工程地质问题滑坡实例
『壹』 汶川地震中出现了哪些工程地质问题
汶川抄地震诱发的滑坡、崩塌、不稳定斜坡(震裂山体)和泥石流等主要次生地质灾害的主要类型及特征进行了较系统地分析研究。结果表明,强震诱发滑坡灾害发生特点与岩性结构和地形条件有较明显的关系,在硬岩、软岩和松散堆积物分布区,滑坡的启动、运动和停积形式有较大的差别,但总体上都具有高速、高动能、强大动力等特征。强震诱发的崩塌主要包括高位大型崩塌;小规模块石崩落、抛射;崩塌诱发大规模滑坡3类。强震条件下大多数崩塌都表现出一定的水平抛射特征。强烈的地震动力使极震区众多山体大范围震裂松动,形成了大量震裂山体。这些震裂山体的地表裂缝具体又可细分为断裂裂缝、震裂裂缝和滑裂裂缝3类。汶川地震形成了巨量泥石流物源,再加上震后泥石流爆发的临界降雨量大大降低,其启动和运动方式发生明显改变,在今后数年内,泥石流将是影响灾区恢复重建的最大地质灾害隐患,应高度重视,采取切实有效措施加以防范。
『贰』 在土木工程中,容易遇到的不良工程地质问题有哪些,并举例说明
其实所谓的不良地质问题在工程前期地勘报告中都会提到,主要的就是膨胀土、湿陷性黄土、橡皮土等。就说膨胀土吧,以前做过一个项目碰到过,由于回填时没处理到位,导致雨季土壤遇水膨胀,地坪全部涨裂。
『叁』 因地质问题而失效的水利工程案例有哪些
水利工程的建设主要面临的地质问题:
1、水库开发对周边山体切割导致滑坡;专
2、蓄水压力作用可能属导致地震;
3、水库渗水导致周边地下塌陷、溶洞等.
水电工程地质存在的问题很多,除了与其他工程类似的区域地壳稳定、坝基、边坡和地下洞室岩土体的稳定性等问题外,还有库坝渗漏、水库库岸稳定、水库淤积、滨库地区浸没、水库诱发地震的问题。
一般解决的思路是针对具体的工程地质问题分阶段进行专门勘察,并进行稳定性计算和治理设计,然后付诸施工,用工程的方法进行改善.例如边坡问题,先进行地质填图调查,然后设计勘探类型和位置,等勘探施工完成后计算边坡稳定性,如果不够稳定即进行治理,设计抗滑桩,盲沟等等,最后是治理措施的施工.
『肆』 近5年来的大的地质灾害实例(地震,滑坡等)要把其时间,灾害种类及危害等资料搞得越详细越好
上中国地震局官网上去找找,上面有地震立即目录。
『伍』 滑坡风险分析实例研究
本文译自Geotechnical and Geological Engineering,2003(21):113~127。
G.L.Sivakumar Babu1M.D.Mukesh1著
赵玉军2译 朱汝烈2校
(1Department of Civil Engineering,Indian Intitute of Science,Bangalore,India;2中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所,河北保定,)
【摘要】在喜马拉雅地区,通过运用随机现场模型,结合斜坡稳定性分析,对由于土体参数易变性引起的滑坡风险不确定性进行研究。在滑坡地区一个典型斜坡的水平方向和垂直方向上,就试验样品数量、承压水位的变化和地震效应等的准确程度的空间差异性影响进行了研究。结果表明土体参数的偏差程度、土体参数的空间分异、试验样品的数量和承压水位的变化对滑坡地区斜坡稳定性的影响尤为显著。结果同时表明,用均匀变化的假说来判断斜坡稳定性是保守的。研究成果是一个有益的成功的范例;同时应指出,地下排水形式的缓解措施能改善滑坡地区斜坡稳定性。
【关键词】滑坡孔隙压力变化安全性斜坡稳定性空间变化
符号目录
F(v)——累积概率分布
E(v)——分布预期平均值
σ(v)——分布标准偏移
m,δ——分布系数
ρ——自相关函数
α——离散系数
δx,δv,δz——距离偏置
Dh,Dv——水平和垂直相关性距离
P(f)——事故概率
1前言
在喜马拉雅地区,滑坡已成为导致人们生活和财产大量损失的主要灾害问题。滑坡通常是因存在诸多触发机制而产生的,例如下雨引起斜坡内承压水位的升高,地震、植被类型改变及人类建造活动等。通常情况下,对山区地带的公路沿线和住宅区的斜坡都按传统的安全因素边界条件进行了稳定性评价。同时,考虑到滑坡地区的土体参数的变化无常,所以为了更优良的工程施工,着力进行有关土体参数变化影响的研究,与研究承压水位变化和地震强度同属必需。就斜坡安全性方面而论,这比用传统的安全因素边界条件方式来阐述,显得更较为全面。
本文主要介绍对一个典型滑坡进行的研究。通过使用类似于Vanmarcke(1977)和Calle(1985)公式的一个随机抽样现场模型,对土体参数变化的影响进行研究,并计算事故发生的概率。在喜马拉雅地区国道公路的一个路段斜坡安全性评价中,探讨了水平方向和垂直方向上的空间差异性。研究成果在确定水平方向和垂直方向上土样的最佳采样间距,以及为稳定斜坡目的而设计地下排水缓解措施等方面,都很适用,从而提了高斜坡稳定性。
2背景资料
对斜坡稳定性的不确定性已做了长期的研究。一些研究者对斜坡稳定性问题提出了各自具有影响的见解。Chowdhury(1984)提出的斜坡概率分析,对评价多种斜坡稳定措施的设计方案很有帮助。Christian等(1992)认为,概率原理应用得是否恰当,取决于对事故相对概率或对设计不确定性影响的鉴别。Mostyn和Li(1993)指出,概率分析为指导斜坡设计者制订方案提供了信息指南。根据 Morgenstern(1997),滑坡问题受不确定性困扰,出现在包括从位置判定、物质参数评价到分析与设计等环节,贯穿于用概率法进行评价的各个阶段。这些研究对解决不确定性影响问题提供了有益见解。
3可忍受风险标准
在多数情况下,基于f-N比率〔灾害频度(f)和灾害总数(N)〕的年事故概率观点,是按安全性和稳定性极限标准,对斜坡现有的稳定状况进行判定的有用基准。单纯的滑坡定量风险分析包括判断导致不良后果的潜在事故的风险。滑坡事故描述(尤其为了分区目的)应该包括滑坡特征和发生滑坡的概率。一旦了解了具体事故的发生概率,就可对风险进行评估。很多研究者和工程师已拟定了一些有关可忍受风险标准的准则。他们指出,滑坡事故增添的风险与其他各种风险相比起来,并不显著突出,其他那些风险是应当减小至“既低而又合理适用” 原文为As Low As Reasonably Practicable(ALARP)。
建立可接受标准的一条途径,是考察相关地区诸如工业事故和大坝等所采取的标准。在英国,土地使用计划的风险标准,是基于附近工业区的相关事故年基准f-N比率加以制定的,并建议其年下限和上限分别为每年10-4和10-6。大坝风险评估已有长足发展,并在如美国和加拿大等很多国家使用,中国香港将其引用于评价斜坡。经常推荐那些风险要求尽可能低,但又可行的地区类似的可接受极限,同时可举出财政费用损失的极限。Cruden和Fell在这方面提出了杰出见解。最近,美国陆军工程兵军团(US Army Corps of Engineers)特别推荐了针对事故和水资源的相关安全指数和基础设施项目概率目标(表1)。
表1堤坝安全性标准指标(美国陆军工程兵军团,1999)
通常,安全性评价是参数和模型不确定性的一个函数。根据事故概率参数的不确定性影响得出易变性影响的概念。由于不能准确地了解事故过程,模型不确定性的影响非常复杂。在本文实例中,对滑坡地区滑动斜坡的背景分析表明,可把其滑动面视为弧形滑动或大直径滑动,因而使用必肖普(Bishop's)法进行分析。
4地貌学
由于构造运动、褶皱、断层和褶皱基岩地层的原因,沿喜马拉雅地区Sutlej峡谷内、22号国道公路(National Highway NH-22)两旁的斜坡是破碎脆弱的。沿Sutlej河岸上的国道公路受破碎斜坡影响的不稳定路段长约500m,滑坡顶部高出河岸约200m。斜坡表面坡度在35°到50°范围内变化。该地区经常发生滑坡事故,Jagannatha Rao等人详细描述过滑坡地区的地质详图和地质岩土特性(1998)。作为地质岩土野外勘察项目的一部分,提前钻了4个深度6~23m的钻孔。图1所示为该地区斜坡的土体层次。在斜坡的坡顶和坡脚分别钻了一个钻孔。在滑坡地区的中间位置进一步钻进了两个钻孔。然而,笨重的钻机需占用较大的空间,且在易碎斜坡上安装钻机非常困难。崎岖斜坡陡峭的地形也阻碍了在这类地区钻孔的可能。滑坡区的土体由挟有破碎岩块的粉砂质砂组成。直剪试验得到的剪切系数显示,其内内摩擦角范围为300~470,粘聚力为0~100kPa。鉴于滑坡频繁发生和维持滑坡稳定的重要性,必须在滑坡区使用安全性和风险观念进行评价,进而建立准则。以下内容主要介绍滑坡区现场模型的应用,并对所获成果进行了讨论。
图1Powori滑坡地带横断面图
5随机现场模型
早期背景资料表明,对包括随机无序样品的不确定性,通常使用随机现场模型进行评价。在稳定性分析时所输入参数的不确定性,对事故发生概率分析的影响很大。安全系数低于1.00的斜坡,发生滑坡的概率属潜在事故概率。结合必肖普法,使用“先正常状态、然后瞬间” 原文:First Order Second Moment(FOSM)。
地质灾害调查与监测技术方法论文集
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式中:m和δ为分布系数;F(v)是作为随机变化v预期平均值和标准偏差E(v)和σ(v)的累积概率分布。已有文献证实了剪切强度参数使用对数分布的有效性。早期的概率分析表明,单位重量的变化不太重要,故无需考虑单位重量的变化。自相关函数ρ(δx,δy,δz)系作为距离偏置函数的任意两点间的相互关系,可写为:
地质灾害调查与监测技术方法论文集
式中:Dh和D。为自相关系数,它们与高差起伏比例有关。δx、δy、δz分别为在x、y、z方向任意两点间的空间距离。参数a是垂直变量(相对于沿铅垂线的平均值的波动变化)与整体变量(相对于整个覆盖堆积物的平均值的变量)之比值。令a=1,自相关函数呈现出文献中经常推荐的传统高斯(Gaussian)形态。概率分布和自相关函数确定了随机模型的彻底完善。参数分析旨在研究垂直和水平相关距离、粘聚力和内摩擦角系数变化、承压水位的变化和地震活跃系数变化等对相关事故概率的影响。对参数进行分析可以导出在倾角为47°的斜坡上临界剖面的标准计算值(F=1.06)。表2所示为研究中使用的变量和相关值的变化范围。从直接剪切试验得出强度参数值,用于分析的材料的平均参数:粘聚力为50kPa,内摩擦角为35°,单位重量为18kN/m3。(Calle,1985)在文献中曾提到,在其他地区使用这一模型也很适宜。
表2参数研究中使用的变量及其数值变动范围
6结果和讨论
本项研究的主要目的是滑坡地区土体斜坡有关特性的影响,并指出其定量化的重要性。只有对滑坡地区进行详细的勘察,才能获得准确的易变性评估。在现有分析中使用了粘聚力和内摩擦角变化率(C.O.V)、空间相关距离和承压水位变化,主要是为了在滑坡区尽可能地控制破坏范围。
6.1试验样品数量(N)的影响
所有试验样品都影响概率分析的结果。大量的试验可增强分析中所使用的强度参数输入值的置信度水平。然而,大量试验也将导致土样的过量采集。所以,在对场地进行勘察之前,预先确定试验样品的数量是很重要的。这在对相似项目进行稳定性分析并建立准则方面也很有用。在该滑坡地区共进行了25次试验,主要意图是检查参数对事故概率的影响。图2(a)所示为试验样品的数量对事故概率的影响。从图2(a)可看出,试验样品对事故概率的影响很显著。图2(b)所示为与样品数量相关联的粘聚力和内摩擦角系数变化因素对事故概率的影响。当粘聚力和内内摩擦角变化率范围为0.1到0.3时,影响最显著。
图2
(a)实验样品数量对事故概率的影响
(b)与实验样品数量相联系的粘聚力及内摩擦角系数变量对事故概率的影响
6.2空间非均质性
土体的不同内在性质特性引起土体参数在水平和垂直方向上发生变化。若按传统的稳定性计算,则不可能确定土体参数的空间变异。然而,通过对该场地进行详细的勘察,在概率采样网范围内对斜坡稳定性进行分析,可以更好地记录和融合土体参数变化情况。用空间相关间距和变异函数来表示既定土体剖面的非均质性界限是适宜的。判定空间相关间距,要求对场地进行全面、详细的勘测和试验,这对每个项目而言并不一定适宜。根据以往的研究可确定这些参数的分布,并指导样品的采集。土体特性的相关间距,对土体变化来说是一个有用的描述符值。它表明,如果土体采样的距离低于相关间距,可很好地获得真实的土体特性变化情况。所以,空间相关间距对现场勘察很有帮助。也可以把它作为土体内在变化的一种定量参数,用于土体斜坡风险的分析。所以,为了揭示空间相关间距对稳定性分析的敏感性,应使水平和垂直相关间距都在额定值范围内变动。
6.3 水平相关间距(Dh)的影响
水平相关间距相当于在水平方向上土体性质达到稳定时的最小距离。本研究中,水平相关间距的变化范围为10~200m,同时使其他所有参数保持为恒量。图3(a)所示为水平相关间距在粘聚力和内摩擦角变化率不同时对事故概率的影响。从图3(a)可看出,若增大水平相关间距,可能稍微降低事故概率,尤其在变化率低的时候更为显著。图3(b)更清楚地表明了,在变化率数值微小的变动范围内(0.1~0.3),事故概率增大的情形,直到水平相关间距为50m时,事故概率才会降低,并随后保持恒量。这表明在上述或相似情况下,将采样间距定为50m是最适宜的。
图3
(a)水平相关间距对事故概率的影响
(b)与水平相关间距相联系的粘聚力及内摩擦角系数变量对事故概率的影响
6.4垂直相关间距(Dv)的影响
垂直相关间距的变化范围是0.1~10m,为研究垂直相关间距对事故概率的影响,设令其余参数均为常量。图4(a)为垂直相关间距在粘聚力和内摩擦角变化率不同时,对事故概率的影响。从图4(a)可明显地看出,在0.1~5m很短的间距范围内,事故概率随垂直相关间距的增加而增大。然而,当垂直相关间距的变化率很大时,对事故概率的影响并不太明显。图4(b)也证实,仅当粘聚力和内摩擦角变化率达到30%时,对事故概率的影响才显著。得出的结论是,垂直相关间距应为5m或低于设计值。同时,在取样困难的岩层内,相邻孔段很难采集样品,且很费钱。本成果建议,相邻孔段的更多信息对垂直剖面是有用的,能更明确地说明事故概率。和水平相关距离不同,垂直相关距离对事故概率的影响非常大。结果表明,该场地采用5m为相
图4
(a)垂直相关间距对事故概率的影响
(b)与垂直相关间距相联系的粘聚力及内摩擦角系数变量对事故概率的影响
关距离最为适宜。然而在另外一些地区,参数的变化通常须视具体场地而定。这一结果进一步证实了在水平和垂直方向上,与土体参数变化相关的资料数据的重要性。
6.5空间非均质性中的各向异性影响
在一些研究中,通过用均质性假说(此处 Dh=Dv)来确定空间非均质性的影响。当 Dh=Dv,并且无限扩大时,可假定强度参数在空间范围完全相关。然而,这种假定与非均质性并不一致。仅仅当水平和垂直方向所有信息对非均质特性都适合时,才能简单地阐述水平和垂直相关距离的相对影响。在表3中总结了此方面的研究。结果表明,空间均质性变化假说过度评估了事故概率,所以是保守的,尤其当变化系数很小时。很明显,可对分析中使用的强度参数在水平和垂直方向的变化情况进行单独研究,通过对土体的非均质性描述来进行稳定性评价。
表3各向同性和空间各向异性变化对事故概率的影响
上述内容清楚表明,在土体斜坡风险分析中,与描述试验数量和钻孔水平和垂直距离一样,研究土体强度特性的空间变化是很重要的。
6.6孔隙压力的影响
通常根据渗透性评估来研究孔隙压力。很多研究者已经认识到了有关孔隙水压力的不确定性以及孔隙水压力与斜坡稳定性关系的重要性。有人通过规定平均孔隙压力和孔隙压力比变化率,来研究孔隙水压力的不确定性影响。在现有研究中,通过测定水压坡降线的标准偏移来研究孔隙压力的影响。假定其孔隙压力一般按照承压水位的预期平均值分布。图5所示为关于水压坡降线标准偏移的事故概率变化。滑坡剖面坡角约近似为47°,因此对坡角为25°、30°和35°的三个水压坡降线,和1~10m的标准偏移进行研究。对25°的水压坡降线进行观察发现,事故概率在标准偏移超过6m时的增加很大。然而,对30°和350的水压坡降线进行监测发现,孔隙压力的影响超过了所有水压坡降线的范围。很明显,水压坡降线中很小的增加值,都将增大事故发生的概率。成果强调了在斜坡研究中对孔隙压力变化进行适当观察的必要性;同时指出,研究水压坡降线的角度和水压坡降线的标准偏移,对斜坡进行安全性评估是有可能的。
6.7地震系数的影响
在该地区经常发生不同等级的地震,造成额外的损失。图6所示为地震系数对事故概率的影响。通过水平地震相关系数的变化(0.05~0.25)来研究地震对滑坡事故概率的影响。例如,在变化系数为10%的情况下,事故概率的增加很大。当地震系数从0.05增加到0.25时,事故概率从8.4×10-23增加到0.3。结果表明当发生了相关系数为0.2的地震时,在滑坡区可能发生斜坡事故。
7结束语
本报告力图对一个典型滑坡区的不稳定性风险进行评估。结果表明,概率分析对判定土体天然变化性、斜坡性质和评价不稳定性是一种有力工具。进一步研究表明,确定所需试验样品数量、水平和垂直采样距离和滑坡触发因素(如孔隙压力变化和地震力),对滑坡稳定性评价也很有帮助。滑坡稳定性评估也可用于帮助设计缓解措施。
图5孔隙压力变量对事故概率的影响
图6水平地震系数对事故概率的影响
对滑坡区稳定性评估的研究提出以下几点建议:
(1)若有更多的采样点条件及其在水平和垂直方向位置的数据,可为安全性评估提供更适宜的根据。
(2)成果清楚的表明,空间变化对事故概率的影响极为显著,而均质性变化的假设是守旧的。垂直相关距离比水平相关距离的影响更显著。
(3)需要清楚地确定承压水位,分析渗入点和降雨入渗,与相应标准偏移一起恰当地确定水压坡降线。
(4)当地震等级与最大水平相关系数为0.2或更大、且相一致时,容易发生滑坡事故。
『陆』 地震滑坡典型实例分析
北川陈家坝太洪村滑坡具有明显的阶状滑床特征(照片5-12)。滑坡体由志留系砂页岩和内板岩构成。上部滑体高约容70m,宽100m,纵长50m,体积约35×104m3。上部滑体与下伏基岩发生强烈撞击,并触发下部滑坡,台阶到河床高差约150m,宽200m,纵长150m,滑坡堆积体厚约50m,体积约150×104m3,产生滑坡坝堵塞河流,形成堰塞湖。滑坡高位抛出后,撞击对岸高地,形成约2×104m3土石碎屑溅落体,同时,亦形成强大气浪压覆麦田,显示气垫特征(图5-5)。
图5-5 太洪村阶型滑坡剖面Fig.5-5 Section map of Taihongcun staircase-shaped landslide
汶川地震地质与滑坡灾害概论
汶川地震地质与滑坡灾害概论
照片5-12 北川陈家坝太洪村阶型滑坡Photo 5-12 Staircase-shaped landslide at the Taihongcun,Beichuan
『柒』 常见的工程地质问题有哪些
风化、破碎岩层。风化一般在地基表层,可以挖除。破碎岩层有的较浅,可以挖除。有的埋藏较深,如断层破碎带,可以用水泥浆灌浆加固或防渗;风化、破碎处于边坡影响稳定的,可根据情况采用喷混凝土或挂网喷混凝土罩面,必要时配合注浆和锚杆加固。
断层、泥化软弱夹层。对充填胶结差,影响承载力或抗渗要求的断层,浅埋的尽可能清除回填,深埋的注水泥浆处理;浅埋的泥化夹层可能影响承载能力,尽可能清除回填,深埋的一般不影响承载能力。断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面。
松散、软弱土层。对不满足承载力要求的松散土层,如砂和砂砾石地层等,可挖除,也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固;对不满足抗渗要求的,可灌水泥浆或水泥黏土浆,或地下连续墙防渗;对于影响边坡稳定的,可喷射混凝土或用土钉支护。
滑坡体。斜坡内可能沿滑动面下滑的岩体称为滑坡体。滑坡发生往往与水有很大关系,渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和黏聚力,要注重在滑坡体上方修筑截水设施,在滑坡体下方筑好排水设施。防止滑坡,经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重,未经论证不要轻易扰动滑坡体。
地下水发育地层。当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时,要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水,降低地下水位。
对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩,地下工程开挖后,要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架,拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。
岩溶与土洞。当建筑工程不可能避开时,可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。不方便挖填的,可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶,也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆,对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾,或做桩基处理。
『捌』 举例说明工程地质学应用的领域 简述滑坡的主要影响因素
2、简述滑坡的主要影来响因素。(自30分)
答:滑坡是斜坡上土体 、岩体或其他碎屑堆积物沿一定的滑动面作整体下滑的现象。
影响滑坡的主要因素:
1.岩性:松散堆积层的滑坡主要和粘土有关。基岩滑坡主要与遇水容易软化的岩石有关;
2.构造:滑坡与构造的关系主要有两个方面:一是与软弱结构面的关系,不论是松散堆积层还是基岩,滑动面常常发生在顺坡的层面、节理面、不整和接触面、断面层(带)及劈理页理面上;二是与上部透水层和下部不透水层的构成特征有关。
3.地貌:滑坡与地貌的关系主要是通过临空面、坡度和坡地基部收冲刷来体现的。
4.气候:气候主要是通过降雨和温度对滑坡产生影响。
5.地下水:绝大多数滑坡都是沿饱含地下水的岩体软弱面发生的。
6.地震:地震可通过松动斜坡岩土体结构、造成破裂面和引起弱面错位等多种方式,降低斜坡的稳定性。另外,地震作用力突然施加还会对斜坡的破坏产生触发效应。
7.人为因素:人工切坡过陡、用大爆破方法施工等人为因素促使滑坡发生。为了了解滑坡的稳定性,要查明滑坡形态、范围、结构特征等。
『玖』 崩塌勘查典型实例示范
1.5.1长江三峡链子崖音频大地电场法、甚低频电磁法裂缝、岩溶、煤洞勘测
链子崖位于长江三峡兵书宝剑峡出口处右岸,濒临江边的陡崖主体由二叠系栖霞组灰岩构成,底部为煤系软弱层。在长约700m,宽30~180m范围内发育有58条裂缝,将岩体切割成3个危岩区,即南部的I区To至T6缝区和北部的Ⅲ区T8至T12缝区以及中部的Ⅱ区T7缝区。其中T8至T12缝区危岩体紧临长江,南、西分别被T8、T9、T11缝和T12缝切割,北、东两侧临空,底部煤层基本被采空,是防灾治理、监测预报的重点险段。
到20世纪80年代中期,经过长期的大量调查研究工作,链子崖可见裂缝的分布情况已基本查清;但是,在表土覆盖地段的裂缝分布、延伸、连通交切情况,隐伏构造、岩溶、煤洞的分布等尚不清楚。针对上述问题,地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究所于1988年采用了音频大地电场法、甚低频电磁法勘测裂缝、岩溶、煤洞的分布情况。
1.5.1.1 隐伏裂缝勘测
基于裂缝发育的不规则性和地形条件,勘测中采用了异常追踪法:即从已知裂缝的隐没端开始,根据裂缝和异常发育趋势布设勘探剖面,同时辅以现场地质调查,进行异常的定点、连接,循序渐进,直至查明(图1-1)。裂缝上方的音频大地电场和甚低频电阻率异常曲线一般形态尖锐,幅值较大(图1-2)。
裂缝勘测结果表明:链子崖南部Ⅲ区和北部I区裂缝已相互连通。特别是确定了Ⅲ区分布的 T8-1、T8-1-2、T9、T11裂缝均与T12裂缝连通以及T8-0缝向SE方向延伸至陡壁边缘,对危岩体稳定性评价至关重要。勘探结果在随后的工程探槽(图1-3)和声波跨孔测试中得到验证。
1.5.1.2隐伏煤洞勘测
图1-1追踪裂缝的测线布置及异常分布
链子崖的变形与底部马鞍山组(P1mn)煤层采空有直接关系。根据调查访问资料,链子崖底部有采煤巷道20余条,基本沿地层走向分布。为了解其存在状况,用音频大地电场法和甚低频电磁法在链子崖顶部展开了面积性勘测。
煤洞的电场异常不同于裂缝,一是幅值较小、宽度较大、规律性较强(图1-4a)。
勘测共确定煤洞14条,煤洞走向与岩层走向基本一致(SW—NE),长度300~400m,间隔30~40m,勘测结果和实际情况相符。
1.5.1.3隐伏岩溶勘测
平行于链子崖陡崖,勘测中追踪发现一条幅值高、宽度大的异常(图1-4b)带近南北向发育,其东侧裂缝发育,西侧则明显减少;该异常带与北部的黄泥巴壁相接,根据异常形态、结合地质特征分析,推测为一岩溶发育带,后期的勘探工程证实了这一推测(连克等,1991)。
图1-2隐伏裂缝实测剖面(T9缝前端)
图1-3TC3工程探槽展示图
1.5.2链子崖隐伏裂缝的声波检测
链子崖危岩体存在12组50余条裂缝,出露最宽约2m,深不可测。其中T8及T9裂缝,北端隐伏于覆盖层下,是否延伸与T12缝贯通,成为查明岩体结构与方量和确定治理工程设计的关键,为此,在上述裂缝延伸的关键部位,布两钻孔,孔距21m,深150余m。由地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究所于1989年承担跨孔声波测试,查明裂缝的延伸及倾向。
现场地质剖面概况及跨孔声波测试示意图如图1-5a。采用等高同步测试法、扇面测试法,测取的波形记录分别如图1-5b及图1-5c。这些记录的推论是:接收到的是绕射波,其地质模型应如图1-5d,即裂缝张开无充填。显然,只有存在地表覆盖层的绕射波,才会出现发射与接收点靠近覆盖层声传播时间短,远离覆盖层则声传播时间加长。为证实现场测试推断是正确的,在室内按推理的地层模型,进行模型超声测试,取得和现场一致的测试结果。
图1-4Ex、ρ。曲线图
另外,在一个孔内逐点发射,并接收裂缝的反射波,根据反射波的声波走时,推断出裂缝的倾向,与地质工程师从地质构造的推论相一致。至此对裂缝的性状给出明确的结论,为链子崖危岩体的治理,提供了依据,受到国家科委表彰(展建设等,1991)。
1.5.3危岩锚固钻孔内裂缝及裂缝密集带声波检测
长江三峡链子崖50000方危岩体防治工程,采用锚索加固处理,锚固孔深30~40m不等,最深达64.2m。危岩体主要以栖霞灰岩为主,裂隙发育且为张性,局部成破碎软弱带。锚固施工需掌握上述裂缝、软弱结构面在锚固孔中的位置,分布及几何尺寸。地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究所承担此项特种检测任务,研制一发一收干耦合换能器,在不能存留井液的水平干孔中,完成了共2670m的测试,指导了施工。图1-6其中三个钻孔的测试结果,其中视声速低于1000m/s(图中粗实线部分)的低速孔段均为裂隙及裂隙密集带(展建设、曹修定实测,1996)。
1.5.4岩崩堆积体灌浆补强效果声波测试
1998年地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究所在三峡库区迁建城镇新址岩崩堆积体工程改造现场,完成了灌浆补强前后岩体物理力学强度变化试验工作。采用“一发双收”单孔及跨孔声波检测对半径为1.7m圆周等分的六个钻孔中等边三角形分布的三个钻孔作为实施灌浆孔,另三个按等边三角形分布的钻孔及圆心的钻孔作为声波检测孔。采用灌浆前、灌浆后7d、灌浆后28d进行声波单孔测试及跨孔声波透视。
图1-5各种方法测试示意图及推测的地层模型
图1-6危岩锚固孔内裂隙及软弱破碎带声波测试声速-孔深曲线粗实线为裂隙及破碎带
单孔测试采用敲击作震源产生纵波及横波,以三分量检测器贴壁接收;跨孔测试用小药量爆炸震源的以三分量检测器贴壁接收。
岩崩堆积灌浆补强分别在四川奉节及巫山两地各做两组试验,现仅以奉节组试验为例加以说明。图1-7为灌浆前后单孔一发双收的时差-孔深对比曲线;图1-8为灌浆前后跨孔的声速-孔深对比曲线。由跨孔测试结果可见灌浆后声速有明显提高,最高可达60%以上;而单孔测试最高14%、最小仅2%。单孔测试声速变化小的原因是此法能了解沿孔壁一个波长范围的声速,单孔声速的提高,说明灌浆范围已达声波观测孔的孔壁;而跨孔测试是直接了解两孔连线间的岩体灌浆情况。
图1-7灌浆前后单孔一发双收的时差-孔深对深对比曲线
图1-8灌浆前后跨孔的声速-孔深对比曲线
由于测试纵波声速的同时,还测试了横波声速,因此可计算出岩崩堆积体灌浆前后的动弹性力学性能的变化,见表1-4(李洪涛等实测,1998)。
1.5.5长江三峡链子崖煤层采空区老空洞探地雷达探测
长江三峡链子崖底部煤层采空区的分布及其后期充填情况是评价链子崖危岩体稳定性的重要资料,同时也是确定治理工程混凝土承重阻滑键布置的重要依据。为此,在充分的地质调查分析基础上,委托煤炭科学研究总院采用地质雷达技术,利用PD2、PD6和PD1三个勘探平硐对煤层采空区的空洞或充填疏松地带进行了探测,取得了较好的效果。
表1-4奉节动弹性力学参数
地质雷达资料的解释是靠图形识别来进行的。具体解释过程是在资料处理后进行的对比,即对比波在相位、周期(频率)、同相轴和波形等运动学方面的特点,以及测点间在二维(横向与纵向)方向上组成的图形特征。同时,还应注意到相位的强弱(动力学特点)。图1-9为PD2沿线的一段探地雷达图像,图中44~61m之间显示为灰岩分布区,在76~85测点之间出现周期加大,相位改变,呈现明显弧形同相轴,反映的是煤层采空区。根据采空区的这种特征所得PD2平硐的探测成果列于图1-10与表1-5中(刘传正,2000)。
图1-9PD2Z线雷达图像(100MHz)
1.5.6金丽温高速公路崩塌体井内电视探测
由于浙江金丽温高速公路k81段高边坡地质条件复杂,岩层破碎,构造挤压,节理裂隙及断裂构造十分发育,处于崩塌体范围内。根据甲方要求对锚索孔B6-5、B6-9、B4-8、B6-16、B6-19、B6-23进行测试,以上各孔孔径为φ130mm,锚索钻孔俯角15°。主要查找钻孔中裂缝(图1-11)及破碎情况(封绍武实测,2002)。
图1-10PD2平硐雷达测线布置与探测成果
1—煤层采空区;2—充填但未压实的采空区
表1-5PD2平硐探地雷达勘查异常解释综合表
图1-11浙江金丽温高速路k81段高边坡(水平钻孔—干孔)裂缝图片
参考文献
段永侯,罗元华,柳源等.1993.中国地质灾害.北京:中国建筑工业出版社
郭建强,彭成,孙党生等.2003.链子崖危岩体勘查中物探技术的应用.水文地质工程地质
胡厚田.1989.崩塌与落石.北京:中国铁道出版社
李媛,张颖,钟立勋.1992.中国滑坡崩塌类型及分布图说明书.北京:中国地图出版社
李智毅,王智济,杨裕云.1996.工程地质学基础.武汉:中国地质大学出版社
李智毅,唐辉明.2000.岩土工程勘查.武汉:中国地质大学出版社
李大心.1994.探地雷达方法及其应用.北京:地质出版社
连克,朱汝裂,郭建强.1991.音频大地电场法在地质灾害调查中的应用尝试——长江三峡链子崖危岩体隐伏地质结构的探测.中国地质灾害与防治学报
刘传正.2000.地质灾害勘查指南.北京:地质出版社
晏同珍,杨顺安,方云.2000.滑坡学.武汉:中国地质大学出版社
展建设,吴庆曾.1991.跨孔声波穿透法在探测三峡链子崖隐伏裂缝中的应用.中国地质灾害与防治学报
张咸恭,李智毅等.1998.专门工程地质学.北京:地质出版社
『拾』 地质灾害实例有哪些
地质灾害是指发生在地球岩石圈的灾害,有地震,火山,泥石流,滑坡....
楼上众人有些是生态问题,不是地质灾害....