青海化隆群科新区红层大型滑坡群成因机制研究

青海省化隆群科新区特大滑坡群位于青海省东部,面积约25 km2,垂直落差接近700 m的范围内,广泛分布有大型、特大型滑坡8个,中小型滑坡4个,地质灾害极为发育。该地区地层主要以第三系红层为主,表层多分布有厚度不等的更新世黄土,其中红层有成岩历史短、胶结差,遇水易软化崩解、倾角较缓等特点。坡体在地下水下渗软化和坡脚冲刷作用下,破坏自前缘开始,持续向坡顶扩展,多在坡体形成裂缝和陡坎,沿第三系半成泥岩、粉砂质泥岩界面失稳,顺层滑动,局部表现为切层滑动,形成牵引式滑坡。文中以群科新区大型滑坡群为研究对象,结合地调、钻探、试验等手段,通过定量计算和定性分析相结合,对滑坡的成因机制和稳定性进行分析与评价。研究表明:该类滑坡启动的主要原因为坡脚冲刷引起的溯源破坏,其滑动面受控岩层倾角,多与岩层倾角小角度交叉,地下水对滑带的作用表现为滑坡的多期活动性。由于第三系红层滑坡广泛分布,通过其缓倾顺层滑动及特殊的岩土体特点的研究对滑坡的识别和防治具有指导意义。

川东北地区红层软岩边坡防护及病害处治研究

针对川东北地区公路红层软岩特性,结合四川德阳中江至遂宁高速公路项目建设及运营期发生的相关病害案例,总结出川东北地区高速公路易产生的常见病害类型及机理分析。并依据该项目具体边坡滑塌工点案例,分析边坡滑塌的相关要素及滑塌病害特点,并对该工点进行了数值模拟分析,计算滑塌变形下滑力,并提出了经济合理的处治措施,并取得了较好的效果。总结出几种常见病害类型经济合理的处治措施,可为川东北地区高速公路建设提供参照。

三峡库区万州红层砂岩流变特性试验研究

在三峡库区万州侏罗纪红层中,发育大量近水平滑坡,其成因一直存在争议。为揭示这些滑坡的形成机制,采用RLM–2000微机控制的岩石三轴蠕变试验机,在恒温条件下,对万州二层岩滑坡的砂岩进行蠕变试验。试样在破坏前经历约8h的加速蠕变阶段,这与现场观察到的近水平滑坡破坏变形特点非常相似。蠕变试验的等时曲线显示该砂岩流变具有较好的线性特征。采取Burgers模型对砂岩流变曲线进行辨识,推导Burgers模型的三维本构方程,并确定模型参数。结果表明,采用Burgers模型可以非常准确地描述该种岩石的流变特性,为探讨万州近水平滑坡的力学机制提供模型和参数。通过分析蠕变应变率–时间关系,发现在蠕变加速阶段初期,蠕变应变率随时间近似线性增长,在蠕变加速后期,蠕变应变随时间近似指数增长。红砂岩在加速蠕变过程中具有高度的非线性,蠕变应变率随时间呈现跳跃增长特性。同时试验结果还表明,该种岩石长期强度只有瞬时强度的0.44倍,这一结论对研究近水平滑坡的形成机制以及防治具有重要的指导意义。

四川剑门关侏罗——白垩系红层分子化石的古环境和古气候意义

利用气相色谱 -质谱仪从四川剑门关侏罗—白垩系红层中检测出包括正构烷烃、类异戊二烯烃、长链三环萜、藿烷及甾烷等系列分子化石 .分析了这些分子化石的分布特征及其来源 ,利用分子化石的多项参数 (如w (C-2 1) /w (C+2 2 ) ,w (Pr) /w (Ph) ,w (Pr) /w (nC17) ,w(Ph) /w(nC18) ,伽马蜡烷指数、甾烷等 )对沉积环境的盐度、氧化 -还原条件、陆相标志等方面作了探讨 .这些分子化石参数证实在中侏罗世—早白垩世 ,剑门关一带的沉积环境应为低盐度淡水、弱氧化的陆相沉积环境 .所研究的陆相样品高碳数正构烷烃均以与木本植物有关的C2 7,C2 9为主峰 ,未出现草本植物的C31主峰 ,反映了研究区总体格局是一种以木本植物占绝对优势、温暖湿润的气候环境 ,与红盆发育的气候条件吻合 ,充分体现了分子化石在恢复古环境。

万州安乐寺滑坡滑带土松弛试验研究

三峡库区万州区侏罗纪红层中发育了许多近水平地层滑坡,目前对这些滑坡的成因机制存在争议,滑带土特性研究是滑坡成因机制研究的重要途径。为了认识滑带土的松弛特性,采用GDS非饱和土三轴试验系统对万州安乐寺滑坡滑带土进行了松弛试验研究。试验结果表明,滑带土应力松弛速率与初始应变具有线性关系,而围压对应力松弛速率影响不明显;在松弛过程中,土体体变几乎可以忽略不计。根据松弛试验数据,推导了滑带土的应力–应变–时间松弛模型,该松弛模型假定了应力–应变满足双曲线关系,应力–时间满足对数关系,模型可以较好的反映滑带土的应力松弛规律。研究结果为探讨三峡库区近水平地层滑坡的力学机制提供了模型和参数。松弛模型表明,安乐寺滑坡滑带土的松弛应力可以持续到零,这对近水平地层滑坡的成因机制研究及防治具有重要意义。

三峡库区万州安乐寺滑坡滑带特征

安乐寺滑坡是三峡库区典型的缓倾角红层基岩滑坡,对其滑带特征进行详细的研究有助于揭示缓倾角红层基岩滑坡的形成机制.宏观地质特征显示,安乐寺滑坡滑带是侏罗系红层中灰白色泥岩(软弱夹层)经挤压滑动所形成的,擦痕指示最后一次滑动方向为100°.通过X射线衍射分析和红外光谱分析表明,安乐寺滑坡滑带主要矿物成分为蒙脱石、伊利石、长石、石英等;其特点是蒙脱石含量高,并且滑动面上的蒙脱石含量高于滑带的蒙脱石含量.经扫描电镜观察,滑带土微观结构以片状结构与定向排列结构为主;显微擦痕发育,并指示滑带曾发生过多次滑动.对滑带土的物理力学性质进行实验研究可知:滑带土为中等膨胀性粉质粘土,其抗剪强度低;且吸水膨胀后,抗剪强度大大降低.滑带土的这些特殊性质,为安乐寺滑坡的滑动提供了物质基础.

万州区红层软弱夹层蠕变试验研究

在万州侏罗纪红层中,连续分布多层产状稳定、厚度较大的软弱夹层,容易成为岩质滑坡的滑动面。万州区近水平滑坡的成因一直存在争议,为了从力学角度阐明万州区滑坡的成因机制,对万州区红层软弱夹层进行了排水蠕变试验,以研究软弱夹层的流变性能。采用Singh-Mitchell模型描述了软弱夹层的蠕变特性,并对模型中的参数进行了探讨,为从力学机制研究万州区近水平滑坡的成因机制提供模型和参数。

西秦岭新生代以来地质构造过程对青藏高原隆升和变形的约束

西秦岭位于青藏高原东北缘重力梯度带内,是高原物质向北、向东扩展的前缘,其新生代以来地质构造-地貌过程应该是印度板块—欧亚板块的碰撞造山过程和高原隆升过程的一部分。通过对西秦岭内部中—新生代沉积、变形及地貌记录的初步综合分析,得出如下初步认识:(1)根据西秦岭中—新生代红层沉积岩石组合和构造变形特征,可以分为晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—古近纪和新近纪三个构造层,分别对应于西秦岭新生代3个构造演化阶段。(2)西秦岭晚白垩世—古近纪构造层的褶皱缩短和区域断裂带的逆冲推覆发生在古近纪末期—新近纪初期,与整个青藏高原主要逆冲推覆构造事件同步,说明印度板块与欧亚板块碰撞的构造应力在古近纪末已波及至西秦岭。(3)西秦岭新近纪以来经历了一个构造相对稳定的侵蚀夷平期,于3.6Ma之前形成了以晚白垩世—古近纪构造层侵蚀面、前新生代碳酸盐地层的岩溶夷平面为标志的主夷平面以及夷平面发育过程中形成新近纪近水平的、以红色粘土岩为主要特征的细碎屑沉积。这一夷平面可以作为高原组成部分的西秦岭隆升的基准面。该夷平面现今高程自西向东逐渐降低,反映了西秦岭隆升呈现自西向东连续的扩展。(4)青藏高原南部构造变形方式在中新世发生了由逆冲推覆-褶皱缩短向伸展走滑的构造转换,而在西秦岭内部却并未发生这样的构造转换,仍然以逆冲构造为主,只是西秦岭北缘的边界断层在中—晚更新世才发生逆冲-左旋走滑作用,这可能指示了青藏高原东北缘晚新生代构造变形的走滑作用只是构造块体边界与构造挤压应力方向下非正交的应力分解所致,同时也可能反映了作为西秦岭块体整体滑移和块体内部的收缩变形并行不悖。(5)由GPS观测数据确定的区域位移场应该指示了现今西秦岭块体的整体缓慢的向东移动,地震机制解确定的构造应力是下地壳向东蠕动拖曳脆性上地壳的整体运动,西秦岭地壳厚度由西向东逐渐增厚是西部由于南北向缩短增厚的下地壳向东扩展流动的结果,增厚地壳的均衡抬升是西秦岭地貌面高度变化的内在原因。

广州地区盾构施工风险及控制技术要点

结合广州地区已建和在建的数条地铁线路建设过程中存在的技术难点,针对含断裂带、残积土、软弱土、溶洞、"红层"及上软下硬等特殊地层,总结分析在这些复杂变化地质条件下盾构施工风险及主要的风险控制技术,为今后地铁建设提供一定的参考及指导。

西南红层浅层地下水特征及其开发利用模式

西南红层地区人畜饮用水季节性短缺问题一直未能解决。通过地质调查与研究工作,本文总结了四川省、重庆市红层浅层地下水分布广、埋藏浅、补给充沛、更新速度快的自然规律,结合红层区农户居住分散、人畜饮用需水量小的用水特点,提出了红层浅层地下水资源化的认识和相应的"小口径浅井"开采技术、"一户一井"分散式供水模式。

西秦岭晚白垩世原型盆地——新生代青藏高原隆起的背景

青藏高原是新生代隆升的构造地貌。本文试图通过对青藏高原东北缘的西秦岭上白垩统的研究,揭示新生代青藏高原隆升之前的晚白垩世原型盆地和构造地貌背景,这对探索青藏高原隆起过程的起始至关重要。西秦岭腹地岷县地区分布着一套角度不整合于下伏不同时代地层之上且沉积序列相近的上白垩统红层地层。该套红层现今呈离散分布,故多被认为是西秦岭陆内造山阶段不同山间盆地或走滑拉分盆地的沉积物。对不同高程和露头上的该套红层与下伏地层之间角度不整合面地质特征对比分析,特别是对不整合面之上含砾砂岩和砂岩的粒度组成和颗粒的显微结构研究表明,该套红层底部的胶结砂砾岩和其上的红色砂岩皆具有沙漠沉积的特征,也就是说西秦岭晚白垩世曾出现过干旱沙漠环境。沙漠环境的出现不仅需要干旱炎热气候条件,而且需要相对平坦的地形地貌空间条件。据此,本文提出了西秦岭在晚白垩世可能处于相对平缓的古地貌状态。现今这套红层不连续分布在相对平坦的山顶面,其下部以洪积砾岩、河床砾岩和砂岩、沙漠相砂岩互层,上部则以河一湖相红色泥岩、粉砂岩和细砂岩等细碎屑沉积为主。经研究分析认为西秦岭在上白垩统红层开始沉积之时,总体已处于地形起伏不大的洪积平原和宽谷型河流地貌,而晚期则演变为平坦湖盆地貌,其原始盆地为统一宽缓的湖相盆地。现今上白垩统红层地层和角度不整合的弥散性分布是在印度板块-欧亚板块碰撞汇聚的动力学背景下,青藏高原崛起和逆冲-走滑作用以及地壳不均匀抬升-侵蚀的结果。西秦岭晚白垩世相对平坦的古地貌状态确定可为研究西秦岭中新生代陆内构造过程和高原隆升与板内变形在东北缘的扩展提供重要线索和参考标志。

红层与煤系复合结构覆岩采动破坏分析及其应用

许多矿区煤层采动影响范围内的覆岩层由红层和煤层共同构成。本文研究了山东省太平煤矿东区二叠系 3号煤层覆岩破坏和防水煤柱留设的问题 ,在对上覆第四系水文地质条件分析的基础上 ,对红层和煤系复合结构覆岩的工程地质特征和破坏状况进行了分析 ,确定了合理的防水煤岩柱高度 ,并经过开采验证 。

大别造山带北缘西部中生代晚期火山、沉积地层的时代

大别造山带北缘西部的一套火山岩及其上的“红层”,依据叶肢介、同位素年龄值和较丰富的恐龙蛋和少量介形虫化石,从下而上划分为陈棚组、周家湾组,时代归属早、晚白垩世。陈棚组角度不整合于上侏罗统朱集组或段集组之上,向东与安徽省境内的早白垩世毛坦厂组、白大畈组为相同层位。周家湾组角度不整合于陈棚组之上,含较丰富的恐龙蛋化石,始-古新世李庄群不整合覆于其上。

滇中红层软弱围岩隧道变形开裂原因分析及处治措施研究

老东山隧道在施工过程中多次出现初期支护变形开裂的情况,为保证施工安全和进度,通过对现场围岩变形实测数据进行深入分析,确定了隧道初期支护的变形开裂特征。从围岩的岩性条件、地下水条件、地质构造条件以及施工管理等方面,探讨滇中红层隧道产生大变形的原因和机制,认为它是围岩膨胀变形与其他因素综合作用的结果。进一步确定了强化超前地质预报、增加径向注浆加固、加强初期支护、控制各工序的施工时间和间距等变形控制措施,隧道变形开裂得到有效控制。

西秦岭上白垩统红层空间分布及其对青藏高原东北缘隆升的地质约束

通过对西秦岭上白垩统红层地层基本沉积特征的研究和空间高程分布的定量化分析,讨论了西秦岭晚白垩世时期可能的构造地貌状态及西秦岭新生代以来地壳隆升的空间变化规律。取得如下认识:1根据西秦岭上白垩统底部洪积-冲积砾岩层之上普遍存在一套厚度不等的具有风成砂岩特征的红色中细粒砂岩和上部出现以泥岩、泥质粉砂岩为主的湖相沉积,结合现今多分布在不同水系分水岭之上,以及西秦岭中部宕昌-岷县-临潭断裂带两侧上白垩统红层地层顶面高程和底部角度不整合面高程没有显著差异分析,认为西秦岭无论在晚白垩之前经历了何种构造过程,晚白垩世具有整体稳定的泛沙漠-湖盆的古构造地貌状态,且断裂带不具备控制上白垩统沉积的构造边界性质;2现今离散型分布在西秦岭的上白垩统沉积地层反映的原型盆地不是孤立的、受区域断裂控制的山间盆地,而是统一的泛沙漠-内陆湖盆,现今的离散型分布是新生代以来地壳不均匀隆升和侵蚀的结果;3西秦岭上白垩统底部的角度不整合面产状,虽然由于后期构造变动呈非完全水平状态,但总体产状平缓。从大区域尺度分析,可以近似看做原始近水平的古地貌面。通过对该角度不整合面高程信息提取和模拟分析,结果表明,其高程分布具有从南西到北东、从北西到南东逐渐降低,穿越区域断裂带没有显著梯度变化,指示了西秦岭新生代以来的隆升具有整体性和隆升幅度呈连续梯度变化的特征。这可能指示了西秦岭新生代以来的地壳隆升机制主要不是上地壳挤压逆冲缩短,而是在印度板块-欧亚板块碰撞汇聚的动力学背景下,下地壳或上地幔自西南向北东连续流变逐渐增厚,造成了青藏高原东北缘呈向北东突出的弧形扩展隆升。

秦岭东段红色盆地地层

认为随着古生物资料的不断发现和丰富,秦岭东段一些红色盆地中的地层可以明确的划分为下白垩统、上白垩统、第三系古新统、始新统、中新统、上新统及第四系。它们多能与其他地区的相关地层进行对比,此外,还可根据地层的发育情况,推断盆地发育史及各时期的沉积环境。

兖州矿区侏罗系红层水文地质特征研究

侏罗系红层水是兖州矿区主要水害之一。为防治红层水害,对兖州矿区红层的物质组成、红层孔隙微观特征及分形特征、红层的渗透性、岩石力学特征、采动条件下覆岩破坏高度数值模拟、采动条件下红层裂隙的发育规律与渗透特征、红层突水判别模式及突水危险性分区等进行了研究,建立了红层突水判别模式,得到兖州矿区红层突水危险性分区图,对类似条件矿区的水害防治具有一定的参考价值。

青海高原红层滑坡机理的地质综合分析

以西久公路(S101线)河北乡―红土山段改建工程中遇到的龙穆尔沟DH6#滑坡为例,从滑坡变形的强度场变化和应力场变化两条主线出发,综合研究了发育在青海高原红层地区的滑坡的变形及发展机制。研究表明特殊的岩土性质给高原红层滑坡的变形提供了物质基础;强烈的构造运动和特殊的高原气候是该滑坡变形的内部环境条件;河谷下切和强降雨作用是该滑坡变形的外部诱发因素。其中,特殊的岩土性质、河谷下切和强降雨作用对该类滑坡起着控制作用。将高原红层滑坡的发生发展机理归纳为:原始地貌→河谷下切→坡体卸荷松弛→岩土强度衰减→水的作用→岩土强度进一步衰减→坡体整体滑移。

我国东部油田红层沉积特征与油气成藏规律

在我国东部油田的新生代地层中,多发育大套的红色碎屑岩地层,其中发育有很好的油气藏。红层中油气藏的形成受多种因素影响。对东部油田的红层油气藏的研究表明,沉积与构造是控制红层油气成藏的关键因素,因沉积作用而形成的油气保存条件直接影响圈闭的有效性。厚层泥岩沉积对圈闭的封闭性也有重要影响。对红层中油气藏的分析与对比表明,供油断层与砂岩体相接触、储层侧向与垂向受泥岩或其他岩性或不整合的封堵是形成红层中油气藏的关键因素。

西秦岭晚中生代-新生代构造层划分及其构造演化过程

从西秦岭晚中生代-新生代红层沉积的岩石组合、空间分布和构造变形特征分析,西秦岭晚中生代-新生代红层沉积可以分为三个构造层,分别对应于三个构造演化阶段。1)晚侏罗世-早白垩世构造层:该构造层以深紫红色、灰色砾岩、砂岩为主,并含有特征性的黑色页岩和煤层为特征;构造变形以北东东向褶皱和断裂构造变形为特征,反映了早白垩世末期(燕山运动)的构造变形动力学为北西-南东向地壳挤压收缩,可能与扬子板块与华北板块陆内斜向汇聚有关。2)晚白垩世-古近纪构造层:该构造层以砖红色、紫红色砾岩、砂岩、页岩为主,间夹有灰色、灰黄色、灰绿色泥岩和页岩层,具有不连续面状分布的特征,指示了其沉积时地壳的广泛拉伸的构造背景;古近纪末期的构造变形以与现今北西向构造线一致的宽缓褶皱和断裂构造变形为特征,可能指示了新生代初印度板块和亚洲板块碰撞的构造动力作用第一次远程构造响应。3)新近纪构造层:该构造层以近水平的产状、典型的细碎屑沉积为主要特征,特别是红粘层、淡水碳酸盐层的存在以及含有的三趾马化石特征,空间上与主夷平面的密切联系指示了新近纪早期经历一个夷平剥蚀期,这一阶段地壳构造稳定,变形以块断作用为主。西秦岭在经历了上述三个阶段构造演化过程后,开始进入了第四纪以来以块体变形和快速隆升的构造阶段,这与印度板块与亚洲板块的持续汇聚导致的周缘山系的崛起和变形相一致。