2023年度工程地质领域自然科学基金项目受理与资助分析

对2023年度工程地质领域(涵盖地质学学科下属的工程地质和环境地球科学学科下属的工程地质环境与灾害)的基金申请情况、资助情况、研究队伍等进行详细分析。工程地质领域的基金项目申请数量稳步上升,并以青年基金申请量涨幅最大。近10年的统计数据表明,同行评议专家对申请书的评议尺度稳定。面上项目申请者的年龄结构趋于年轻化,青年科学基金申请者的年龄结构比较合理。工程地质领域在多个不同的项目类型中都获得了资助,表现出较强的竞争力。

川西藏东交通廊道区域工程地质条件评价

区域工程地质条件是重大工程规划建设地质安全的重要保障。川西藏东交通廊道位于青藏高原东部,穿越世界上地形地貌和地质构造最复杂的地区,区域工程地质环境复杂。响应重大工程规划建设的地质安全需求,以川西藏东交通廊道重大线性工程沿线为研究区,在分析区域工程地质环境的基础上,选取9个地质环境因子指标,采用基于GIS的层次分析法,完成了区域工程地质条件评价,将研究区划分为工程地质条件好、较好、中等和差4个等级。结果显示,活动断裂是最不利的工程地质条件因素,其次是地形起伏度和地质灾害易发程度。工程地质条件好的地区远离活动断裂带和深切峡谷,呈块状、条带状分布于活动断裂带及深切峡谷之间。工程地质条件差的地区主要分布于活动断裂带和高山峡谷区,突出表现为距活动断裂较近,尤其是多条断裂相交或近于相交的地区。研究结果能够为川西藏东交通廊道重大工程规划建设地质安全提供科学支撑。

基于OBE理念的海洋工程地质虚实结合实训教学探索

海洋工程地质是土木工程、地质工程等本科专业基础课,探索课程的实训与实践教学体系是新工科建设和“一流学科”建设的重要内涵之一。基于成果导向教育(OBE)理念,按照“学生为本、目标导向”的教学思路,开展“反向设计、正向实施”和“虚实结合”等教学模式改革与创新。以工程单位对该专业毕业生的需求为目标导向,重新设计海洋工程地质的课程目标与内容设置、教学形式与方法,以及多元化能力考核与评价等环节,校企合作、协同发展,提高教学质量、激发学生创新创业能力,共建海洋工程地质实践基地的新模式。

储层工程地质力学导论

全球范围内的减少碳排放和实现可持续发展,都亟需提升清洁能源的消费占比并加大地热和页岩油气等非常规能源的开发力度。由于非常规储层具有致密超低渗以及油气赋存状态等自身工程地质特性,而且存在于地下深部而具有人不可入的特点,其开发必须通过钻孔对储层实施改造改性。储层工程地质力学则是研究储层工程地质特性的一门理论和应用科学,是地质学、力学与地球物理学的一个交叉学科。如果说储层地质力学是连接油气地质和油气开发的纽带,则储层工程地质力学进一步综合了工程地质力学、岩石力学以及储层地质力学的相关理论和方法,评价储层的工程地质特性与所处物理环境力场,研究储层改造改性原理与技术,为深部能源资源开发提供科学依据和技术支持。储层工程地质力学更强调将储层地质力学理论与储层改造改性相结合,解决深部能源资源开发中的储层改造改性关键技术难题,聚焦于储层压裂、储层改性、流体流动以及THMC强耦合过程,服务于清洁能源开发与减碳固碳,助力于我国“碳达峰”和“碳中和”目标的实现。

天津市汉南路桥梁场地工程地质条件及土层地震反应分析

汉南路改线及配套服务区项目为天津市建设世界一流大港集疏运北部通道基础设施工程,工程沿线有北疆电厂专用线铁路桥和南堡铁路大桥。汉南路桥梁工程作为重要生命线工程,需在工程建设开始前进行场地地震安全性评价。本文综合前人在区域范围内地震活动性和地震构造研究成果,基于场地地震工程钻孔勘探与测试数据,建立了场地土层一维波动模型,完成了场地地表地震反应计算,取得主要成果:1)两个桥梁工程场地50年超越概率10%对应的地表水平加速度峰值分别为0.209g和0.213g;2)工程全线均位于地震动峰值加速度分区中的0.2g区。汉南路桥梁场地土层地震反应分析工作为后续工程建筑规划、震害预测和抗震设计提供了重要依据,对场地地震地质灾害评价具有重要意义。

新疆西昆仑某稀有金属矿区工程地质特征分析

勘查区位于喀喇昆仑山脉北侧,总体地势为南高北低,海拔一般在4500m以上,两侧山体陡峭,地形切割强烈,地表大面积堆积有基岩强烈风化形成的残坡积物,总体属构造侵蚀型高山-极高山地貌,根据工程地质调查、钻孔工程地质编录资料和岩石力学试验结果,结合地层成因和类别不同等,分析认为矿床开采技术条件属工程地质条件中等类型。

面向南京城市地下空间资源综合开发利用的工程地质调查实践和研究

近年来,地下空间的开发利用得到越来越多的关注,其中,工程地质调查起到了基础性和决定性的作用。文章面向南京城市地下空间资源综合开发利用,分析了工程地质调查的工作难点,针对这些难点从技术探索和工作实践角度提出了解决对策,详细阐述了工程地质层划分技术规范、工程地质钻孔动态管理框架以及工程建设采挖砂石土料协同利用研究。通过这些工作的开展,实现了南京市城市地下空间资源工程地质调查的“三有”,即地层划分有依据、钻孔收集有统筹、土料利用有路径,有效提高了城市地下空间资源开发利用的管理水平,对建设资源节约型社会具有重要意义。

新工科理念下工程地质学课程教学模式探索和实践

在新工科背景下,将课程教学目标由低到高依次设计为知识能力目标、应用能力目标、职业能力目标、创新能力目标、工程实践能力目标、跨学科能力目标、工程伦理能力目标,探索“以学生为中心”的土木工程专业地下建筑工程方向工程地质学课程教学模式。为了达成课程教学目标,从课程内容设计、教学活动组织、考核方式改进等方面进行了探索和实践,采用逐步提升的方式,将对学生能力的培养贯穿整个教学过程,并从期末考试成绩和课程教学效果的角度对能力培养达成度进行评价。结果表明,学生的综合素质和地质素质有一定的提升,该教学模式值得继续推行和更深入地研究。

宁国市万家中型水库库区工程地质评价

以宁国市万家中型水库库区为研究对象,分析了库区的基本地质条件,并进一步对库区存在的主要工程地质问题进行评价。分析得出:库区位于低山、剥蚀浅丘地貌,沿河两岸山体斜坡冲沟较发育,地形较破碎,库区地层岩性为震旦系上统、寒武系、奥陶系下统沉积岩以及第四系松散堆积物,库区无区域性断裂通过,规模相对较大的断层有6条,在此基础上通过岩性、构造、水文地质条件进一步分析了水库岸坡稳定情况、蓄水后产生永久渗漏的可能性以及水库诱发地震的可能性,为水库修建提供了详细的依据,并奠定了基础保障。

印度尼西亚某尾矿库工程地质特征及评价

针对印度尼西亚某尾矿库的工程地质条件及水文地质条件展开调查,对工程地质特征、水文地质条件进行了分析,并从场地稳定性及适应性、地基土物理力学性质、场地土腐蚀性、溢洪道工程、截洪沟工程、排水管及澄清地工程、不良地质作用和尾矿库对环境影响等八方面进行了评价和研究。结果认为:场地为相对稳定地块,场地适宜性为较适宜;库区未见到对库区稳定性有影响的滑坡、崩塌,库岸整体稳定较好,一般不易发生滑坡、崩塌;本场地环境类型按Ⅱ类环境进行地下水腐蚀性判定,地下水对混凝土结构的腐蚀等级为弱腐蚀,对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀等级为微腐蚀;本场地环境类型按Ⅱ类环境进行环境土腐蚀性判定,场地内环境土对混凝土结构腐蚀等级为弱腐蚀,对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀等级为微腐蚀,对钢结构腐蚀等级为弱腐蚀。

凤山县上林水库坝址工程地质比选

以上林水库坝址比选为例,通过地质测绘、勘探等手段,基本查明上下坝址的工程地质条件,对上下两个坝址的工程地质条件进行分析、评价和比较,提出下坝址作为后续设计的地质推荐坝址。

利用数字地形模型的岩土工程地质勘察与风险评估

关于岩土工程地质的勘探活动和风险评估,它们是推动项目建设保持安全和实施可能性的先导任务,不容忽视。这项研究对数字地形模型(DTM)进行了深入探索,利用它准确地观察和洞悉岩土工程地质的真相。有了DTM,地形地貌与岩层结构的空间信息可以被完整、精确地记录下来,此法能直观地揭示和解析地质地貌的特色,并对工程地质条件进行全方位的量化和质化评估。该研究不仅应用DTM对工程地质风险进行了量化评估,同时也构建了岩土工程风险评估模型,对模型的可行性进行了实证检验。研究结果显示,DTM在岩土工程地质勘察和风险评估中的应用能显著提高工程勘察的效率和精度,有助于更有效地识别和预测工程风险,为工程建设提供了更全面、更准确的技术支持。这项研究将数字技术引入岩土工程领域,标志着工程地质调查和风险评估进入了数字化时代,对实现岩土工程风险的科学管理和控制具有重要意义。

黄土筑坝填方工程地质问题及处理措施分析

针对黄土地区的填方工程地质问题,以陕西铜川老虎沟填方工程为依托,通过地质调查与测绘、地质勘探、原位测试及室内试验等勘察手段,对工程存在的工程地质问题进行了分析研究。结果表明:老虎沟填方工程存在不良地质作用、不稳定高边坡、地下水疏排及填方地基变形等工程地质问题,应对挖方区高边坡进行1∶0.5~1∶0.75的放坡,反压坡脚,并预留平台及马道;对填方区土料进行强夯、碾压,消除其湿陷性,建议设计最大干密度值为1.73 g/cm^(3),最优含水率值为17.3%,压实系数为0.95~0.97;挡土坝坝基建议挖除不良土层,挡土坝坝坡采取加筋土筑坡,坡度宜为45°,坡面需做好防冲刷防护措施;排水沟底宜选用粘性较小的黄土回填,地表采用粘性较大的红粘土回填,并在地表设置完善的排水系统;工后应结合土水监测方案,实时监测填方区内土水变化。该研究成果可为黄土地区类似填方工程建设提供参考。

锚杆加固散粒体形态不良工程地质体影响机理研究

散粒体是一种广泛存在于自然界的物质,研究以锚杆加固散粒体形态不良工程地质体为例,对锚杆分布间距、散粒体粒径、锚固面积比、预应力大小等指标影响散粒体形态不良工程地质体的效果和作用机理进行分析,旨在为该类型工程的施工提供借鉴。结果表明,锚杆之间的间距、散粒体粒径、预应力等因素都会在一定程度上影响锚固结构的强度,且这些元素之间还存在复杂的相互作用机理,当锚杆间距为100 mm、散粒体粒径为30~40 mm、预应力为0.383 kN时锚杆加固散粒体的综合效果最佳。

土体工程地质层划分及其在城市地下空间开发中的应用

城市地下空间包括岩土体本身的密实部分以及天然或人工形成的无岩土体的空间部分,既是重要的自然资源,又是其它地下自然资源的载体。随着城市的不断发展,地下空间构建立体城市已成为必然选择。城市地下空间开发多在土体中进行,地下工程建设的成本、难度与土体质量息息相关。针对常州市土体工程地质层划分标准不统一的现状,基于城市地质调查项目获取的海量地质钻孔和土体物理力学指标测试结果,综合考虑沉积时代、物质成分、工程特性指标等因素,采用剖面绘制法对常州市100m以浅土体工程地质层进行划分,建立基本地层结构和层序编码,通过工程地质层物理力学参数离散性和三维模型平滑度验证划分结果合理可行。将土体工程地质层划分结果应用到桩基持力层选择、地下空间竖向分层规划、地下空间开发适宜性评价、多种地下资源协同利用等方面,可为城市地下空间规划、建设、管理提供基础数据和相关借鉴。

托洛旋扭构造带隧道工程地质特征分析

研究目的:西南某铁路隧道穿越托洛旋扭构造带,为查明其砥柱及旋回层的铁路隧道工程地质条件,本文通过野外地质调查、钻探、物探、室内试验等综合勘察手段,对其基本特征、成因机制及应力特征进行探讨,在此基础上划分三个区域结合隧道施工实际情况验证分析并探讨该旋扭构造带内隧道工程地质特征。研究结论:(1)托洛旋扭构造带为向西南方向收敛的顺时针旋扭,主要由环形砥柱和两个旋回层组成;(2)根据“无限平板集中力偶”理论,推测该旋扭构造带旋卷应力场影响范围约为65.3 km;(3)该旋扭构造带发育于红层软岩中,砥柱岩体完整性略好,物理力学性质总体优于旋回层,但岩体结构类型无明显的分布差异规律;(4)旋回层隧道施工更易遭遇涌突水、软岩大变形、高地温、放射性及采空区等工程地质问题;(5)表生不良地质发育主要受旋扭构造环形断层及撒开断层控制;(6)本研究成果可为穿越类似构造发育地区的铁路、公路地质选线以及隧道工程勘察设计提供参考和借鉴。

川西泸定昔格达地层黏土岩工程地质特性研究

昔格达地层作为一类特殊的半成岩,具有“见风成粉,遇水成泥”的特性,是工程地质问题与地质灾害的良好孕生载体。以川西泸定海子坪昔格达地层黏土岩为研究对象,通过X射线衍射、电镜扫描、现场与室内岩土测试,分析了其物质组成、微观结构及力学特性,重点研究水作用下其物理力学性质的变化规律,并与其他地区昔格达地层工程地质特性进行比较分析。研究表明:①海子坪昔格达地层黏土岩主要成分为粉细砂、黏土等细粒物质,由薄层黄色和灰色的黏土岩互层产出,具有近水平层理构造。②黄色和灰色黏土岩的物质组成相同,但占比不同,黄色黏土岩的黏粒含量比灰色黏土岩高约12%,方解石含量少约10%,黄色黏土岩的结构更为致密,黏粒间胶结作用更强。③海子坪昔格达地层黏土岩现场实测渗透系数为3.62×10^(−4)~7.34×10^(−4)cm/s,介于其他地区昔格达地层的黏土岩类–砂岩类之间,这与其天然节理发育、受扰动极易开裂的特性密切相关。④黄、灰色黏土岩的黏聚力均随含水率增加而降低,且含水率越高,降幅越大,内摩擦角与含水率的关系则表现有所不同。⑤不同地区昔格达地层的力学特性对含水率变化的敏感性具有明显差异,其中泸定海子坪昔格达地层黏土岩的水敏性最为显著。

基于AGS的铁路工程地质数据存储标准框架研究

地质勘察行业由于涉及面广、勘察手段多样、数据类型复杂,在国内尚未形成较为完善的地质数据存储标准体系。英国岩土工程与环境岩土工程专家协会发布的AGS格式已被广泛应用于岩土工程,适合勘察和监测数据的电子化传输和存储。较为全面地介绍了AGS格式标准发展概况和技术要点,包括:AGS发展概况、国内外应用情况、AGS目标以及AGS数据字典。针对铁路工程地质数据特点,首次进行了数据存储框架扩展研究,在项目信息下增加综合地质成果、专项地质成果,并在铁路工点基本信息下增加地质调绘、补充地质调查、施工地质和三维地质信息模型等内容,形成较为完善的铁路工程地质数据存储框架;优化了数据表关键字段的选取,建议对具体试验项目赋予ID字段,形成以ID字段为基本索引的统一数据表格式;完善了铁路工程地质数据标准体系,为其高效共享和应用提供标准支撑。

常州市滆湖组土体工程地质层划分及其应用

滆湖组土体是吴标云、李从先(1987)对长江三角洲第四纪地质研究时所命名,命名地点在常州武进寨桥D114孔,因位于滆湖东侧而称之,长江三角洲地区广泛分布,时代为晚更新世(冯金顺,2001)。常州市除低山丘陵和长江漫滩外,广袤的平原区滆湖组土体皆有分布,是常州市工业与民用建筑的主要基础持力层,也是与浅层地下空间开发关系最为紧密的地层。因此,对滆湖组土体进行工程地质层划分.

陆路交通工程数字化工程地质调绘系统关键技术研究与应用

在工程地质调绘中引入室内外协同作业法,并根据“室内虚拟地调—室外调绘核查—室内资料整理”三步走的标准业务流程,基于GIS平台开发适用于前述方法的网页端、桌面端、移动端与服务器端应用系统,研究多数据融合、区域地质图剖切、数字化产状量测、数字化采集模板配置与多端数据协同技术,革新地质调绘作业模式并提升成果质量。归纳了数字化调绘流程标准、数字化调绘技术要求标准与调绘成果标准,并在宜涪铁路得到了良好的工程验证。总结发现,室内外协同作业模式能适当减少室外工作量,提升工程地质调绘的效率与质量;室内虚拟地质调绘能合理利用丰富的数据,扩展地质调绘的宏观视角与成果的连续性;独立配置的地质调绘模板,保证了室内外地质调绘体验的一致性与数据的传承性,降低了软件系统的维护难度。