吕梁山区黄土边坡工程地质分区及强度参数选取

在山西省黄土高原综合治理分区图基础上,通过实地调查最典型黄土丘陵沟壑区(I区)的53个典型公路黄土边坡,根据边坡类型、地层组合形式以及边坡破坏模式等要素,将其进一步划分为晋西北(I a)、晋西(I b)和晋西南(I c)3个亚区;并对53个边坡的黄土进行了强度特征的试验研究,获得了边坡黄土在不同直剪试验方法下的峰值强度、"启动强度"与残余强度的参数值。根据边坡工程地质特征与工程调查类比,对3个亚区边坡在3种强度参数下的稳定性进行了统计和数值分析,结合应力变形计算实例分析发现:强度参数在不同地域具有明显的差异特征,晋西北区(I a)降雨少,构造活动不频繁,边坡以坡面破坏为主,采用峰值强度进行边坡设计更为合适;晋西区(I b)构造发育,老滑坡较多,且地震活动使得土体强度相对下降,公路边坡设计的强度参数选用残余强度,有较高的安全保证;晋西南区(I c)降雨多,优先选用"启动强度",能最大程度地避免地质灾害的发生。

西安市地铁3号线不良地质问题及对策研究

地铁3号线是西安市轨道交通线网中西南至东北方向的主骨架线,由于西安市特殊的地质环境,工程建设中会遇到地面沉降和地裂缝等不良地质问题,因此,必须在工程建设前对3号线沿线地面沉降和地裂缝的发生原因、分布范围及发展趋势仔细进行研究。通过对地铁3号线沿线的实地踏勘,对前人研究资料的收集与分析认为,地铁3号线涉及了辛家庙、胡家庙、金花南路、观音庙、小寨5个老沉降中心和高新区、曲江新区2个新沉降中心,老沉降中心及曲江沉降中心目前沉降速率均较低,危险性小,新沉降中心鱼化寨目前地面沉降速率较大,危险性中等;地铁3号线与7条地裂缝在12个地段相交,其中危险性大的有6处,危险性中等的有5处,危险性小的有1处,要特别注意从吉祥村到小寨段与f7地裂缝的相交段。根据地面沉降和地裂缝对地铁工程影响的特点,提出了相应的防治措施。文中研究成果对西安地铁建设具有很好的参考价值。

吸取巨灾教训 重塑工程地质——2011年全国工程地质学术年会总结

2011年的学术年会主题是＂地震灾区重建的重大工程地质问题＂,自2008年以来,发生了三次巨大地质与地震灾害,它的识别、应急与重建带来了一系列问题,受到了大家的高度关注和积极响应,共收到投稿论文170余篇,经专委会组织评审,29篇论文进入《工程地质学报》2011年第4期,另有94篇论文编入《工程地质学报》增刊,参会报到人数达到了450多人,为近年来工程地质的一次盛会。

川藏铁路可研阶段重大工程地质风险分析

川藏铁路作为史上修建难度最大的铁路,沿线具有显著的地形高差、强烈的板块活动、密集的深大断裂、频发的山地灾害等恶劣地质环境特点,工程建设面临着复杂多变的地表和地下重大地质安全风险挑战。为深入综合分析川藏铁路可研阶段沿线地质风险,定量评价其对工程的影响,基于川藏铁路沿线翔实的时空数据集及资料,采用三维结构建模、数值统计建模、动力建模、时空建模等方法,进行了地表、地下重大工程地质灾害综合定量风险分析。地表工程地质灾害综合风险分析结果表明:在宏观上,川藏铁路沿线存在3个地表地质灾害高风险区,分别是鲜水河断裂带、金沙江断裂带和东构造结地区。由于川藏铁路采用以隧道为主的设计方案,地表地质灾害的风险大大降低。分别建立了活动断裂、岩爆和大变形等风险评估的普适性模型及综合风险分析模型,以易贡隧道为例,对典型重要隧道全线不同段落断裂活动性、岩爆、大变形等典型地下工程地质风险以及综合风险进行了定量评价。结果表明:川藏铁路沿线的地质灾害、断裂活动、岩爆和大变形等重大工程地质灾害的总体风险等级较高,影响工程安全;定量评估结果可以进一步指导后续的设计与施工的优化和深化。本研究为川藏铁路可行性研究提供了有力的科学支撑,同时也为国内外类似线性工程地质灾害风险分析提供参考。

黄土高原城市工程地质分区——以铜川地区为例

城市新区的科学选址及规划需要以明确的工程地质条件为基础,因此开展城市周边工程地质分区研究已成为当前城镇发展工作中的关键环节。本文以铜川地区为例,根据地质构造及地貌演化确定了地貌类型,依据第四纪沉积物组合差异将地层沉积结构划分为风成沉积型、冲洪积型及风成-冲洪积复合沉积型。根据湿陷性试验结果,研究区内黄土埋深超过22m不具自重湿陷性,埋深超过24 m不具湿陷性;根据湿陷量计算值将研究区划分为非湿陷区、2级、3级和4级湿陷区。在此基础上将研究区划分为4个区(低中山区、黄土台塬区、黄土丘陵区和河谷阶地区)及8个亚区,并总结了各工程地质区的工程特性,其中:低中山区及黄土丘陵区不适宜建筑;黄土台塬区的2级湿陷高台塬亚区和2级湿陷低台塬亚区为适宜建筑;河谷阶地区部分适宜建筑;黄土台塬区的3级、4级湿陷高台塬亚区及3级、4级湿陷低台塬亚区进行地基处理后适宜建筑。研究成果可为黄土高原地区相似地质条件下的未来城市选址及工程建设规划提供指导和借鉴。

西安地裂缝对线状工程设施的破坏及其防治措施

在论述西安地裂缝空间分布特征、活动规律及形成机理基础上,论述了西安地裂缝对各种线状工程设施的破坏方式和破坏程度。针对西安地裂缝的破坏力源于地下深部,工程加固收效甚微的情况,提出了线状工程应对地裂缝的总体防治思路:适应地裂缝变形,与地裂缝活动保持同步。具体措施为:采用化整为零的分段处理思路,各段之间使用柔性接口,同时预留未来调整空间,定期监测,随时调整。

嘉黎断裂中段重大工程区地质力学分析

嘉黎断裂是青藏高原东南缘断裂系中一条重要的深大断裂。近年来,众多大型线路工程和水利水电工程在藏东南开展,嘉黎断裂孕育的多种工程地质灾害对其建设和运维带来了巨大挑战。现有研究主要关注嘉黎断裂的全新世活动性,鲜有学者从工程地质力学角度分析断裂特征。本文以重大工程建设密集的嘉黎断裂中段为研究对象,开展了针对性的野外地质调查和工程地质力学分析。结果表明,嘉黎断裂中段的断裂地貌、岩石组合、岩体结构、地应力场、剪切带特征、第四纪活动性等工程地质力学因子具有典型的分段特征。断裂中段的工程地质力学模式可分为两类:(1)临近喜马拉雅东构造结的“韧性”工程地质力学模式;(2)远离东构造结的“脆性”工程地质力学模式。不同模式的形成主要是受到东构造结下伏热地幔流产生的高温高压强变质作用带的影响。基于分段特征,探讨了嘉黎断裂沿线的不同段需重点关注的工程地质问题及孕灾特征,为这一地区的重大工程建设和地质灾害防范提供理论参考。

西安站改扩建工程附近f3地裂缝影响研究

本文以西安火车站扩建工程场地周围f3地裂缝勘察资料为研究背景,统计地裂缝周围地层的各项指标,利用Flac3D数值模拟软件对研究对象进行数值模拟,并将抽水影响下地裂缝活动速率与近年来地裂缝活动规律进行对比,研究结果表明,地裂缝两盘差异沉降与古土壤层的错断量和地下水位的下降量呈正相关关系;地裂缝安全避让距离确定为上盘(包括地裂缝带)40m、下盘20m,总避让带宽度为60m;未来十年内f3地裂缝的活动将会缓慢持续,但不影响西安火车站的正常运行。

M_(S)6.8级泸定地震作用下大渡河工程边坡变形响应分析

安装GNSS变形监测点的某大渡河左岸工程边坡经历了2022年“9·5”泸定地震(主震)及其余震事件,为揭示地震作用下工程边坡变形响应规律及原因提供了宝贵数据。在梳理地震背景及其灾害的基础之上,整理并分析了边坡碎石土与基岩上监测点的变形历时数据,得到了如下主要发现:在主震激发下,碎石土的水平变形量变化过程总体呈S型,先后出现了震前平稳段、震后增长段与震后收敛段,且震后增长段碎石土的水平变形量增幅可达20 mm;震级比主震小的余震在震后收敛段并未对碎石土的水平变形量造成显著实质性影响,与声发射现象中的“凯赛尔效应”极相似;主震激发了碎石土的水平变形方向由北偏东8.5°快速大幅增加至北偏东30.5°,但这种对碎石土层水平变形方向的改变具有弹性可恢复性;地震作用下边坡碎石土的水平变形响应比基岩的水平变形响应更显著,分析认为岩性与坡度的差异是两者水平变形响应差异的主要原因;边坡碎石土与基岩的竖向变形以及基岩水平变形在地震作用下并无显著变化,最新变形数据表明监测点处边坡处于相对稳定状态。鉴于复杂因素对边坡的潜在不利影响,还应基于多源监测数据开展边坡的动态稳定性分析判断。研究成果可为地震时边坡安全施工与灾害风险防控提供一定参考。

基于集水区的采煤沉陷区地质环境评价体系构建-以阳泉市28座煤矿为例

为了合理构建采煤沉陷区的地质环境评价模型,本文选取阳泉市中西部的28座煤矿为研究对象,建立以地质灾害、含水层破坏、地貌景观破坏、土地资源破坏为1级评价指标,地质灾害类型、采空比等20项作为2级评价指标的两层评价指标体系,并通过粗糙集理论计算各指标权重,而后基于GIS划分集水区作为评价单元,通过模糊综合评判进行评价,得到的评价结果与实际调查情况较为相符,证明了该评价模型在研究区的地质环境评价中是可行的。

深地震反射剖面揭示的渭河盆地西安坳陷的地壳精细结构

2005年,跨西安坳陷完成一条NW方向,69km长的深地震反射剖面,首次获得该区域的地壳精细结构、主要断裂展布和深、浅构造关系图像.地震反射CMP叠加时间剖面显示,以反射事件C为界,地壳被分成上下两部分.上地壳由多组近水平反射带组成,具有分段连续性好、局部存在反射带明显错断或形态突变等特征,清晰地刻画出西安坳陷新生代沉积分层、坳陷底界、渭河断裂带、临潼—长安断裂带和秦岭山前断裂带的几何形态和关系.反射事件C是结晶地壳内宽度约0.5s的反射带,最深处位于桩号30km,底界约6.5s,向西北缓慢抬升至5.5s,向南东迅速抬升至5.5s.下地壳有两个明显的反射事件RA、RB:RB是位于桩号40～47km之间的局部反射团,而RA为宽度约2s、向坳陷倾斜的反射带.以桩号38km为界,反射Moho形态截然不同,而且出现了显著的错断:大桩号方向,反射Moho为位于双程走时11～14s水平的反射分段连续的过渡带,宽度约3s;小桩号方向,反射Moho为一宽度约2s、并向大桩号倾斜的反射分段连续的过渡带,其形态和反射事件RA相同.根据地震波速度资料,求得这几个反射带顶界的深度分别为:10.5～13.5km(反射带C)、20.3～21.5km(反射带RB)、16.8～34.3km(反射带RA)和32～36.7km(反射带Moho)左右.作者认为形态一致的反射事件RA和反射Moho很可能是古秦岭洋向华北地台俯冲的遗迹.此外,西安坳陷内错断新生界深达反射事件C的渭河和临潼—长安断裂带和莫霍错断的存在,表明该地区地壳现今活动性很强,是未来强震发生值得注意的地区.

地质灾害易发性评价单元划分方法——以陕西省黄陵县为例

为了提高区域地质灾害易发性评价精度,采用斜坡单元作为研究对象,以GIS技术作为平台,利用水文解析工具,提出了一种将大面积研究区自动划分为最小适宜评价单元的新方法。使用此方法将陕西省黄陵县划分为6 258个最小适宜评价单元后,再通过一个地质灾害易发程度贡献分值模型计算每个评价单元易发度的分布,并以此进行黄陵县地质灾害易发程度分区评价。评价结果为:据易发度分值将黄陵县分为5个地质灾害易发区,其中高易发区占全县面积的9.94%,主要分布于洛河、沮河及寇家河河谷区,是今后地质灾害防治的重点区域。

基于InSAR的西安地面沉降与地裂缝发育特征研究

西安地区长期遭受地面沉降和地裂缝灾害。采用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术对该区域1992年至今的地面沉降和地裂缝的时空特征进行了监测。主要分3个阶段进行,在每一阶段尤其对InSAR处理过程中的干涉图滤波进行了迭代自适应处理和相位解缠进行了顾及粗差的改正,通过与同期水准和GPS监测结果比较可得InSAR精度达1 cm。从3个时间段的InSAR成果可以看出在空间分布上,西安市的东郊和南郊是沉降严重的区域;从时间发育来看,最大沉降阶段发生在1996年,最大沉降量达21 cm,而2006年的最大沉降量减少到8 cm,且沉降中心转移到西南郊;3个阶段均探测到活动地裂缝两侧的不均匀沉降,地裂缝的南侧沉降均大于北侧。该研究将为西安地区地面沉降和地裂缝的解释和减灾提供数据支持。

黄土地区地质灾害链研究初探

黄土由于湿陷性、大孔隙、水敏性等特点,导致黄土地区的地质灾害广布,并且各灾种之间表现出明显的链生效应,使得黄土地区地质灾害的成因机理及防治研究愈发复杂。本文通过分析整理黄土地区典型灾害及灾害链事件,归纳了黄土地区灾害的发育现状,详细描述了两条典型的黄土地质灾害链式结构,并以天水大沟滑坡-泥石流灾害为例,阐述了黄土灾害链链生过程中的放大效应。根据黄土灾害研究现状,凝练了黄土灾害链研究中的3个关键问题,针对性地提出各自的研究思路,并指出今后需更加注重黄土灾害链的风险评价及断链措施方面的研究。本文针对黄土地区灾害链研究中若干问题的初步思考,旨在为后续的灾害链研究提供科学建议。

西安地裂缝两盘地层岩土物理力学性质研究

选择典型的地裂缝段进行钻探和取样,根据室内土工试验结果对西安地裂缝两盘地层的岩土物理力学性质进行了对比分析,发现地裂缝两盘的地层岩土物理力学性质存在着显著的差异:地表下6.0m、平面宽度10.0m范围内影响最为显著,表现为地裂缝南盘地层的含水率、压缩系数增高,抗剪强度指标明显降低,相应地,地基承载力也有所降低。

WorldView-2高分辨率卫星数据在西昆仑塔什库尔干地区遥感地质调查中的应用

在西昆仑成矿带塔什库尔干地区,利用WorldView-2高分辨率卫星数据开展了遥感地质综合调查研究,采用最佳指数法选择适于本区遥感解译及信息提取的8-4-3波段组合,利用波段比值、主成分变换等方法增强岩性、构造和矿化信息并进行地质解译;结果表明,波段比值可识别闪长岩、大理岩、片岩等多套岩性并突出岩性之间的界线,主成分变换能增强黑云石英片岩与白色花岗岩体间界线,并能对不同片岩因矿物含量差异而呈现的不同色调、明暗程度有较好的反映。岩矿波谱测试及岩性反演和遥感矿化异常信息提取研究工作表明,大理岩等单矿物岩石波谱反演效果较好,对B1,B4,B8,B6等4个波段进行主成分变换及铁矿化信息的提取结果表明,PC3分量是铁染异常的特征主分量。利用WorldView-2数据在西部裸露地区进行矿产地质遥感综合调查,既有高地面分辨率的光学特征,又具有一定的波谱识别能力,不仅能提取大范围的矿化蚀变信息,还可以识别局部的矿体露头,应用效果较好,值得推广。

1556年陕西关中华县特大地震地质灾害遗迹发育特征

1556年陕西关中华县8 1/4级特大地震造成地表强烈变形破坏,灾害群发,伤亡惨重,是史载灾害极端严重的具有世界对比性的特大地震。地表现存的华县特大地震地质遗迹清晰完整,具有重要的地震灾害比较学意义和地震地质学研究价值。本文在深入调查关中盆地东部的渭南、华县、华阴、潼关等高烈度区地震地质遗迹的基础上,重点对发震断层、地震裂缝、地震山崩与地震滑坡等4类典型地质遗迹的发育特征进行了调查分析。结果表明,华县特大地震的典型地震地质遗迹的形成机理是地震动力与区域构造应力场、场地岩土体性质、地形地貌特征、水文地质等要素和作用的耦合结果。华县地震地质遗迹具有重要的科考科普价值和开发应用前景,应积极开展评价和保护工作,发挥地质遗迹的社会和经济效益。

西安地裂缝场地地震效应分析

地裂缝是由内、外营力以及人类活动等因素的作用引致发生的一种地面破坏现象。在这种不良的地质条件下,必然会对场地的地震响应带来一定程度的影响。针对地裂缝场地地震效应研究和工程评价的不足,采用有限元法研究了地震荷载作用下,地裂缝对场地地震动效应的影响问题。分析得出了地裂缝对场地地表水平峰值加速度及反应谱的影响特征和影响范围,为地裂缝场地工程结构的抗震设防和地裂缝灾害避让提供了新的参考。

3D GIS地下工程数字化信息系统研究与实现

地下空间时代即将到来,寻求科学规划、设计、管理地下工程的方法和手段成为当今研究热点。基于3D GIS思想,突破传统思维,应时代需求,研发集编辑修改、查询分析、三维漫游展示于一体的地下工程数字化信息系统。采用二、三维一体化技术,同时实现地上、地下空间三维可视化表达和空间分析。改善了以往地下工程信息系统较少涉及地面三维信息化的状况,实现了地上地下信息集成统一;并集成开发了地下结构计算分析模块,实现了隧道、基坑工程配筋设计、稳定分析等功能,并可输出标准设计图纸。其成果可有效辅助地下空间规划、开发和利用。系统开发经验可为其它类似软件开发提供参考。

西安地铁二号线地裂缝段防水设计探讨

地裂缝是西安市地铁工程建设面临的重大难题,其活动将给地铁的防水带来很大的压力。结合西安市地铁二号线地裂缝段处置措施的课题研究,对地裂缝的成因及特点进行了说明;根据地裂缝段地铁的结构设置情况和地裂缝的特点,提出了GINA止水带法、可卸式管片拼装双层结构法和管中管法等三种具体的防水方案。