海域花岗岩发育区地震反射精细地质构造调查

广东近海海域位于太平洋板块与大陆板块交界处,地质活动活跃,地质结构复杂。在花岗岩分布区,基岩不均匀风化形成风化基岩凹槽、隆起和孤石等,基岩面起伏较大。单一钻探方法难以反映隧道沿线地质结构的连续变化。本文采用高频小炮距水域地震反射方法,查明隧道沿线详细地质条件,总结各种地质体的地震反射特征,研究断裂走向及活动性。在小炮间距地震剖面中,基岩面表现为反射同相轴起伏变化,基岩隆起对应同相轴上隆,基岩凹槽对应同相轴下凹;断裂表现为同相轴缺失、突变、错断;抛石发育区与孤石(群)形成绕射波。本文利用多条地震反射剖面构建三维地质模型,全面展示隧道沿线复杂地质结构,划定强风化花岗岩区。对比研究发现地震反射解释结论与钻探揭示情况吻合较好,为隧道工程设计和施工提供了可靠的地质资料。

边坡花岗岩风化孤石工程危险性评价方法研究

对边坡花岗岩风化孤石工程危险性预测时尚无规范依据和行之有效的方法。影响边坡花岗岩风化孤石稳定性的因素较多且不确定性较强,引入层次分析法,建立危险性评价层次结构模型,根据工程实践经验和反馈给出影响因素重要程度评判矩阵,从而得到影响因素重要程度权重矩阵,根据各影响因素定性评分得到危险性评价结论,且具有半定性半定量的特点。通过工程对比,有较好的一致性。

跨孔超高密度电阻率法在球状风化花岗岩体探测中的应用

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的建设,准确探明花岗岩孤石的空间分布具有重要的现实意义。为了探明地铁建设过程中花岗岩孤石的分布情况,结合深圳地铁11号线某区间孤石探测试验,采用跨孔超高密度电阻率法研究两孔间孤石分布情况,试验数据能较好反映出土层间电阻异常。试验分析结果与现场验证钻孔的对比表明:该物探方法能在一定程度上揭示孤石的空间分布,为进一步针对地铁工程勘察提供了指导,丰富了花岗岩孤石的探测手段。

再论山脊壶穴的冰川融水成因——兼与施雅风院士商榷

针对施雅风院士新提出的壶穴之"负球状风化"说,笔者特撰文与施老商榷。笔者认为:壶穴的形成并不受花岗岩中节理的控制,也与风化作用无关,不能用"负球状风化"来解释。壶穴是高速旋转水流侵蚀的结果,在中国东部花岗岩山脊上发现的壶穴是第四纪冰川融水侵蚀的标志。近年来观察到的格陵兰冰上湖泊的突然排泄为壶穴的冰川融水成因说提供了重要的证据。壶穴成因争论的本质是中国东部是否曾经发育过第四纪冰川,建议第四纪学界关注中国东部第四纪冰川的其他地貌标志。韩同林研究员的"冰臼论"促进了中国东部第四纪冰川地貌的再研究,应当给予积极评价。

重庆地区红层泥岩球状风化剥落特征及其形成机制

以重庆地区红层泥岩为对象,对其球状风化剥落的形貌、剥落层序、剥落层层数、剥落层厚度、剥落物形态及其堆积特征等进行了分析。调查和分析表明,泥岩球状风化是水分场、温度场有关的各种风化作用共同作用的结果,其风化剥落经历了局部变形与应力集中、风化裂隙切割、椭球化、拱形开裂与球状逐层剥落的过程。红层泥岩球状风化剥落速度快,风化球因分叉明显,稳定性差,难以长久保留。

双/多基地天气雷达探测小椭球粒子群的雷达气象方程

首先导出小椭球散射的方向函数及侧向散射截面的表达式。然后,考虑发射水平偏振波与垂直偏振波这两种情况下,当小椭球粒子群旋转轴作一致铅直取向和在空间作均匀随机取向时,分别建立适用于双/多基地雷达接收子站的雷达气象方程。主要结果为:(1)当入射波以不同的仰角及方位角射到旋转轴任意取向的椭球上时,会在椭球的3个轴上产生不同的极化电偶极矩分量,使小椭球散射方向函数不仅与散射方向有关,还与天线和粒子两个直角坐标之间的配置情况有关。(2)无论入射波偏振方式是水平还是垂直,小椭球粒子的总侧向散射截面恒是散射波在该方向上造成的侧向散射截面之和。(3)双基地雷达气象方程与单基地雷达气象方程比较,其差别在于侧向散射截面与后向散射截面的不同,另外,有效照射体积不同,子站与单基地站天线方向性函数不同,使双基地雷达气象方程中多出与双基地角有关的一个因子。(4)主站天线辐射在半功率点内不论均匀与否,双基地雷达气象方程中的侧向散射截面均代表总的侧向散射截面且依赖入射波偏振方式。(5)给出了小椭球群旋转轴一致铅直取向情况下的双基地雷达气象方程,这些方程与入射波偏振方式、主站发射天线辐射在半功率点内均匀与否有关。入射波为垂直偏振时一致铅直取向的椭球群的侧向散射截面可能由包含铅直分量在内的3个正交分量组成。这具体依赖于主站天线仰角。但入射波为水平偏振时到达子站天线处的回波功率与主站天线仰角无关。(6)给出了小椭球群旋转轴在空间无规则取向时的双基地雷达气象方程,这些方程与主站天线仰角、入射波偏振方式等无关,但与主站发射天线辐射在半功率点内均匀与否有关。

韩同林的“冰臼论”是对花岗岩类岩石“负球状风化”的误解

韩同林著《发现冰臼》英文书名Moulin Discovered,将花岗岩类地区大量出现与节理有关的小型臼状地形统称为冰臼,即Moulin,并指为古冰盖的遗迹,以之反推所有臼状地形区均是两、三百万年前全球泛大冰盖所遗留的地质现象。笔者假韩著中丰富图片与记述,对照文献研究,认为冰川区罕见,只有死冰区可能存在的冰臼不可能生成上述臼状地形。这种空间尺度为厘米级至米级的臼状地形,应是花岗岩类地区与节理有关的负球状风化(Negative spheroidal weathering)与风、水协力作用的结果。少量臼底堆积热释光测年证明,这一过程是冰期后即不超过10ka的时段里进行的。韩同林大力宣传其错误的冰臼论,影响读者盲目相信过于夸大的第四纪冰川分布范围,并导致旅游部门广泛布置第四纪冰川景点,对社会舆论和旅游文化产生了不良误导作用。

驳施雅风“冰臼”“负球状风化”成因论

施雅风院士最近撰文指出笔者等近年来在中国东部发现的若干"冰臼"并非冰川遗迹,而是花岗岩经"负球状风化"而成。然而,他所谓的"负球状风化说"与当地的气候环境条件和客观存在的事实完全相悖。冰臼是地表负地形之一,现今是"堆积区"而不是"侵蚀区",以现代常见的侵蚀作用产生冰臼的所谓"风说"、"壶说"、"风雨说"、"差异风化说"、"负球状风化"等,都是不可能的。这些假说是对过去业己形成冰臼群进行不同成因推断,是对冰臼群成因的最大误解。冰臼只能由大量冰川融水沿冰川裂隙自上向下,以滴水穿石的方式形成滚流水钻,强烈冲击下伏基岩产生。从河流流水动力学特点上看,急流旋涡主要产生水平力为主,而冰臼的形成主要是垂直力才有可能产生,因此河流流水也是无法产生冰臼的。

地震反射波CDP叠加技术在台山核电海域花岗岩孤石探测中的应用

介绍海域地震反射波多次覆盖CDP叠加技术,阐述海上单道地震与CDP叠加技术的差别,从方法原理、震源选择、观测系统等方面分析探测小尺寸异常体的关键技术,通过钻探验证说明该技术在探测风化残留体中孤石的良好效果。

浙闽东海岸风动石奇观

本文简介浙闽东海岸花岗岩类经“球状风化”塑造的石蛋地貌奇观。著名的有浙江舟山群岛普陀山的磐陀石 ,福建泉州的碧玉球和东山岛的风动石 ,以及厦门的日光岩。

高精度水域地震反射波法在厦门海域工程勘察中的应用

厦门海域存在风化槽、孤石、礁盘及隐伏断裂等不良地质现象,为探明厦门市地铁1号线、2号线及3号线工程跨海段工程地质条件,选用了高精度水域地震反射波法。本文介绍了地震反射CDP叠加技术与分辨率影响因素,阐述了高精度水域地震反射波法技术特征、震源选择、数据采集、数据处理等方面的相关技术;论述了厦门海域各种不良地质体在时间剖面上呈现出不同的异常特征。通过工程实例说明高精度水域地震反射波法在进行岩土层划分、风化槽、孤石、礁盘及隐伏断裂勘察时,均可取得较好的勘察效果。

地铁工程球状风化专题勘察方案研究

球状风化(俗称"孤石")对地铁盾构工程施工极为不利。本文结合工程实例,论述了地铁工程开展球状风化专题勘察的必要性,并以深圳某地铁工程为例,通过分析球状风化对地铁工程不同工法的影响以及处理孤石的方法,合理地推荐了球状风化专题勘察的实施范围;通过对不同类型勘察方案进行多因素综合比较,推荐了专题勘察布置方案,并就专题勘察的实施提出了若干建议,为类似工程提供参考和借鉴。

花岗岩球状风化体分布特征及工程影响

花岗岩中发育球状风化体(风化孤石)。特定地区风化孤石具有相似的分布规律。地表孤石集中分布,稳定性差,地下孤石具有相似的埋深和大小。孤石常以高位孤石、孤石集中发育区和基础下隐伏孤石三种形式对高速公路造成危害。针对各种危害形式提出不同的处治措施建议,经工程验证措施切实可行,为类似工程提供借鉴。

海南省文琼高速公路花岗岩路段工程地质特征研究

花岗岩风化岩与化岗岩残积土是工程地质勘察中一种常见的特殊性岩土。根据文琼高速公路工程地质勘察中所揭示的地层情况,将钻探岩芯野外鉴别与原位测试相结合的方法对地层进行划分是较为合理的。对花岗岩残积土遇水物理力学性质发生显著变化及花岗岩风化岩的不均匀性进行论述,分析了形成原因,就公路路基、边坡、桩基等工程在设计与施工中所遇到的工程地质问题提出了建议和处治方案。

双/多基地天气雷达探测小椭球降水粒子的侧向散射能力

首先给出小椭球粒子侧向和后向散射截面的表达式,将其中相关参数用双基地雷达坐标系中的量表示,在定义小椭球粒子侧向散射能力后,分别推导出发射水平与垂直偏振波条件下估算侧向散射能力的算式,并通过仿真计算,获得各高度上的侧向散射能力和分布情况。得出的主要结果为:(1)发射水平偏振波时,在低高度的等高面上,当离开基线垂直向上或向下距离增加时,侧向散射能力先逐渐变小到最小值后,再逐渐增大。在基线左、右的延线上也基本呈这种分布,仅在主站与子站的垂直方向上存在侧向散射能力的最低区域。随着等高面高度升高,侧向散射能力分布情况基本相似,仅子站上下的弱侧向散射值有所提高。(2)发射垂直偏振波时,在低高度水平面上无论被探测的扁旋转椭球粒子处在该平面上(除主站与子站的位置以外)的任何处,侧向散射能力均为最大值。当高度升高时,在主站与子站相对应位置左右两侧出现了侧向散射能力小值区,越靠近主站与子站,侧向散射能力越小,当高度继续升高时,这种两侧出现的侧向散射能力的小值区面积进一步扩大。

探地雷达在花岗岩球状风化体探测中的应用

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的建设,准确探明花岗岩孤石的空间分布具有重要的现实意义.为了探明地铁建设过程中花岗岩孤石分布情况,结合深圳地铁11号线某区间孤石探测试验,采用探地雷达研究两孔间孤石分布情况,试验数据能较好反映出土层间反射回波的异常.试验分析结果与现场验证钻孔的对比表明:该物探方法能在一定程度上揭示孤石的空间分布,表明了探地雷达在孤石探测上的有效性和适用性.

花岗岩球状风化体的三维表达及工程应用

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的建设,而准确描述花岗岩孤石的空间分布具有重要的现实意义。本文根据深圳地区花岗岩球状风化体的分布特点,基于Arc GIS 10.1建立其三维模型,并将其放置真实场景中,实现了花岗岩孤石的三维表达。该研究为花岗岩发育地区地铁线路的规划、设计和施工提供了更直观的观察手段。

舟山地区工程勘察中的若干问题及对策

舟山地区为海岛丘陵区,具有地貌类型多、变化较迅速、岩土层类型较复杂、岩相和岩性及厚度变化大的工程地质特点。针对本区工程勘察中常见的不同风化程度岩石区分、孤石与基岩判别、第四系之下基岩顶面异常起伏、持力层之中存在软弱夹层等工程地质问题,应加强现场观察调查,采用钻探配合工程物探方法 (电法、浅地震法、声波勘察)及静力触探等原位测试,并适当增加勘察钻孔与取样数量。

厦门地区孤石分布规律及对地铁工程的影响

厦门地区的花岗岩地层中发育了大量的球状风化体(俗称孤石),对地铁工程的建设产生了不利的影响。通过对厦门地铁一号线、二号线进行钻探及室内试验研究,根据揭示的孤石进行统计分析,并分析对地铁工程的影响。研究表明:厦门地区花岗岩孤石埋深主要集中在0.7~20m之间;89%的孤石厚度不超过4m;近半数孤石分布于强风化层;其饱和抗压强度主要集中在40~45MPa和90~100MPa,天然抗压强度集中在45~50MPa和100~110MPa;地铁施工时孤石可能会导致盾构机损坏和姿态失控。

论雷暴风化作用

在位于冀东地区海拔1840多米的都山顶峰,笔者首次发现了雷暴风化作用,并目睹了雷暴风化作用的进行。在都山顶部,发现了雷暴风化砾石堆,分析了雷暴风化作用的物理依据,估算出一次雷暴作用所释放能量的0.07％—0.007％就可使1m^3的花岗岩断裂。阐述了雷暴风化作用的时空分布规律,指出雷暴风化作用主要发生在低纬度近海山地地区。气候比较温暖且降水量较多的地史时期是雷暴风化作用较发育的阶段。对于中国东部中低山地有争议的部分冰川砾石,有可能为雷暴风化作用形成的雷暴风化砾石经泥石流搬运后再沉积的产物。因为江西庐山等地都是雷暴风化作用较易发生的低纬度近海山区。