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.     

滇中红层坝基溶蚀岩体及物理力学特性研究

金沙江观音岩水电站双折混合坝中混凝土重力坝部分坝基位于中生代侏罗系中统蛇店组J2s砾岩、砂岩为主的滇中红层地层上,而岩石胶结物溶蚀现象不利于坝基岩体稳定。为此,在我国红层分布特点基础上,分析了滇中红层沉积、分布特征,系统地研究了红层坝基碎屑岩因胶结物溶蚀而出现的喀斯特现象以及岩体出现小的溶洞、溶孔、溶蚀裂隙及岩体解体、砂化、结构变坏等特征,并进行了红层坝基溶蚀岩体物理力学性质试验研究。结果表明:溶蚀岩体分布特征及其岩体质量力学参数指标达到Ⅲa和Ⅲb类岩体质量要求,坝基适当处理可满足建基面要求。研究成果为坝基建基面确定、溶蚀岩体地质缺陷处理提供了依据。     

湖南红层岩溶与水库渗漏

湖南省红层分布在省内８０余个大小盆地中，总面积达４３４６７ｋｍ＾２，区内是我省四大城市的人口集中区，也是我省主要的粮食产地。由于红层岩土含水条件差，因此它又是我省典型的干旱区。近年来，湖南红层地区修建的部分水电工程，水库库底塌陷，坝基管涌等水文工程地质问题相继发生。从红层岩类划分和岩溶形态入手，探讨红层岩溶的发育规律、地下水特征，找出解决水库渗漏的处理措施，以确保水工建筑物的正常运行。     

浅论王家厂水库大坝坝基红层砾岩的岩溶水文地质特征

王家厂水库坝基的红层岩类，岩溶较为发育。本文详细阐述了岩溶的成因特点以及所具有的特殊规律和水文地质、工程地质特征，为坝基的处理提供了充分依据。     

龚家坪大坝基础处理设计及施工

龚家坪水库位于鄂西南山区五峰县境内,大坝位于典型的高原喀斯特溶蚀地貌区,溶洞及溶槽发育强烈.坝基在高程1170m以上的体积溶蚀率为13%,面积溶蚀率为40%.纵贯坝基下的大溶洞及溶蚀破碎岩体严重破坏了坝基岩体的完整性,降低了岩体强度,加大了坝体变形,影响两坝肩深层抗滑稳定,并可能影响帷幕安全和防渗的效果.通过有限元法对变形和基础处理深度计算的分析,确定对坝基溶洞采取填排结合的处理方案,经连续3a蓄水运用,表明效果良好.其基础处理的设计对类似岩溶发育地区基础处理具有一定的借鉴意义.     

在红层上兴建水电工程的环境工程地质问题

通过对我国红层上兴建水电工程的总结,环境工程地质问题包括:1.工程作用。由于施工爆破引起岩体各种结构面的拉张和开挖基坑卸荷而增大岩体的透水性;基坑开挖临空岩体沿剪切带的水平位移和垂直回弹,而造成岩体结构松弛和力学强度的降低。2.环境水中硫酸盐对混凝土的溶性及对坝基岩体可溶盐和灌浆材料的溶蚀,导致机械管涌,混凝土疏松,剪切带恶化,坝基强度(包括f值)降低。3.软弱夹层——剪切带在水库运行后,长期泡水和在渗水压力作用下而泥化,摩擦系数f值降低,剪切带中易溶物的溶蚀,还有化学管涌和化学淤堵之虞。4.粘土岩的快速风化。由于粘土岩亲水性和大的比表面积,具有失水收缩干裂,再遇水膨胀崩解的快速风化特征,主要因素是受大气的温度和湿度的控制。红层中兴建水利水电工程所产生的环境工程地质问题是可以认识,有规律可循和可预报防治的。     

大丫口水电站坝址岩溶发育特征及坝基处理

大丫口水电站为混凝土拱坝,坝基为灰岩、白云岩可溶岩类岩体;两岸溶蚀裂隙发育且程度不均一,右岸发育程度强。右坝肩岩体中发育两层溶洞,对坝基、坝肩的变形稳定及渗漏极为不利。着重介绍该部位的岩溶发育特点以及采取的工程处理措施。     

基于水力联系分析的现代岩溶影响层深度确定方法

为准确、有效确定现代岩溶影响层深度，基于河谷三期演化分层模型，在坝基钻孔内由上至下进行分层岩溶水力联系密切程度研究，通过压水段、观测段水压力曲线的相关性，确定现代岩溶影响层深度。以红水河支流某水电站坝基岩体分层压水试验为例进行验证，结果表明：采用此方法判定的岩溶类型与钻孔揭露的岩溶发育程度相符，所提出的新方法具有较高的可靠性。研究成果可为坝基防渗处理深度提供设计依据，具有一定的指导意义。     

万家口子水电站岩溶发育特征及工程处理措施

万家口子水电站坝址建基岩体全部为石灰岩透水岩层构成,溶洞、溶蚀裂隙发育,深部发育连通性好,溶蚀透水带、坝基溶蚀断层带分布范围广,深度大,存在管道性渗漏和坝基变形稳定等问题。工程施工针对坝基断层带,采取了开挖回填、深孔高压固结灌浆和传力洞置换等综合处理措施;针对深部岩溶,设计帷幕穿过深层岩溶透水带底界处理。大坝建成运行监测结果表明,大坝运行正常,基础处理方案合适,防渗设计合理,岩溶地质问题工程处理措施是成功的。     

北盘江流域某岩溶水库坝基渗漏敏感性研究

北盘江流域沿线岸坡高陡,河谷深切,岩溶水文地质条件复杂,局部区域干旱少雨,地下水埋藏 深,水资源严重短缺。分别从地质调查、物探测试、分层水位等角度论证了ＰＣＨ水库不会发生邻谷渗漏 及绕坝基深部的岩溶管道型渗漏,但发生溶隙型渗漏的可能性较大。采用有限元法进行坝基溶隙渗漏 模拟分析显示:坝基潜在失稳模式为后缘剪断Ｔ１ｙｎ１－２岩体,前缘沿Ｔ１ｙｎ１－２层内岩屑夹泥型软弱结构面 剪出,坝基主要渗漏区域为Ｔ１ｙｎ１－１岩体中上部溶蚀带。敏感性分析显示:坝基单宽渗漏量与Ｔ１ｙｎ１－１灰 岩渗透系数及溶蚀率成正相关,与防渗帷幕深度成反相关;坝基抗滑稳定系数与Ｔ１ｙｎ１－１灰岩渗透系数 及溶蚀率成反相关,与防渗帷幕深度成正相关。防渗处理可针对库区Ｔ１ｙｎ１－１灰岩或坝基下溶蚀强烈区 进行。     

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%.     

红层区地下水分布规律及开发利用技术研究

通过云南省楚雄州元谋县姜驿乡16口浅井现场勘探工作实例,探讨了红层区各地下水类型在地质构造、岩性及地形地貌等影响因素下的赋存规律。在浅井井位布设、成井工艺及地下水开发利用方面提出了建议。`     

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。     

荷载-水化耦合下红层泥岩的变形特性

红层泥岩是一种常见的软岩,广泛分布于我国的西南、西北、华中及华南地区。水对红层泥岩的力学特性影响显著,由于降雨因素的影响,红层泥岩地区的边坡频频爆发崩塌、滑坡等工程事故。为模拟红层泥岩地区经历极端干燥天气后突降暴雨,即红层泥岩在不同荷载水平作用下从干燥状态到饱和状态水化作用的全过程,研究红层泥岩在不同荷载水平作用下遇水水化后的变形和强度特征,设计了一个简单试验装置和试验方案,实现了对红层泥岩在荷载-水化耦合作用下的变形特性研究。试验结果表明:①红层泥岩的水化作用明显,红层泥岩的饱和单轴抗压强度远低于干燥岩样的单轴抗压强度,考虑荷载作用下的干燥红层泥岩水化破坏应力水平又远低于泥岩的饱和强度;②破坏是一个渐变的过程,在某一应力水平作用下岩石的变形经历了一个从缓慢增长到急剧增长的过程,但岩样的破坏具有突然性,泥岩破坏后呈泥状。成果可为红层泥岩地区的工程稳定性研究提供一定的参考。     

Response of Bed Sediments on the Grade‐Control Structure Management of a Small Piedmont Stream

The grain sizes of 53 small lateral and mid‐channel deposits were evaluated on the 2.7 km long channel‐reach of a headwater piedmont stream that has been affected by check‐dams and bed sills constructions (ca. 14 constructions per km), riprap bank stabilisations and the removal of instream wood. Such interventions have led to the loss of natural vertically oscillating bedforms, and pool‐riffles have been replaced by plane beds. The evaluated sediment deposits were divided based on their positions relative to grade‐control structures on downstream, intermediate and upstream types. The individual types of deposits produced different downstream trends in the grain sizes that reflected their positions with respect to the grade‐control structures (GCSs). The downstream deposits generally produced slow downstream coarsening, which may point to the increased efficiency of the energy dissipation of the GCSs under a gradual downstream decrease in the channel slopes. However, they were generally not coarser than the other two types. The upstream deposits did not indicate any notable downstream grain‐size trend. Despite the significant downstream decrease in the channel slopes and related bankfull shear stresses at the positions of the intermediate deposits and the lack of a lateral sediment supply in the studied longitudinal profile, the sediment calibre of the deposits did not produce any systematic downstream fining. Thus, the observed grain sizes most likely pointed to the selective scouring of the fine sediments, which was caused by the presence of the GCSs and their effects on the decreasing sediment connectivity. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

红层地区地下水源热泵对地下水温场的影响

地下水源热泵是地源热泵中造价最低、发展较快的一种开发利用浅层地热能资源的热泵系统。此前的研究主要是以第四系松散层内孔隙水作为热源对象,而对红层地区地下水的研究尚为空白。选取重庆红层基岩裂隙水为热源研究对象,采用对井系统带制冷(热)荷载进行试验,同时布置观测孔和温度、水位、流量等测量装置,获得试验过程中各孔内不同深度水温和水位、流量等观测数据,分析得到地下水温度场初始温度分布特点、试验过程中各孔不同深度的温度变化特点、地下水温度场在空间上随时间的变化特点等。分析结果表明:场地内地下水温场的变化主要受天然地温场及初始温度、注水井位置、注水口深度与注水温度等因素的影响。推测注水导致的温度影响范围的边界为:平面上以注水点为圆心,呈不对称近椭圆状;空间上,则以注水点为球心,呈不对称近橄榄球状。研究成果可为红层地区地下水源热泵的进一步开发利用研究提供参考。     

内蒙古河套平原高矿化咸水分布规律及成因分析

河套平原地下高矿化咸水分布广泛,使得河套地区土壤盐渍化、沙漠化等环境问题突出。因此针对河套平原高矿化咸水水化学类型、分布特征、成因机理进行了调查研究。研究表明:河套平原受地质、氧化、还原因子影响,表现出21种水化学类型,主要以Na+Ca+Mg-HCO_3+SO_4+Cl和Na+Mg-HCO_3+SO_4+Cl型水为主;河套平原地下水呈现出明显的水平分带规律,自西向东由北向南可分出5条高矿化水分布带;高矿化带离子成分主要来源于蒸发-浓缩作用,主要受气候、沉积环境、水文地质条件等因素的影响,而后套平原扇前洼地、黄河北岸和西山嘴高矿化水分布带的地下水则受深层海相沉积地下水的影响。研究结果可为区域水资源合理配置,促进水资源开发利用提供科学依据。     

水盐运移对硫酸盐渍土盐-冻胀规律的影响

为研究水盐运移情况下硫酸盐渍土盐-冻胀规律,采用室内土柱冻融试验,利用teros-12传感器及位移计测定冻融循环过程中土体含水率、电导率、温度和位移的变化,分析了水盐运移规律及其对土体盐-冻胀变形的影响.试验结果表明:在自上而下的冻结方式中,土体底部水分向冻结锋面移动,带动盐分向上聚积,同时土体体积含水率和电导率随温度...