川西北某泥石流沟发育特征及易发性评价

川西北某泥石流沟位于汶川“5.12”8级地震中心影响区域岷江河谷,该区域地质构造复杂,新构造运动强烈,强震频发,加之受岷江河谷深切,地形陡峻,出露地层以软质岩为主,沟道及两侧物源十分丰富,强降雨条件下易引发泥石流灾害。通过收集区域地质资料、遥感解译、现场地质勘察和力学计算等方法相结合,从地形、物源和水动力条件等方面,研究了该区域某泥石流沟的发育特征并开展易发性评价,提出了相应的工程防治对策。研究结果表明:(1)川西北某泥石流沟为暴雨崩滑沟谷型泥石流,泥石流沟流域面积20.8 km^(2),固体物质总储量约258.9×10^(4) m^(3),可能的动储量约64.5×10^(4) m^(3);(2)100年一遇的泥石流重度为1.74 t/m^(3),平均流速为5.12 m/s,最大峰值流量为535.4 m^(3)/s,泥石流最大冲起高度为1.34 m,预测100年一遇的泥石流淤积厚度为4.8 m,具有中度易发性风险;(3)针对工程区的泥石流发育特征及易发性程度,建议以桥梁工程形式并留足净空通过泥石流沟,提出了泥石流防治对策与建议。研究成果对川西北山区铁路勘察设计和施工建设具有一定借鉴价值。

川西北某拟建高速公路隧道口高位危岩特征及危险性评价

某拟建高速公路隧道口位于川西北岷江河谷地带,区内地形地貌复杂、新构造运动强烈,高位危岩极其发育,严重威胁拟建公路隧道口。本文基于无人机倾斜摄影及现场调查,采用Rockfall Analyst软件模拟落石三维运动特征。结果表明:(1)危岩区坡度较陡,岩性以砂质千枚岩为主,岩体破碎、节理裂隙发育,稳定性较差,变形破坏模式以滑移式、坠落式为主;(2)落石运动过程以自由飞落、碰撞弹跳以及贴坡运动为主,最大速率33 m/s,最大弹跳高度14.5 m,最大能量约3 100 kJ,在运动过程有大部分会落至隧道洞口上方,危险性高-极高;(3)建议清除隧道洞口上方孤石、危岩,设置锚索(杆)框格梁进行处治,隧道进口接长明洞,同时加强监测。本研究成果对川西北地区公路、铁路工程地质选线、勘察设计及防灾减灾具有一定指导和借鉴意义。

隧道涌水量预测方法及其分析

涌水灾害是隧道建设中倍受关注的问题之一,涌水量预测关系到隧道方案的工程设计、施工条件、工程造价、养护条件和运营安全。当前隧道涌水量预测的方法模型主要有确定性数学模型和随机性数学模型两大类,文中对这两类方法进行了归纳总结,并分析了各方法在实际工程中的适用范围。

川西北某在建铁路隧道瓦斯涌出分析研究

文章通过分析柿子园隧道1横工区地层岩性、地质构造等地质条件,观测隧道瓦斯涌出特点,判定隧道瓦斯溢出为构造导气富气型,严格受构造及岩性控制,预测前方高瓦斯段落分布在断层带灰岩段,提出可先掘进30 m,预留6 m岩盘再进行下一步探测的针对性工程措施,并对类似地区的工程勘察、施工提出建议。

成兰铁路主要地质灾害与地质选线

研究目的:成兰铁路位于印度板块与欧亚板块相互碰撞缝合带附近,"5.12"汶川8.0级强震导致地质灾害频发,地形地质条件呈现出典型的"四极三高"特征。通过认真分析区域地质灾害发育分布特征,结合高烈度地震山区铁路综合选线技术研究,开展地质选线研究,对拟建的地形地质条件相似的川藏、滇藏等铁路建设具有一定的借鉴意义。研究结论:成兰铁路地形地质条件极为复杂,活动断裂、高烈度地震、滑坡、崩塌、错落、岩堆、危岩落石、泥石流、采空区等构成控制线路方案的主要地质问题。地质选线定线原则为:线路应短距离、大角度以简单工程类型通过活动断裂,与活动断裂带傍行地段,应选择位于断层下盘(被动盘)并尽量远离断层;尽量绕避性质复杂、不易处理、集中分布的不良地质地段;应绕避大型采空区。选取了地质条件具有优势的西线方案、经雎水场方案、岷江左岸长隧方案。

不同节理粗糙度系数单裂隙渗流特性试验研究

实际岩石裂隙的裂隙面具有不同的粗糙度,难以满足立方定律的使用条件。根据N.Barton和V.Choubey(1977年)提出的10条节理粗糙度(JRC)标准剖面轮廓曲线,本试验运用数控电火花线切割技术,加工出具有不同节理粗糙度系数(JRC=0～20)的10个钢模板,制作出10个包含不同JRC值单裂隙的圆柱形水泥试样(直径φ50mm,高度100mm),采用RCCP联测系统测试不同JRC值单裂隙在不同应力水平下的渗透性。试验结果表明:(1)在低应力水平下,JRC值对单裂隙的渗流特性有较大影响;随应力水平的增大,JRC值对单裂隙渗流特性的影响迅速减小;(2)不同JRC值单裂隙的渗透率与有效应力之间的关系可用负指数函数描述,并表现出明显的非线性特征,低有效应力阶段试样渗透率随有效应力的变化速度大于中高有效应力阶段的变化速度。

强震区成兰铁路某隧道大变形地质成因分析

研究目的:在建成兰铁路以复杂活跃的地质构造条件、极为显著的地震效应、高水平构造应力场特征及软弱破碎的地层岩性等复杂的地质条件为其地质背景,强震区软弱破碎围岩隧道大变形现象较为普遍。本文在现场调绘、试验资料、变形监控量测资料等分析的基础上,从工程地质环境、地层岩性、地质构造、地下水、地震及应力场等方面,以工程地质的角度,对强震区软弱破碎围岩隧道大变形的成因机制进行分析研究。研究结论:(1)变形段处于汶川"5·12"强震区龙门山前山断裂之彭县-灌县断裂带影响区内,围岩震裂破碎效应极为显著;(2)大变形主要表现为初支拱顶下沉、边墙侵限开裂、剥落、初支钢架扭曲等破坏特征;(3)变形工区段受龙门山断裂构造及汶川"5·12"强震震裂影响严重,岩体中节理裂隙发育,变形破坏地质成因机制可总结为:软弱破碎的围岩条件为大变形产生的物质基础,复杂的高应力场环境为大变形产生的力学条件,结构面引起的顺层偏压现象和地下水的软化特性等进一步加剧了大变形;(4)变形工区段应加强初支的监控量测管理,及时进行量测数据的反馈与分析,科学、准确地评价大变形的成因机制;(5)本文的分析方法及结论对强震区类似工程地质条件下软弱破碎围岩隧道大变形的设计及施工具有借鉴意义。

铁路隧道双指标高地应力界定及岩爆大变形分级标准

研究目的:目前国内外针对高地应力环境隧道岩爆大变形分级的判识以理论研究为主,结果与实际施工开挖后多有出入。因此,本文通过总结78个铁路、公路隧道和水电站引水隧洞工程案例,对隧道围岩的高地应力状态及岩爆大变形分级界定进行系统研究,结合目前实际工程中采用的隧道相关设计规范,对传统高地应力判识标准及岩爆、大变形分级标准进行优化,提出更符合工程实际的定量界定方法。研究结论:(1)基于工程案例统计分析,建立了采用强度应力比和最大地应力绝对值的双指标高地应力定量界定方法,提出了分别针对硬质岩和软质岩的双指标高地应力定量判识表;(2)提出以岩石强度应力比R/σ_(max)和最大地应力σ_(max)双指标的岩爆等级划分标准,提出以岩体强度应力比R_(m)/σ_(max)和最大地应力σ_(max)双指标的大变形等级划分标准;(3)本研究成果可应用于铁路隧道围岩高地应力状态的判识和灾害等级的划分,适用于工程地质勘察领域。

三联隧道地表建筑物变形开裂原因分析

三联隧道中部下穿地表建筑物密集区，埋深90－102m，施工中地表建筑物出现变形开裂。在综合地质勘察工作基础上，结合隧道施工揭示地质情况、地表建筑物变形开裂特征及爆破振速监测资料，分析地表建筑物变形开裂的原因为隧道开挖引起地下水漏失导致土层产生不均匀沉降，地表沟槽中软土受放炮震动产生触变引起地面下沉、开裂，民房建筑质量较差且年久失修，以及施工放炮震动作用等因素所致。后续施工中采用工程措施减少地下水漏失、防止洞内塌方、减小施工放炮震动，实施后效果良好。

强震区成兰铁路某隧道小净距段大变形特性分析

针对处于"汶川5.12"强震区龙门山断裂带之前山活动断裂及中央活动断裂之间的在建成兰铁路柿子园隧道4号横洞工区隧道小净距D3K87+500^+350段大变形破坏现象,在现场调绘、岩石试验、地应力测试及监控量测数据等资料分析的基础上,从地质构造、围岩条件、地震作用、地应力场、地下水及工程结构形式和施工影响等方面对隧道小净距段的大变形特性进行分析,并探讨其成因机制。主要结论有:(1)小净距段呈现仰拱左右剪切错动、边墙侵陷、拱顶沉降为特征的纵向张裂变形特性;(2)大变形成因机制可归纳为软弱破碎的围岩条件、复杂活跃的地质构造条件、高应力场条件、地形偏压作用、地下水软化作用等客观地质环境因素及小净距隧道结构形式、施工影响及较弱的支护措施等主观因素的综合影响;(3)小净距结构形式的设置位置应综合考虑地层岩性、地质构造、地应力场及地震震裂作用等客观地质环境因素的影响;(4)研究结论对强震区类似工程地质条件下川藏、滇藏铁路破碎围岩隧道的设计和施工具有借鉴意义。

黄姜废水厌氧处理动力学模型试验研究

介绍了厌氧反应动力学的主要模式,对厌氧处理黄姜废水的动力学模型进行了探讨,并求出了黄姜废水的厌氧反应动力学模型和动力学参数Vmax和Ks,为黄姜废水的厌氧处理提供了理论依据。

成兰铁路跃龙门隧道深埋越岭段大变形原因分析研究

成兰铁路跃龙门隧道在深埋越岭段中间平导发生严重大变形,采取有效支护措施后变形趋于稳定。在对应平导变形段落左线开挖贯通后,平导及左线再次发生严重变形。基于此,文章系统介绍了隧道区域地质环境、区域地应力、施工中围岩变形特征以及现场施工大变形的判定过程,分析表明,该段大变形是在高地应力环境下岩体软弱破碎引起的,在此特殊地质环境中群洞效应显著,且大变形和岩层走向与洞轴线夹角、地应力最大水平主应力方向与洞轴线夹角有较大关系,并通过回填中部平导,新增较大线间距的外侧平导,增加洞室间距来解决大变形问题。

复杂强震山区跃龙门隧道重大工程地质问题研究

为解决成兰铁路跃龙门隧道工程建设难题,对活动断裂、岩溶涌水、有害气体、大变形、高地温等重大工程问题的形成背景、成因机制、特征规律及防治对策开展深入研究。结果表明,跃龙门隧道所在的西部复杂强震山区地质区域性特征显著,应加深区域地质研究测试工作;在活动断裂区施工时应开展洞身核查,明确断裂性质及两盘改造的差异性;解决复杂地质问题应加强区域地质演化分析,划分地质环境单元,形成区域工程地质理念。