基于X-rayCT的古土壤孔裂隙识别与表征

[目的]对古土壤内部孔隙裂隙结构的形态、类型、孔径分布进行精确表征,为斜坡中古土壤水力学性质的研究提供重要依据。[方法]利用X-ray CT对泾阳南塬S5古土壤原状试样进行扫描,利用VG studio Max和AVIZO三维可视化软件,经过滤波处理、阈值分割、三维重建得到了三维可视化数字古土壤模型,计算了二三维孔隙度,基于形状因子提取了古土壤中孔隙和裂隙并进行分类,提出了各类空隙的孔径表征算法。[结果](1)古土壤中孔裂隙并存,在空间上具有显著的垂向性和空间异质性,在空间形态上可由形状因子(SF)区分为裂隙(SF>40.18)、枝杈状孔隙(7.01<SF≤40.18)、长柱状孔隙(2.0<SF≤7.01)、椭球状孔隙(1<SF≤2)和球状孔隙(SF≤1);(2)大孔隙度(等效直径大于100μm)为9.86%,占总孔隙度(41.18%)的23.94%,表明古土壤中以等效直径为100μm以下的孔裂隙为主;(3)孔径分布在0.1～5mm之间,以0.1～0.7 mm为主,而体积贡献率上以0.7～1.0 mm为主,裂隙最大开度5.1 mm。[结论]古土壤是一种以中小微孔隙为主,(特)大孔隙和(微)裂隙伴生的双重介质土体,X-ray CT和三维可视化重建技术为古土壤孔裂隙识别和表征提供了一种有效的途径。

近景摄影测量在探槽地质信息获取中的应用——以泾阳南塬庙店4^#滑坡为例

探槽是最直观的地质勘查技术手段之一,也是正确认识地质体内部构造信息的关键资料。但探槽本身无法长久保存,需要及时对探槽的地质数据进行精确记录和存储。传统的探槽地质信息记录方法主要有素描法和照片拼接技术,通过其可获取探槽的二维地质信息。三维激光扫描和摄影测量技术等三维空间影像技术的发展,为获取探槽的地质信息提供了全新的思路。文中以泾阳南塬庙店4#滑坡探槽为例,介绍了利用近景摄影测量技术记录探槽三维地质信息的方法。该方法首先在整理好的探槽表面布设像控点,然后用数码单反相机采集探槽表面相片,最后利用图像建模软件对探槽进行三维图像建模工作。为便于技术方法的推广应用,文中还对像控点的测设和相片的采集方案等关键技术问题进行了详细介绍。为验证成果的可靠性,还对近景摄影测量成果的精度进行了验证分析,并在此基础上详细讨论了数据成果的二维和三维地质应用,结果表明:与传统方法相比,利用摄影测量技术记录探槽的地质信息提高了野外工作的效率和安全性,且该方法与三维激光扫描数据相比保留了更丰富的纹理细节;数据成果在实现传统的平面应用功能的基础上,还具有很好的三维应用价值,值得推广应用。

陕西省泾阳南塬崩塌、滑坡地质灾害及成因分析

泾阳南塬崩塌、滑坡带是关中地区黄土台塬地质灾害的典型代表。分析了该类灾害的分布规律及形成过程,结果表明活动构造、地震、地貌、地层岩土、河流侵蚀是该区地质灾害形成的基础,人类过度扰动及灌溉是其形成的诱因。提出该类预防总体应以避让为主,局部兼以工程治理。