近水平层状砂岩陡倾裂隙发育特征及其对公路工程建设的影响

通过对多处典型工点的分析比较,总结出陡倾裂隙的发育特征,并根据公路各分项工程的特点,对可能产生的影响进行了研究。

陡倾裂隙发育岩层深大竖井突涌水量预测及防控

为实现对裂隙发育岩层深大竖井突涌水情况的有效防控,统计高黎贡山隧道1号竖井富水花岗岩地层节理裂隙的发育特征,基于现场突涌水情况,采用数值模拟对不同裂隙发育情况下竖井开挖突涌水量预测分析,并探讨注浆堵水的合理参数,提出1种基于节理裂隙岩层竖井数值模型的竖井突涌水量预测分析方法。研究结果表明:竖井涌水量预测分析结果较符合现场情况;在节理裂隙交汇处水压较高,涌水速度激增,且随着节理裂隙密度的增加,涌水量逐步增大,裂隙密度为2条/m时最大涌水量已达337.0 m^(3)/h,已远超现场最大抽排水能力;增加注浆圈厚度或降低渗透系数可控制涌水量,根据依托工程,提出相应堵水参数的控制标准。研究结果可为陡倾裂隙发育岩层竖井开挖突涌水量预测及防控提供参考依据。

陡倾坡内和垂直坡面走向张裂隙共生的成因机制及其工程效应

西南某水电站坝区右岸不但发育陡倾坡内并与坡面走向大致平行的张裂隙和断层也有一系列倾角近于直立与坡面走向近于垂直的张裂隙。这两组裂隙在同一边坡内同时出现,在国内已建的大型水电工程边坡中尚未见报道。研究表明,这一组合是由于右岸西侧穹隆新生代以来发生过较强烈隆升导致放射状和环状张裂隙同时发育的结果。正是由于两组张裂隙的存在,使边坡岩体深强风化发育,从而降低了坝肩岩体的强度。

高陡倾岩溶裂隙构造中隧道突水突泥机理及防控方法研究

依托重庆石柱至黔江高速公路七曜山隧道工程,结合施工过程中的突水突泥灾害统计,阐述高陡倾岩溶裂隙构造中隧道突水突泥的发生机理及有效防控措施,对其致灾构造形态、突泥物源、灾变机制、防控措施等内容进行研究。研究结果表明:高陡倾充填型岩溶裂隙是一种致灾性极强的突水突泥致灾构造;七曜山隧道突水突泥的主因是动态河水流入落水洞,通过水体运移网络流向掌子面并形成高水压;通过对七曜山隧道裂隙封堵、排水泄压、泄水洞等措施来处治涌水突泥灾害,新建泄水洞有效保证了隧道安全。

近水平厚层高陡斜坡崩塌机制研究

近水平厚层高陡斜坡岩层倾角小于10°,具有软硬相间或上硬下软的结构,常形成高陡斜坡或陡崖地形,主要以大型崩塌的形式发生破坏。在梳理国内外文献的基础上,从岩体破坏机制出发,对近水平厚层高陡斜坡崩塌的形成过程、破坏机制、失稳模式进行分析,总结归纳了6种地质力学模型,包括滑移-拉裂、塑流-拉裂、倾倒-拉裂、剪切-错断、剪切-滑移、劈裂-溃屈,并提出了相应的野外识别特征。

具有软弱基座逆向边坡变形及破坏过程研究

在边坡调查的基础上,建立了具有软弱基座的缓倾逆向边坡的物理模型和力学模型,采用材料力学、物理模拟的方法,分析了在该类边坡中陡倾结构面对边坡变形和稳定性的控制作用,并对边坡目前的发展阶段、发展趋势和最终的破坏方式进行了研究与预测,在此基础上提出了边坡的治理措施。

一种典型的岩溶隧道衬砌压裂突水灾害成因与防治

通过季家坡隧道衬砌压裂突水工程实例分析,研究隧址区岩溶发育特征,提出高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造形式,分析其形态、充填物性质和致灾机制;采用裂隙封堵、周壁注浆、排水泄压、结构置换、信息化注浆效果评估的水害处治措施治理隧道衬砌压裂突水。高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造呈高角度裂缝状产出,降雨后,极易在其裂隙空间内积水形成高水压;此外,由于其通透性较差,沉积物运移速度慢,易于在其底部堆积,在自重应力和高水压压实作用下,充填介质沉积、胶结成坚硬与半坚硬状,透水性较差,开挖揭露初期,不出水或仅少量涌水,易于被忽视;但揭露后一段时间,裂隙内充填介质不断流失,最终导致充填物产生管涌、流土或被整体挤出,进而将上方暗河水、溶腔水或地表水等导入隧道,造成衬砌压裂、隧道突水等灾害。研究成果不仅成功应用于季家坡隧道突水灾害处治,对于避免类似突水事故的发生和灾害防治亦有较强的借鉴意义。