基于动态演化特征的锁固段型岩质滑坡前兆信息研究

 大型岩质滑坡是高能量突然释放的突发性地质灾害,常造成重大人员伤亡和经济损失。其中锁固段型岩质滑坡为大型岩质滑坡的主要类型,其发展演化具有较强的隐蔽性和突然性。依据锁固段存在形式和赋存位置,将锁固段型滑坡细分为“三段式”、“挡墙式”、阻滑块体、线性多级和阶梯状多级型5种类型。通过分析典型锁固段型滑坡的工程地质特性、滑坡阶段性演化规律和突发失稳特征,并基于动态演化特征从滑坡后缘拉裂缝开裂闭合、前缘鼓胀、坡体加剧变形和岩体微破裂声学信号特征等对岩质滑坡失稳前兆信息进行了系统总结。根据不同滑坡不同演化阶段的前兆失稳信息,利用InSAR,LiDAR,GPS,三维激光扫描和岩石微震等先进技术,采用“空–天–地–内”一体化的滑坡失稳预警防治方法。不同演化阶段的滑坡前兆信息的获取,对具有突发灾害的锁固段型岩质滑坡防治具有重要指导意义,可提高灾害预警预报准确率。     

考虑基体变形和微凸体变形相互作用的岩石节理闭合变形理论模型

地下岩体工程建设和运营过程中,需要考虑节理岩体的水力学性质,这与节理的闭合变形密切相关。对法向应力作用下节理微凸体的变形特征进行详细分析,逐个计算接触微凸体的法向变形和接触应力;采用接触理论计算微凸体基圆半径之外的基体变形,并以此调整微凸体的法向位置,进而提出新的闭合变形理论模型。新模型可反映节理的基体变形和微凸体变形相互作用的影响,也能体现形貌分量和接触类型对闭合变形的影响。与已有的理论模型比较,新模型的计算值更为接近试验值。采用叠加原理,新模型计算得到的初始法向刚度最小;但随法向应力的增加,法向刚度增加速率逐步加快。     

天山公路边坡岩体质量评价TSMR体系研究

 天山公路地处高寒高海拔地区,冻融作用十分强烈。因此,在对天山公路沿线边坡进行稳定性评价时必须考虑冻融作用的影响。在天山公路沿线100余个边坡统计分析的基础上,以RMR,SMR及CSMR岩体质量评价体系为框架,运用数理统计分析手段对坡高修正系数x及结构面条件系数l 进行系统的调整,并引入冻融系数d,建立适用于天山公路的边坡岩体质量评价体系TSMR。同时,TSMR体系还根据边坡的稳定性等级提出针对性的支护建议。应用结果表明,TSMR体系误判率远低于SMR体系,因此更适合于高寒高海拔地区公路边坡稳定性的评价。     

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在低渗透气藏开发领域的理论研究与工程实际应用中,需要根据渗流运动定律建立渗流数学模型,以对工程技术指标进行定量计算与分析。文章分析了在含束缚水条件下低渗透岩石介质气体渗流实验结果,得到了其渗流规律及特征,即在气体渗流速度与压力梯度的关系图上表现为从较低压力梯度下的凹形曲线至较高压力梯度下的直线连续变化的非线性渗流曲线。根据渗流实验结果,建立了含束缚水的低渗渗透岩石介质气体非线性渗流定律。该定律与气体渗流实验结果吻合很好。达西线性渗流定律只是本定律的特例。新的非线性渗流定律可运用于低渗透介质气体非线性渗流理论及工程应用研究,为低渗透介质天然气资源开发与低渗透岩石介质环境地质工程评价奠定了理论基础,对多种领域的工程实际应用具有重要指导意义。     

基于地面三维激光点云的滑坡破坏边界岩体结构特征分析

岩质滑坡边界受岩体结构控制,通过三维激光点云能快速获取滑坡边界岩体结构信息,为滑坡成因分析提供数据基础.2008年汶川Ms8.0级地震在绵阳安州区黄洞子沟碳酸盐岩地区触发了大量滑坡,选择区内照壁岩滑坡,利用地面三维激光扫描获取滑坡边界点云数据,基于HSV(hue saturation value)色彩重建技术与基于密度...     

硅酸盐矿物溶解动力学及其对滑坡研究的意义

硅酸盐是地壳岩石最主要的造岩矿物,表生条件下硅酸盐矿物的溶解是普遍的。实验室条件下,硅酸盐矿物存在非线性溶解现象,稳定态溶解速率一般为10-12～10-8 mol/(m2·s),而组分析出一般都是非理想配比的。体溶解速率与比表面积不存在简单的比例关系,但当单晶典型尺寸大于矿物表面上相临缺陷的间距时,体溶解速率则与比表面积呈正比。酸性条件下的溶解速率与H 活度正相关。源于可溶有机质的有机配位体能够络合溶液及固–液界面上的金属离子,可显著提高溶解速率。温度对溶解速率的影响受控于阿雷尼乌斯方程。鉴于硅酸盐矿物溶解规模的影响因素与滑坡灾害的发生条件基本一致,在滑坡灾害的区域性评价中,可以考虑纳入流域地表水化学组分浓度这一地球化学指标。植被可以提高斜坡岩土体的酸度、有机质丰度及地下水径流量,在促进硅酸盐矿物溶解及深层滑坡孕育方面的作用是显著的。     

紫坪铺水电站2#泄洪洞进水口边坡变形特征及其机理研究

四川省紫坪铺水电站2#泄洪洞进水口高边坡地质条件复杂,坡脚和中部的L9,L10软弱岩带上盘均出现明显倾倒变形迹象,并发生过几次垮塌。通过对该边坡的物质组成、结构特征、以及边坡开挖等因素的分析研究,阐述了其变形机理说明这类由下软上硬岩性组成的反倾边坡,其变形破坏模式为压缩–倾倒和滑移复合型。变形首先以层间软弱岩的不均匀压缩变形为先导,进而引起上部岩体倾倒,沿顺坡向结构面拉裂。采用二维有限元数值模拟,分析了这类边坡在开挖过程中的应力和变形的特征及其变化规律,进一步验证了上述的机理模型。     

铁路振动及其在岩溶塌陷中的致塌力研究

针对铁路沿线列车振动造成的危害，对这种振动在铁路旁土层中产生的振波进行了实测及研究。通过实测，对这种振波的过程曲线特征进行了描述和分析，指出这种振波的振动频率，幅度范围及振动过程中的脉冲特征：并对振波在硬塑土层中的衰减特征，衰减系数等进行了论述。通过标定，研究了振波在土层中产生的周期性应力的大小及范围，对其在岩溶塌陷中的危害程度进行了论述。应用数值模拟的方法，对所研究的结论进行了验证。     

汤屯高速公路顺层岩质边坡变形机制分析及治理对策研究

通过对汤屯高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征进行细致研究,在此基础上通过FLAC^3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移弯曲–滑移拉裂复合型滑坡的初始阶段,边坡的变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,坡体中上部块体沿层间软弱夹层产生滑动,受下部岩体约束,在坡体最薄弱部位–开挖面附近产生弯曲变形;受弯曲部位推力作用,第一级边坡碎裂岩体中逐渐产生剪切滑动面,并与弯曲部位岩体中滑移切出面贯通,最终破坏。基于变形机制分析的治理措施将重点放在控制碎裂岩体和潜在剪出口的变形上,监测结果表明,边坡达到稳定性要求。     

Mindlin位移解推求锚固段侧阻力分布方法中的奇异性问题

基于弹性半无限空间的Mindlin位移解推求锚固段侧阻力分布,是一种力图以数理力学理论模型严格推导的研究思路,但不同解法间结论相异,与工程实际也相差较大。针对其原因,通过建立普适的求解侧阻力的积分方程进行理论分析。发现Mindlin位移解所具有的数学奇异性影响突出,在积分方程的数值求解中不能直接消除,虽以设置带取值任意性的最小微间距或以在锚固体横截圆面上积分的荷载转换方法可加以避免,却难以实现严格数理力学推导的初衷。而解析手段因引入了3个简化假设,虽数学求解上克服了奇异性困难,但使力学模型发生了失真,推导的结果仅属于特定定解条件下的数学表象。针对理论上以剪应力互等定律推断出锚固段始端侧阻力应为0,与工程实际间的矛盾,提出锚固段始端角点的应力可以是非对称的,以传统的剪应力互等定律来推断该局部区域的应力状况不尽合理。