基于Fredlund&Xing模型的渗流分析在川东红层梯田滑坡中的应用

四川省巴中市通江县新场镇七家沟村二社水头上滑坡为川东典型红层梯田滑坡,区内类似斜坡覆盖范围广泛,但针对该地区此类滑坡的渗流分析研究较少。在对滑坡区进行大量野外调查、勘查、资料收集的基础上,综合运用卫星遥感、无人机航拍、机载LiDAR、室内试验等技术手段,基于Fredlund&Xing土水特征曲线数学模型,采用Geo-Studio中SEEP/W模块进行渗流分析,将不同时间阶段分析结果与SLOPE/W模块耦合,继而得到稳定系数与降雨、时间之间的动态变化关系,揭示了滑坡的变形过程和形成机理。研究显示:(1)连续降雨促使坡体地下水位升高,稳定性降低,最终导致水头上滑坡整体失稳破坏;(2)滑坡变形过程、地下水出露特征与Geo-Studio计算结果基本吻合,说明基于Fredlund&Xing数值模拟在类似地区能提供较为准确的模拟结果;(3)开垦梯田(水田)会降低坡体稳定性。研究结果可为四川山区类似滑坡灾害进行隐患排查和主动防范提供理论支撑,为防灾减灾提供参考依据。

陆相沉积物风化强度与颜色成因探讨——以四川盆地中侏罗统上沙溪庙组为例

沉积物/岩的新鲜色是其内部成分、组构的直观响应,记载着丰富的气候、环境、构造和成岩改造信息。四川盆地侏罗系中统上沙溪庙组是一套河湖相沉积的碎屑地层,剖面出露好、颜色新鲜且连续多变,是研究沉积物/岩颜色成因及其气候环境指示意义的良好对象。通过对上沙溪庙组灰绿色、灰色、红色等颜色的岩石样品矿物成分、元素含量和Fe化学种的测试和分析,发现上沙溪庙组泥岩的颜色差异是由赤铁矿含量变化直接引起的。红色泥岩,CIA、CIW、Ba指数、退碱指数、黏土化指数、残积系数平均值分别为70.27、82.05、1.14、0.26、0.27、2.38,指示化学风化作用最强;灰色样品相对应的地球化学指标分别为62.65、71.06、2.22、0.75、0.23、1.19,在三种颜色的样品中受到中等化学风化作用;灰绿色样品则分别为58.50、65.11、1.92、0.78、0.26、1.34,受到的化学风化作用最弱。红色样品中代表赤铁矿中的铁含量最高,灰绿色样品以代表黏土矿物中的顺磁性亚铁为主,灰色样品中三种铁元素化学种含量相差不大,总体以三价铁为主。不同颜色样品的铁元素化学种含量变化显示红层样品中形成赤铁矿的Fe元素可能不只来源于源岩风化,还可能来自受二次风化作用的黏土矿物。样品呈现不同颜色的成因目前可确认与源岩受到不同程度的风化作用相关,不能简单归因于炎热干旱的气候条件,需要结合其他指标进行综合判别。

四川红层剑门关组岩石工程地质特性研究

红层分布于世界各地,中国境内主要分布于西北、西南及华南地区,四川盆地分布最广、最连续、最典型。随着四川盆地红层地区内水能资源、水利供水与灌溉等各类工程的大力开发,红层地质特性对各类工程的兴建起了决定性作用。为了研究四川红层地质特性,本文通过对四川省南江县白垩系剑门关组各类岩石采用原位测试、物探试验及室内试验等方法,总结出了该地层各类岩石的工程地质特性,提出了后期研究建议,可为红层地区内各类工程的兴建提供有价值的参考。

四川东部和重庆地区三叠纪海相红层分布及时代

在综合分析四川东部和重庆地区的三叠纪地层资料的基础上,本文着重对研究区三叠纪海相红层的分布格局和沉积特征进行了分析和对比。在四川东部和重庆地区三叠纪海相地层中初步识别出5组12段海相红层,分别是:飞仙关组(大冶组)红层(印度阶)、嘉陵江组红层(奥列尼克阶)、雷口坡组(巴东组)红层(安尼阶)、天井山组红层(拉丁阶)和马鞍塘组红层(卡尼阶),并将这些红层与相邻地区(湖北中西部和贵州)三叠纪海相红层进行了对比。分析表明研究区所有海相红层均属于滨海-浅海陆棚相红层,四川东部和重庆地区三叠纪海相红层的碎屑物质及Fe_2O_3主要来源于康滇古陆和龙门山等高地。同时,文中还探讨了四川东部和重庆地区三叠纪海相红层纵向分布与古气候、古纬度、水深、植被、矿产、岩石颜色、构造运动等之间的关系。上述研究为进一步开展全国乃至全球三叠纪海相红层分布规律研究和时代对比提供基础数据和资料。

四川盆地区红层弱风化泥质砂岩力学特性试验研究

红层在四川盆地广泛分布,众多工程建筑座落于其地表附近的弱风化带上,通过四川盆地红层弱风化泥质砂岩的系列岩石力学试验,得出其基本力学特性,同时,就水和围压对岩石力学特性的影响进行了讨论.结果表明:岩石的变形在峰值前表现为弹塑性,水对岩石的强度、弹性常数均有明显降低作用,软化系数为0.52,随围压增高强度线性增高,变形模量、弹性模量、割线模量及泊松比呈自然对数增高.其力学参数和相关关系可为有关工程提供参考和借鉴.

四川盆地含膏盐红层特征及坝基工程地质问题(Ⅰ)

以四川盆地含膏盐(石膏、芒硝、钙芒硝)红层为例,论述了含膏盐红层的沉积环境及其分布范围,膏盐矿物在红层岩体中的分布及其矿物学特征,讨论了由于膏盐矿物溶蚀形成的有别于常规碳酸盐岩岩溶作用的红层类岩溶作用。依据水电工程实例,描述了红层坝基类岩溶形态,分析了类岩溶和溶蚀下限机理,同时给出了四川盆地几各水电工程类岩溶红层坝基的溶蚀下限深度,为确定坝基岩体防渗深度提出了相关地质依据。

川东北地区红层水岩作用的时效性试验研究

川东北地区中生代红层分布广泛,水利工程较多,研究库区红层岩石水岩作用的时效性具有工程意义。通过对该地区7个水库采样点所采集的岩石样品进行室内软化系数的测定,所得出红层岩石经历长时间浸泡后软化系数随年代的变化规律,结果显示红层经过30～50年水库浸泡后软化系数降低10%～20%。

四川盆地含膏盐红层特征及坝基工程地质问题(Ⅱ)

本文探讨了四川盆地含膏盐红层类岩溶作用引起的坝基工程地质问题,首先是地下水化学成分的改变及其对水工结构混凝土的腐蚀作用及坝基渗漏问题,然后确定了表征类岩溶作用强度的类岩溶强度因子(k)。最后,通过类岩溶岩体Vp与主要岩体工程力学指标,诸如:允许承载力fak、抗剪(断)摩擦系数f(f′)、变形模量(E0)的回归关系,探讨了类岩溶作用对坝基岩体弱化的作用。

四川盆地红层区机场建设中的主要工程地质问题分析

自2000年以来,国家在西南片区规划了大量的机场建设项目,且主要分布在四川盆地的红层地区,由于红层地区独特的地貌条件和岩土体物理力学性质,造就了其特殊的工程地质问题。本文通过分析四川盆地红层区的工程地质条件特点,结合红层机场实例,总结了四川盆地区红层机场建设中遇到的地基均匀性、地基稳定性及填料稳定性等工程地质问题,并分析了其发育规律,提出了相关建议,成果可为该地区机场建设提供重要参考。

川藏铁路红层改良路基填料压缩试验与颗粒流模拟研究

红层在我国云贵川地区以及东南亚一带分布极为广泛,具有风化剥蚀严重、遇水易软化等工程特点,不宜直接作为路基填料。依托川藏铁路成雅(成都-雅安)段红层路基改良工程,将弱风化泥岩碎石按比例掺入红层黏土以改善其颗粒级配及密实程度。通过现场取样及室内试验获得了红层改良填料应力-应变曲线;改进了基于椭球表面形态的多面体构造法,提出了一种随机构造具有凹凸多面体形状的碎石几何模型,通过建立PFC3D压缩几何模型,研究红层改良填料不同类型的强接触力链在加载全过程时的占比情况及在峰值强度时概率密度分布规律,解释了影响红层改良填料强度的内在机制。研究表明:含石量为50%的红层改良填料力学及变形特性最好,无侧限抗压强度可达421.9 kPa,碎石与碎石的咬合接触最好,红层黏土相互黏结作为弱力链起辅助填充作用,体系内能形成有效的超强力链,支撑体系承受荷载作用;不同掺石量比例的红层改良填料力学特性优劣顺序为:50%>40%>60%;推荐在对川藏铁路红层黏土改良时掺入50%的弱风化泥岩级配碎石作为路基填料。

川东红层缓倾角岩质崩塌特征与稳定性分析

川东地区出露一套湖相、河流相等红色碎屑岩,普遍发育着缓倾角岩质斜坡结构,由于其特殊工程特征和环境条件致使地质灾害频发,其中崩塌是主要灾害形式之一,并对人居安全与交通、城镇建设等具有较大危害。通过总结分析已有研究成果并结合大量野外工程地质测绘与岩体力学原理分析,提出基于川东地区环境背景条件的贯通型倾倒式、贯通型滑移式、非贯通型错断式和非贯通型拉裂式的四种基本崩塌类型,并对其岩性组合、斜坡结构特征、演变过程和安全性定量计算等进行系统总结,可为区内同类灾害的防治与研究提供借鉴与参考。

红层裂隙-孔隙水功能特征及可持续利用评价

红层区内裂隙-孔隙水分布广泛,开展红层裂隙-孔隙水可持续开发利用评价具有重要意义。通过分析红层区水文地质特征,确定了裂隙-孔隙水的主导功能特征,以地下水属性理论为基础构建了红层裂隙-孔隙水可持续开发利用评价指标体系,提出了相应的指标数据处理和综合评价等级划分方法,并开展了实例研究。该指标体系和实例评价结果能够体现红层区风化带裂隙-孔隙水水量贫乏及仅满足基本的人畜饮水的主导功能特点,对评价区地下水主导功能的正确认识是建立可持续开发利用评价指标体系和确定评价等级内涵的基础。

激发极化法在四川红层地区水资源勘察中的应用

阐述了激发极化法的基本原理和技术方法,利用激发极化法的极化率、电阻率、衰减度半衰时、充电率等极化参数在四川红层地区寻找地下水,并探讨了红层地区的含水层位,以及含水层位的确定。该方法受地形影响小,曲线反映异常直观,能有效解决红层地区的找水任务。

川东红层丘陵区软弱夹层工程特性

在川东丘陵侏罗系红层中,分布有多层厚度稳定的软弱夹层,这些软弱夹层在很大程度上控制着斜坡的结构特征和稳定性。在进行工程建设时,若基础持力层范围内存在软弱夹层,必须对软弱夹层进行详细研究。以川东地区工程实践经验为基础,进行总结,并进行其工程特性和力学参数取值方法的分析。

四川南部城市群主要环境工程地质问题

四川南部城市群为成渝经济区区域规划中四大城市群之一,有望成为四川省第二大增长极。区内多为丘陵山地型城市,有限的发展空间迫使城市建设活动中频繁的削坡、回填,在获得发展空间的同时也引发了大量的环境工程地质问题。地震活动、红层风化,地质灾害是区内最主要的环境工程地质问题。通过分析前人研究成果结合收集资料分析得出:华(?)山断裂及荥经-马边-盐津断裂在区内均表现为强活动性,地震活动频繁。侏罗系-白垩系红层泥岩具有快速风化的特性,红层边坡具有剥落、崩塌、落石、表层溜塌、滑塌、浅层滑坡六大破坏方式。区内地质灾害频发,发育密度达7.81处/100km^2,地质灾害类型以滑坡、崩塌为主。

川中丘陵区红层紫色土对果树的生态效应分析

川中丘陵区红色岩层 (红层 )主要为侏罗系、白垩系地层 ,其风化岩体衍生的紫色土是最重要和极关键的果园土壤 ,对区内果树具有复杂的生态效应特征。

川南红层地区地下水赋存环境及水化学特征分析——以宜宾市屏山县为例

在对宜宾市屏山县地区地下水水文地质调查的基础上,对屏山地区地层分布、构造及含水特征等地下水赋存环境进行了研究,将地下水分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙层间水和碳酸盐类裂隙溶洞水;通过分析研究区122组水质样品的水化学特征,结合Piper三线图,建立了地下水类型空间分布图;在此基础上,利用相关性分析、主成分分析和离子比例系数分析,解释了地下水的控制性影响因素,揭示了屏山地区地下水化学空间分布特征及成因规律。结果表明:屏山地下水类型主要以HCO_3^--Ca^(2+)、HCO_3^-·SO_4^(2-)-Ca^(2+)、HCO_3^--Ca^(2+)·Mg^(2+)和HCO_3^-·SO_4^(2-)-Ca^(2+)·Mg^(2+)型为主,主要受到地层岩性的溶滤作用和大气降雨的影响,对指导川南地区地下水开发利用规划具有重要的现实意义。

四川红层中岩溶的分布特点及形成机制

红层在四川盆地中广泛分布,随着大量基础工程建设项目的实施,红层岩溶问题日渐显现。而相对于红层岩体遇水易软化、膨胀等不良地质问题的研究,红层岩溶问题研究比较少。根据在四川红层地区多年的地勘工作实践,分析了四川红层岩溶具有非均一性、成层性、埋深大等特点,提出真红层岩溶、"假"红层岩溶等两种不同类型的岩溶形成机制。这些红层岩溶的分布特征和形成机制的提出,对这一地区的工程地质勘察、设计施工等工作有一定的指导意义。

川南红层区黄子树滑坡形成过程与运动特征

川南红层区褶皱强烈、岩性复杂、断裂发育,加之地形条件差,在雨季极易形成滑坡灾害。本文以川南红层区的黄子树滑坡为例,通过工程地质测绘和钻孔勘探,对滑坡发育特征和形成机制进行了研究,并在此基础上,运用二维离散元模拟技术对滑坡进行数值模拟,还原整个灾变过程,得出了滑体不同部位的位移时程曲线和速度时程曲线,取得如下认识:滑坡是特殊岩性组合与降雨或地震共同作用形成,整个形成演化过程可以分为前缘蠕滑阶段、整体滑移阶段和碰撞堆积阶段,滑体最大滑移量达105 m,前缘滑体速度远大于后缘,最大速度达6.5 m/s,滑坡具有剧动启程效应和滞后效应,滑体速度在达到峰值后呈波浪式逐级减缓。

四川红层地区渠道加固整治实用技术研究与应用

【目的】在四川红层地区修建的渠道等水工建筑物,因衬砌材料特性、水流冲刷磨损、风化剥蚀、植物根系侵蚀以及长期运行,造成渗漏、阻水等病害现象十分严重,且边坡崩塌等地质病害问题逐年加剧,因此病害治理是灌区节水改造工程的重点。【方法】在研究都江堰灌区节水改造工程渠道整治技术的基础上,提出了采用电焊网为增强材料、铺设锚固后以水泥砂浆覆盖的施工技术作为红层地区渠道加固整治实用技术。【结果】通过运行效果分析,既达到渠道边坡稳定、防渗减糙、满足过流能力等功能保障,又能节约国家投资、少占耕地、节约工期、保护生态。【结论】渠道加固整治实用技术是费省效宏、节能减排的研究技术,在都江堰灌区应用广泛。