干湿循环作用下裂隙岩体渗流特性演化规律研究

为了研究水库消落带岩体的渗流特性,以乌东德库区白云岩为研究对象,开展干湿循环水-岩作用试验。基于单裂隙渗流试验研究了干湿循环作用下裂隙岩体渗流特性演化规律,采用理论分析方法研究了裂隙岩体各向异性渗透特性。研究结果表明:当围压恒定时,单裂隙渗流量随渗透水压力的增加线性增加;当渗透水压力恒定时,随着围压的增加渗流量呈指数函数关系递减;随着水-岩作用周期的增加,裂隙渗流量呈先骤减小后缓慢增大的变化规律。裂隙岩体渗透特性存在明显的各向异性特征,并且水-岩作用后主渗透系数和渗透张量减小,渗透椭圆半径增加,渗透主方向保持不变。

花马湖连通工程边坡失稳模式及应对措施研究

为了解决花马湖上湖与中湖水系连通工程的沿线边坡失稳问题,以开挖施工过程中发生的边坡失稳情况为基础,对边坡失稳机理、变形破坏特征及产生地质条件进行系统分析,提出四类边坡失稳模式,即均质蠕滑-拉裂型(Ⅰ型)、缓-中倾顺向坡滑移-拉裂型(Ⅱ型)、块体结构楔形块体剪切-滑移型(Ⅲ型)和复合型(Ⅳ型)四类,并根据每种类型的失稳主控因素提出相应的应对措施。结果表明:对于Ⅰ型边坡不宜太陡,全强风化基岩开挖坡比1∶1~1∶0.75较适宜,及时对边坡进行喷护;对于Ⅱ型边坡主要采用锚杆(索)进行系统加固和锁口处理;对于Ⅲ型是对不稳定块体及时进行加固或清除处理,加固手段主要根据块体大小可采取不同长度锚杆(索);对于Ⅳ型应结合地质地形条件找出关键边坡失稳模式,采取相应的应对措施。针对不同地质条件所采取的不同开挖坡比和锚杆支护措施,取得了较好的效果,可为类似边坡工程提供参考。

倾斜钻孔揭露地质信息投影计算方法应用研究

为探索倾斜钻孔的应用,以克服钻探施工环境限制,通过对任意方位角和倾角的倾斜钻孔与所需地质剖面空间关系的研究,提出一种把倾斜钻孔揭露的地质信息准确投影到所需地质剖面上的方法。在倾斜钻孔的倾斜方向与所需地质剖面走向不一致的条件下,通过对倾斜钻孔揭露地质信息的起始和终止位置进行投影换算,进而得到符合实际地质特征的剖面。将所提出的方法应用于南水北调中线引江补汉工程勘察实践中,结果表明:该方法能够有效利用倾斜钻孔揭露信息;应用此方法进行倾斜钻孔勘探,不仅可以克服地表复杂的钻探施工环境,而且可以有效减少钻探进尺、提高勘察效率、节约勘察成本。

旭龙水电站坝基岩体质量验收控制标准研究

旭龙水电站为混凝土双曲拱坝,坝基岩体质量控制标准对工程具有重要意义,施工前应对坝基岩体质量验收控制标准进行研究。在前期勘察过程中,通过力学试验、岩体纵波波速值测定等方法确定了坝基岩体质量;类比同类工程,提出了一套适合旭龙水电站坝基ⅡA、Ⅲ1A、Ⅲ2 A岩体质量控制标准。结果表明:ⅡA类坝基岩体V p均值>5000 m/s,波速值<4500 m/s的占比不超过15%,且不集中;Ⅲ1A类坝基岩体V p均值>4500 m/s,波速值<4200 m/s的占比不超过15%,且不集中;Ⅲ2 A类坝基岩体V p均值>4500 m/s,波速值<4000 m/s的占比不超过10%,且不集中。研究成果可为确定旭龙水电站坝基岩体质量验收定量标准提供依据,并供类似工程参考。

鄂州市花马湖流域软土物理力学性质研究

为更好掌握花马湖流域软土的物理力学特性,通过扫描电镜观察、室内土工试验等方式,对该流域软土的矿物成分、微观结构、物理力学性质指标及各指标间的相互关系进行综合研究。结果表明:花马湖流域软土主要由伊利石、绿泥石等黏土矿物组成,呈致密块状结构,具有含水量高、孔隙比大、高压缩性、强度低、结构性强等特点;其孔隙比和含水量与其他物理力学指标间具有很好的相关性。研究成果可为花马湖流域地区工程的设计与施工提供参考。

某工程岩浆岩发育规律及其对地下洞室围岩分类的影响研究

文章以某工程实际为例,阐述了广泛分布在工程区的岩浆岩发育规律,通过对岩浆岩侵入规律的总结,从地下洞室围岩分类的五个影响因素入手,包括岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水状态、主要结构面产状,分析岩浆岩侵入不同地层时对地下洞室围岩分类的影响,以期为相似工程提供经验。

岩土工程施工中的边坡支护技术的研究

岩土工程是指在土壤和岩石等地质环境中进行的工程建设,如隧道、堤坝、桥梁等。近年来,随着我国经济的高质量发展,建筑工程领域也进入了一个新的发展阶段,岩土工程事业如火如荼地蓬勃发展。在岩土工程施工过程中,边坡支护技术显得尤为重要。边坡是指山体或土方边缘的斜坡部分,其稳定性直接关系到工程的安全性和稳定性。由于荷载复杂,如土压力、水压力以及地震力等,边坡容易发生滑坡、崩塌等灾害。因此,在边坡支护施工过程中,建筑施工单位要根据实际情况,采取相应的防护措施,确保施工人员的生命安全和工程的质量。只有这样,岩土工程才能更好地为经济发展服务,推动建设行业的繁荣。

长江某水电站坝基剪切带发育规律与抗滑稳定研究

坝基剪切带是水利水电工程建设中经常遇到的重大工程地质问题,常对坝基岩体稳定性有着直接影响;研究剪切带的工程地质特征特别是空间发育与分布特征,对红层地区水利水电工程建设具有重要意义。本文以长江某水电站为例,从坝基红层沉积环境与沉积相分析入手,通过对坝基岩性组合、矿物组成、结构和粒度标志、沉积构造等的综合分析,恢复坝基古沉积环境,进一步确定原生软弱夹层的沉积微相;结合区域地质构造背景,分析剪切带发育规律与空间分布特征,进而开展坝基抗滑稳定研究。研究结果表明:层间剪切带的发育及空间分布特征主要受红层沉积环境与沉积相控制;坝基层间剪切带大多发育在半韵律层的顶部,即发育在软硬岩层接触面及厚层软岩内;由于岩相变化快,所以同一剪切带的空间分布常不连续,在不同空间位置的类型也不尽相同;剪切带是具多种黏土矿物成分且含量不同的高分散体系,其具有不同的工程地质特征及强度参数;剪切带空间分布特征与性状的不连续性,对坝基岩体稳定性有着重要影响,常直接关系到工程的建设工期与造价。因此,以沉积环境和沉积相分析为切入点,能够清晰的认识剪切带的空间发育分布规律,可用于指导红层地区工程地质条件评价与坝基岩体稳定性分析。

三峡库区近坝库段野猫面滑坡治理必要性论证及防治方案研究

野猫面滑坡是长江三峡库区距离三峡大坝最近的一个特大型滑坡。在三峡水库蓄水至135.0 m以后该滑坡体进行了不同程度的变形调整,主要表现为地面出现多条拉张裂缝。在大量地质勘查研究工作的基础上分析滑坡体在现状和三峡水库运行期间多种工况下的稳定性,论证滑坡治理的必要性。着重从降低滑坡失稳风险和提高安全储备的角度提出多种治理方案,进行方案比选,重点推荐"钢筋混凝土阻滑键+地表地下排水工程+长期监测"作为野猫面滑坡的治理工程措施。

长江三峡的形成:时间、证据及争议

长江是亚洲最大的河流系统,其形成演化对东亚地区的地形、气候变化、生物演化和物质循环都具有重要的指示意义。长江三峡位于扬子板块中部,其形成贯通了四川盆地和江汉盆地水系,被认为是长江演化过程中最重要的事件之一。然而,有关三峡的形成却颇具争议,为了厘清长江三峡的形成过程,回溯了关于长江三峡的成因和形成时间的百年争议,并对长江三峡形成机制和过程研究进行了梳理。通过分析发现,由于研究思路、研究对象和研究方法的限制,长江三峡侵蚀时间和下游物源分析结果矛盾,长江三峡东流贯通时间存在较大争议。综合分析认为,长江三峡的形成研究应通过峡谷基岩的侵蚀以及江汉盆地沉积物物源分析来共同约束,尤其是通过独居石裂变径迹和宇宙成因核素定年等年代学方法以及单颗粒矿物地球化学分析和全岩同位素分析的联合应用可以为峡谷侵蚀时间和江汉盆地及四川盆地源汇体系建立时间提供更为精确的约束。研究表明,可基于地球系统科学和源—汇系统理论,从构造—地貌—气候演化的视角,对后续的长江三峡以及其他大型河流演化进行全流域的系统分析,尤其是可以综合青藏高原等源区的地球化学特征、隆升时间以及沉积盆地演化、盆地沉积物碎屑矿物地球化学特征等,共同分析长江等大型河流演化过程。

三峡工程近坝库岸滑坡变形监测方法试验研究

通过试验研究表明:对滑坡变形机制研究或精度要求较高时,采用测量机器人(Georobot)技术是目前最理想的方法;若只对滑坡的长期趋势进行监测或精度要求较低,且滑坡范围较大时,采用GPS技术加测地面边的方法有较大优越性。三峡工程近坝库岸野猫面滑坡宜采用Georobot监测,而黄腊石滑坡监测用GPS加测地面边的方法更好。

穿越长江输气管道工程地质勘察技术研究

黄冈至大冶天然气管道穿越长江段拟采用定向钻法施工。为准确查明穿越段的地质情况,选择最佳穿越路径,提前制订了相应的施工方案和故障处理措施。通过采用传统小口径钻探,并结合声波、高密度电法、松散岩土层可视化探查技术、井下全息彩电探测和三维建模等一系列优质、先进的勘察技术方法,经综合分析,获取了详实的地质勘察资料,确保了工程的顺利、成功实施。详细介绍了勘察过程,其综合勘察技术及工程经验可供同类工程参考。

武汉湖相淤泥的蠕变特性与模型研究

为查明武汉湖相沉积淤泥的蠕变特性,开展固结不排水的三轴剪切蠕变试验。结果表明,武汉淤泥具有显著的蠕变特征,且具有非线性蠕变特性。低剪应力下,蠕变变形小;高剪应力下,出现瞬时变形、非稳定变形与稳定变形,剪应力越大,非稳定变形越大;较高剪应力下,发生快速破坏。孔压变化与蠕变变形规律基本一致。Burgers模型可较好地预测武汉淤泥的不排水剪切蠕变变形,该模型具有参数少、参数物理意义明确的特点。研究还表明,增大固结压力可以减弱蠕变变形,可采用超载预压方式提高土体的固结度,进而可有效减小因蠕变引起的工后沉降。

基于BIM+3DGIS的块体监测系统应用研究——以三峡水电站地下厂房为例

针对水电工程地下厂房块体稳定性监测与三维可视化的表达问题,采用BIM+3DGIS技术搭建了三维可视化块体监测系统。该系统在高精度地形场景中可准确反映块体空间信息和几何形态,展示监测仪器布设位置,集成厂房BIM模型,关联监测数据,形成三维可视化的块体实时监测预警体系。将系统应用在三峡水电站右岸电站地下厂房块体稳定性监测中,极大地提高了实时监测信息及厂房安全管理的效率,可为块体稳定性分析评价提供决策依据。相关经验对水利水电工程三维可视化监测管理具有一定参考价值。

西气东送穿过长江段主要工程地质问题及施工方法研究

通过对潜江—岳阳支线江底输气管道穿过段的勘探,针对主要工程地质问题,创造性地提出了人工钻爆施工和盾构法施工相结合的施工方法,既解决了地质问题也提高了效益。

金沙江杀威台子巨型堵江古滑坡基本特征与成因机理研究

【目的】杀威台子滑坡是位于金沙江乌东德水电站河段的一个巨型古滑坡,该滑坡发育机理的深入分析与研究对加深地貌历史演化过程的认识、助力类似区域的减灾防灾及工程建设等均具有重要意义。【方法】通过野外地质调绘、无人机地形航测与解译、GIS遥感分析、沉积物年代测试等方法对杀威台子滑坡基本特征、成因机理、洪水淹没范围及溃决年代进行分析,【结果】结果显示:(1)巨型滑坡体来源于右岸,滑源区呈现了“上硬下软”地层组合、顺层岩层倾向、断层边界控制及前缘临空等滑坡发育基本条件。(2)滑源区软硬界面为典型的不整合接触面,为滑坡的形成提供了底部控滑面,加上断层的存在削弱了斜坡的结构完整性及阻滑能力,使得滑体产生高位顺层滑出,高速滑入并堆积于金沙江河床,形成对岸高、本岸低的滑坡堰塞坝。(3)杀威台子滑坡存在二次滑坡堵江现象,其滑动原因推断是由于第一次滑坡体在滑动过程中对部分区域岩体扰动剧烈而导致其产生强度劣化,最终发育为滑坡造成二次堵江。(4)杀威台子滑坡堰塞湖最大淹没高程约为1 038 m,最大库容约为188.7×10^(8) m^(3),上游回水距离达280 km,由年代测试结果推测其溃决发生在距今约1.9万年前,可推断该堰塞坝的消亡原因极有可能与大理冰期内气候变暖导致的降水量剧增、冰川消融加剧、径流增加密切相关。【结论】结果表明:GIS遥感分析是洪水淹没范围调查中一种快速且有效的方法。目前对于青藏高原周边地质灾害成因机理、构造背景、基础地质条件、地貌演化特征等的理解尚有不足,加强地质调查研究与地质风险评价,对于相关重大工程的施工、设计、运行和维护等均具有十分重要的意义。

引江补汉工程输水线路工程地质选线研究

引江补汉工程是南水北调中线工程的后续工程,可行性研究阶段坝下方案输水隧洞初拟4条线路进行比选,比选线路区地形地质条件和工程地质问题复杂,具有线路长、埋深大,地层岩性复杂多样、可溶岩和软质岩分布较多,地质构造背景复杂、总体地应力水平高等地质特点,深埋长隧洞工程可能涉及的工程地质问题均有可能出现,有必要选择一条地质条件相对较优的线路。经分析研究,将线路比选考虑的地质因素分为关键地质因素、重要地质因素、一般地质因素,并建立多因子条件下的线路比选模型,经工程地质综合比选,龙安1线输水隧洞方案总体较优,地质选线成果为工程设计综合选线提供了重要依据,地质比选研究思路与方法可为同类工程提供借鉴。

乌东德库区小汊头红层滑坡形成机制研究

乌东德库区具有红层库段滑坡密集发育的特点,以库区小汊头滑坡为例,探究古堰塞湖的形成对库区红层滑坡孕育发展的影响。采取红层岩样进行矿物分析与矿物鉴定,将砂岩和砾岩放入去离子水中浸泡,分析不同浸泡阶段岩体的微观结构及溶解的离子浓度,并测量泥岩在干湿循环下的波速变化,并运用GeoStudio数值模拟软件计算流固耦合作用下边坡的破坏过程。研究表明:砂岩和砾岩中含有石膏,遇水易溶解形成溶蚀孔洞,渗透性增强;浸泡液中SO_(4)^(2-)离子浓度最大,其次是Ca^(2+)、Na^(+),石膏为主要溶解矿物;4次干湿循环后泥岩表面有部分薄层脱落,微裂隙生成,波速明显减小;滑坡变形模式为滑移-压制拉裂,滑坡破裂面为阶梯状,在该模式下泥岩作为控滑层面,使砂岩在变形过程中内部形成上窄下宽的裂缝并不断向上扩展延伸,直至斜坡岩体发生失稳破坏。

环境边坡危岩体稳定性定性评价研究

水电工程环境边坡分布的危岩体存在“走不近、看不清、查不明”的难题,稳定性评价困难。根据金沙江乌东德水电站、旭龙水电站等高山峡谷坝址区环境边坡大量危岩体稳定性评价成果,提出了环境边坡危岩体稳定性的定性评价标准与方法。结果表明:滑移型危岩体的稳定性评价依据包括滑面几何特征、滑面性状、结构面卸荷松弛张开因素,倾倒型危岩体的稳定性评价依据包括底面悬空程度、后缘结构面特征、高厚比,坠落型危岩体的稳定性评价依据包括通过凸出程度、后缘结构面特征、坚硬程度及完整性;通过对块体结构面产状、松弛张开特征、底部临空情况、附近变形破坏迹象等要素进行分项按权重赋分,可进行危岩体稳定性半定量评价。将定性评价结果与稳定系数对应,可建立定性评价与定量评价的关系,为支护设计提供参考。

基于Civil 3D的水利水电工程三维地形建模技术研究

随着三维协同设计技术的广泛应用,水利水电行业对三维地形的应用要求日益提高,使用常规的地质建模软件如GOCAD、CATIA很难满足高精度地形建模的要求。Civil 3D符合高精度地形建模的要求,但添加等高线时参数设置较为复杂,同时由于仅支持LandXML和DEM格式导出,大大限制了其应用范围。通过分析等高线优化及平面三角形消除原理,给出了Civil 3D地形建模参数选择建议,并结合水利水电工程实例讨论了高精度地形的建模过程。最后自主开发了LandXML2ts软件,将LandXML转换为广泛使用的ts格式,极大地拓展了地形模型的应用范围。