新疆砾岩红层工程地质特性与勘察要点

以新疆维吾尔自治区北疆地区位于同一侏罗系砾岩地层上的两水利水电工程坝址前期勘察成果为基础,结合施工开挖扰动破坏及水库蓄水浸泡后岸边稳定情况,对该砾岩红层工程地质特性以及勘察工作要点进行了总结.结果认为,该红层采取一定工程措施后具备修建高坝的地质条件;但其岩石软化系数低,不能满足混凝土骨料料源要求.若作为堆石料,其透水性较差.     

关于水对岩石的软化作用及软化系数问题的讨论

岩石浸水后渗入孔隙或裂隙中的水引起部分岩石强度的降低而造成软化，工程实践中用软化系数来表征软化作用的大小。考虑到水对岩石的软化作用在工程上有很重要的意义，笔者在室内无侧向单轴强度试验条件下对岩石的软化系数问题以及水对岩石的软化作用提出一些看法，供岩土工程界同行参考。     

四川红层岩石强度试验探讨

针对四川红层砂泥岩岩性软弱、层理发育、各向异性、遇水易崩解软化等特点,通过工程案例分析和多年实践经验总结,提出了四川红层岩石试验样品采集、运输、加工、试验以及数据整理的方法,以确保试验成果的准确性,从而为地质工程师提供可靠的岩石物理力学特性参数的试验依据。     

岩石统计损伤软化模型及其参数反演

为了反映岩石应变软化现象,基于岩石微元强度服从Weibull随机分布的假定,结合连续损伤理论,建立岩石统计损伤软化模型。该模型含有2个待定系数,其中一个可通过岩石应力-应变曲线的峰值点确定,另一个取决于微元强度参数。通过研究微元强度参数对所建模型的影响,采用优化反演分析法确定模型参数,克服传统方法求解模型参数精度较低的难点,并依据微元强度参数选取合理的强度准则。采用YSJ-01-00岩石三轴流变试验机进行红层泥岩常规三轴压缩试验,对比试验曲线和理论曲线,验证了本文模型和方法的正确性与合理性。     

引洮工程红层软岩工程特性蠕变试验研究

引洮工程红层戍岩时间短，成岩作用差，易风化、易软化崩解，具有明显的蠕变特性。岩石的蠕变特性是岩石材料的重要力争性质，与岩石的长期强度和岩体工程的长期稳定有着密切关联。本次试验通过对红层软岩试样进行一系列的单轴压缩蠕变试验，在分析试验资料的基础上，建立了红层软岩的蠕变模型并确定其参数。试验的研究无论对于红层软岩岩体力学理论，还是实际的软岩工程应用都具有一定的参考意义。     

在深覆盖红层地区建抛物线拱坝的设计实践

红层在我国分布较广,但在红层上修建的水工建筑物较少,所兴建的水库大坝多为当地材料坝.随着经济不断发展,近年来水电工程建设越来越多地向红层地区深入,给勘察、设计和施工提出了越来越多新的课题.大多数红层饱和单轴抗压强度小于30 MPa,属于较软岩,其变形模量低、强度低、允许承载力小、易风化、覆盖层深,但完整性好,水文地质条件简单.中小拱坝压应力不大,可利用红层完整性好,水文地质条件简单的优势,对地基稍加处理即可满足修建双曲拱坝的需要.以云南省大姚县渔泡江三级电站工程为例,论述了在红层深覆盖层地区修大坝的可行性.     

组合骨料在堆石混凝土坝中的应用

沙千水库是位于贵州省红层地区的1座堆石混凝土拱坝,由于外部因素影响,坝体堆石混凝土采用组合骨料,该类型骨料在国内堆石混凝土坝中尚属先例.文章以沙千水库为例,结合大量试验研究,探讨组合骨料在堆石混凝土坝中的创新应用,对红层地区堆石混凝土骨料的选择具有借鉴意义.     

F9断层遇水软化对高边坡稳定性的影响分析

位于阿尔塔什水利枢纽工程坝址右岸的高边坡稳定性是坝址主要工程地质问题之一,而F9断层是影响右岸高边坡稳定性的关键因素。F9断层影响带较宽,并且核部2 m的糜棱岩遇水软化现象明显,水库正常蓄水后,部分F9断层将浸泡在水中。因此,F9断层遇水软化特性可能是边坡稳定性的重要影响因素,需对F9软化特性进行深入研究,并分析其对右岸边坡稳定性的影响。以F9断层遇水软化的工程特性为出发点,在三维整体模型基础上,选择不同软化系数,采用数值模拟方法进行敏感性分析。探索在不同软化系数情况下,右岸高边坡的位移及塑性区变化规律,分析F9遇水软化后对边坡稳定性的影响,为F9断层处理方案的确定提供参考依据。结果表明,边坡位移和塑性区随软化系数减小而增大,当软化系数为0.2,F9断层全软化时,边坡整体稳定性较差。     

针对某堆石料场岩石软化系数值低的原因分析及措施

软化系数是评价岩石或岩体耐水性的一项重要指标,常作为工程中选择材料（特别是石材）的重要依据,在水利工程中,部分岩石长期处于潮湿或者浸水环境,需考虑岩石的软化系数。针对某水利工程石料场岩石饱和单轴抗压强度远大于30MPa,而岩石软化系数低于0.75的情况进行了分析,并给出了相关的工程建议措施。     

卡拉贝利水利枢纽工程联合进水口软岩高边坡稳定设计

卡拉贝利水利枢纽工程联合进水口高边坡最大高度为113 m,边坡岩体易风化、遇水软化,岩石饱和抗压强度仅0.8 MPa。在经常遭遇高烈度地震、常年受水体淹没浸泡且每年都经历水位大幅升降的情况下保证百米级软岩边坡稳定,是设计中的难题。考虑左侧边坡开口线附近是阶地,边坡设计采取以开挖为主的"强开挖、弱支护"设计原则,即用缓于岩石水下稳定边坡坡比开挖,确保边坡在地震、岩石饱和状态及水位降落工况下均不会整体失稳。针对岩石易风化软化特点,要求开挖后立即素喷混凝土保护岩石,减少岩石暴露时间,随后挂网喷锚支护控制边坡局部掉块和表层滑动,运行时控制水库水位消落,以保障边坡安全。研究结果为其他强震区临水软岩高边坡设计提供了参考。     

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。     

四川盆地含膏盐红层特征及坝基工程地质问题(I)

以四川盆地合膏盐(石膏、芒硝、钙芒硝)红层为例,论述了含膏盐红层的沉积环境及其分布范围,膏盐矿物在红层岩体中的分布及其矿物学特征,讨论了由于膏盐矿物溶蚀形成的有别于常规碳酸盐岩岩溶作用的红层类岩溶作用.依据水电工程实例,描述了红层坝基类岩溶形态,分析了类岩溶和溶蚀下限机理,同时给出了四川盆地几各水电工程类岩溶红层坝基的溶蚀下限深度.为确定坝基岩体防渗深度提出了相关地质依据.     

不同含水比贵阳原状红黏土CU三轴试验研究

为研究贵阳地区原状红黏土在CU三轴试验下的力学性质,采取原状土试样制备的方法,得到三种不同含水比的原状红黏土试样,进行CU三轴试验。试验得到了贵阳原状红黏土在不同围压、不同含水比下的应力-应变关系、破坏形式以及孔隙压力变化规律,采用Mohr-Coulomb准则和规范法得到抗剪强度指标且分析了含水比对抗剪强度指标的影响。研究结果表明:(1)贵阳原状红黏土的应力-应变关系、孔隙压力均出现"驼峰型"软化特性,且围压越低、含水比越低,软化现象越明显,但也有少部分试样表现出微弱的硬化特征;(2)CU三轴试验中,随含水比的减小、围压的增大,贵阳原状红黏土试样的破坏形态由剪切破坏转变为鼓状破坏;(3)抗剪强度指标与含水比呈线性趋势变化,其中内摩擦角与含水比呈正相关,黏聚力与含水比呈负相关。     

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。`     

Aspects of design, structure, performance and operation of reed beds--eight years' experience in northeastern New South Wales, Australia.

Reed beds (horizontal subsurface flow constructed wetlands) have been employed as secondary treatment devices in on-site and decentralised wastewater management systems in the northeast of the Australian state of New South Wales (NSW) for over a decade. This paper summarises some of the practical and research findings that have come to light in that time. Experience with various aspects of reed bed structure is discussed. A study of the evaporative performance of four small beds planted with Phragmites australis yielded an annual crop factor of 2.6. A total of 28 studies on reed beds treating a variety of commonly encountered wastewater streams yielded the following mean pollutant removal efficiencies: total suspended solids (TSS) 83%, biochemical oxygen demand (BOD) 81%, total nitrogen (TN) 57%, total phosphorus (TP) 35% and faecal coliforms (FC) 1.9 logs. The reed bed is becoming the preferred on-site technology for removing TN and BOD and polishing TSS from primary settled domestic wastewater. Sizing beds for a residence time of approximately five days has become standard practice. A study of six reed beds found six different species of earthworm present, mainly Perionyx excavatus (Indian Blue). A mesocosm experiment subsequently showed that the worms were translocating clogging material from the substrate interstices to the surface of the bed thereby indicating a possible method for prolonging reed bed life.     

鄂西巴东组红层泥岩的水理性质研究

针对红层软岩遇水易软化、崩解的特点,以巴东组红层软岩为例,选取泥岩、粉砂岩进行浸水崩解试验、单轴抗压强度试验,分析红层软岩在不同含水率的情况下的崩解性、软化性。试验结果表明,泥岩水理性质与所含的黏土矿物有关,也与含水率的交替变化程度有关。在天然含水率状态下浸水的岩样,其水理性显现程度较小,而发生干湿交替循环的岩样再浸水后,其水理性就变得极其强烈。     

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。     

西南某机场三叠系泥岩软化规律研究

某滑坡场区基岩主要为三叠系宝顶组泥岩段,以炭质泥岩为主,夹砂岩、粉砂质泥岩。针对该场区泥岩遇水软化的特性,将其分为层面组和层面裂隙组两种类型,用电镜扫描、X射线衍射、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体以及离子色谱等测试手段,并结合岩石的物理力学试验分析其矿物成分、化学成分、微观结构及物理力学指标随饱水时间的变化。根据软化规律对泥岩(块)及泥岩结构面的软化阶段进行了划分,即分别为初始软化阶段、持续软化阶段和稳定软化阶段。     

考虑渗流及软化效应的深埋引水隧洞围岩弹塑性分析

为研究圆形引水隧洞围岩的塑性区及应力分布情况,应用弹塑性力学,考虑渗流及应变软化的影响,采用统一强度准则,推导了圆形隧洞围岩各分区应力场以及塑性区半径的解析解,结合工程算例分析,得到围岩软化、渗流作用、中间主应力系数对隧洞切向应力和塑性区半径的影响规律,同时通过定义不均匀渗透系数,分析了不同方向上孔隙水压力分布规律.研...     

考虑应变软化效应的裂隙岩体损伤本构模型的开发及应用

地下洞室埋深愈深,应变软化现象愈明显。为研究深部裂隙岩体开挖后巷道围岩的变形特征,基于应变软化模型,结合裂隙岩体损伤及演化本构方程,利用FLAC^3D软件的二次开发功能,采用VC++编程语言,建立考虑应变软化效应的裂隙岩体损伤本构模型。以某矿井地下圆形巷道开挖为例,分别采用应变软化模型和自开发的本构模型对该算例进行数值模拟,巷道围岩的位移、塑性区和安全系数的对比结果表明,开发的本构模型能够较好地反映出岩体应变软化特性和裂隙对岩体的损伤作用,可对维护围岩体的稳定性提供参考。