(2)所提取老采空区地面点的变形曲线符合开采沉陷的基本规律;形变解译结果能够显著区分不同开采条件下地表残余变形的特征。(3)研究成果能够查明目标区采煤沉陷地的空间分布位置,指导矿山地质环境调查工作高效、有针对性地开展;可以为老采空区稳定性的初步评价提供基础数据。

兖西水源地水资源开采潜力评价

兖西水源地是济宁市、兖州市的重要供水源,为岩溶水系统,具有较强的恢复能力和良好的调蓄功能。水资源主要为松散岩类孔隙含水岩组和碳酸盐岩类裂隙岩溶水。目前区内实际开采量为10.66×104m3/d,采用水量均衡法估计最大可开采量为20.22×104m3/d。通过地表灌溉等增源措施,优质水开采能力可以达到23.08×104m3/d,对于提高济宁市在特枯年或连续干旱年及污染事件突发时的供水能力和饮用水安全保证程度具有重要意义。

济宁中心城区建设用地规划与煤炭资源压覆可持续发展研究

文章介绍了济宁中心城区规划、中心城区规划压覆煤炭资源储量和压覆土地面积的基本情况,对土地和压覆煤炭资源的开发利用进行了对比分析,阐述了中心城区规划与煤炭资源压覆矛盾的影响,提出了相应的对策和建议。

浅析山东省丘陵山区地方病与地质环境的关系

地方病在山东省流行较为严重,尤其丘陵山区。在分析山东省丘陵山区地方病病区分布及发病情况的基础上,重点分析了地方病与地质环境的关系,以期为该区域地方病的防治提供科学参考。

泗河冲洪积扇松散岩土体地温场自恢复能力研究

泗河冲洪积扇区域分布厚层松散岩土体,浅层地温能开发利用潜力巨大,查明地温场的温度自恢复能力并分析其影响因素,对地源热泵工程换热器的设计具有重要参考价值。笔者开展了多组现场热响应试验,并采用高精度测温线缆,长期监测地埋管换热器周边不同岩性、不同深度岩土体温度变化情况,以查明其变化规律。研究表明:在同种工况下,砂性土的温度恢复能力要远强于粘性土,地温的恢复主要发生在负荷停止的初期。研究区粘性土温度自恢复能力差,岩土体热物性参数、地下水径流条件、埋管循环水温度、气温及变温带深度是影响地温场恢复能力的因素。

济宁城市规划区开采沉陷概率积分法参数综合研究

济宁城市规划区与区内20多个煤矿采区有重叠区域,为掌握济宁城市规划区的开采沉陷规律,为济宁城市规划提供依据,在收集整理城市规划区内岱庄矿的观测站资料和13个煤矿的20条观测线资料基础上,综合分析了各矿井概率积分法参数与采深、采高、表土层厚度及充分采动程度的相关性。研究结果表明:研究区域的下沉系数与采动程度、开采深度具有强相关性,即下沉系数随采动程度增大呈现出增大趋势,而随采深增大呈现出减小趋势,且各因子在下沉系数影响程度上表现为表土层厚度>开采深度>开采高度;水平移动系数与表土层厚度、采深、采高和采动程度无明显强相关性。经统计处理得:与表土层厚度在局部上存在二次函数关系;主要影响角正切与表土层厚度在局部上存在线性相关性,并受到开采深度的约束,随采深增大呈现增大趋势,且在局部上与采高存在"波浪"式函数关系;开采影响传播角在本区域比较稳定,处于86.4°~90.0°。

大定源回线装置瞬变电磁法在浅层煤矿采空区勘查中的应用

煤矿采空区土地已成为可持续发展的重要资源,浅层煤矿采空区探测在城市规划中显得日益重要。本文采用大定源回线装置瞬变电磁法对浅层煤矿采空区进行勘查,结合具体工程案例选用合理的施工参数,对野外采集数据进行视电阻率计算并绘制成图,利用视电阻率等值线扰动异常圈定采空区位置,指导钻孔布设,解译成果与地质资料及钻孔揭露地层基本吻合。实践证明,大定源回线装置瞬变电磁法在浅层煤矿采空区探测中具有明显效果,在其他浅层采空区勘查中有着广泛的应用前景。

煤矿与地下水混合开采引发地面沉降演化机理

为揭示煤矿及地下水混合开采条件下地面沉降发展演化机理,基于多孔介质流-固耦合和固体力学理论提出了适用于煤矿及地下水混合开采的多物理场耦合计算理论和分析方法,建立混采区地面沉降机理分析模型,揭示了混采区地面沉降时空分布特征及其演化过程、耦合效应及应力分布等作用机理。结果表明:地下水开采导致的地层变形相比煤矿开采范围更加广泛,过程更加缓慢;地下水开采过程会对下方相邻煤岩层等地层形成“泄压效应”,使得下方地层发生不同程度的膨胀变形;煤矿开采及地下水开采均显著改变地层的应力分布状态,通常在煤矿巷道两帮处发生应力集中和塑性变形。研究结果可为煤矿及地下水混合开采区的沉降防控和建设规划提供理论依据和参考。

基于极限残余变形的济宁城市规划区老采空区建设利用适宜性评估

针对济宁城市工作面采空区残余变形问题,分别确定了长壁采空区、条带采空区和充填采空区的极限残余变形计算方法。在残余变形基础上,引入各煤矿潜水位因子,综合评述研究区域的建设利用适宜性,为城市建设规划提供了可靠的技术依据。