江门隧道强风化花岗岩及旋喷桩桩体物理力学参数研究

江门隧道DK111+115~210段下穿玉龙湖泄洪道,所处为丘区沟谷地,山势陡峭,隧道洞身基岩为全-强风化花岗岩和微风化花岗岩,裂隙发育,地表水发育,同时存在富水、浅埋、偏压等不利于隧道围岩稳定的特征.隧道主要穿越强风化花岗岩地层.由于该类岩石强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,在隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择方面会遇到一系列特殊的问题.主要通过对天然强风化花岗岩岩样和旋喷桩桩体进行一系列的室内试验,获得其基本物理力学参数.研究得出表面围岩的粘聚力相对较小,渗透系数较大,不利于隧道稳定.全风化花岗岩地层水平旋喷桩进行预加固效果较好,能很大程度提高地层的力学参数,研究成果对风化花岗岩类工程的力学参数取值有重要借鉴意义,对该类岩体中隧道的设计施工具有指导作用.     

PS测井在公路隧道勘察中的应用

介绍了单孔法PS测井的原理极其相应的数据处理方法。通过获取地震波经过不同深度的岩土的直达波旅行时便可求得纵横波波速,进而通过弹性波理论基础即可根据纵横波速度计算出泊松比、剪切模量、扬氏模量、体积模量、拉梅常数、风化系数、岩体完整性系数、岩体波速等岩土动力学参数。这些参数可对隧道围岩等级做出评定,为隧道设计提供必要的依据。同时,由PS测井所得到的土层及强、中、弱风化层的纵横波速还可对面波和折射波勘探中风化层位的划分起标定作用。文中结合某一具体公路隧道勘察的应用效果,展现了该方法获取岩土动力学参数的有效、快捷的特点及其在隧道勘察中的应用前景。     

微动技术在地铁隧道区间孤石探测中的应用

孤石是花岗岩残积土的不均匀风化,即残积土中存在中等风化、微风化岩体,在我国南方沿海地区普遍发育。由于孤石分布随机,且孤石形状大小各异、强度不一,给隧道盾构施工带来很大麻烦。勘察钻孔只能揭露极少的孤石。为了进一步掌握孤石的分布情况,为孤石后期处理提供依据,采用微动技术对南方某城市地铁隧道区间的孤石进行探测。从探测结果来看,本方法有效、可行。     

多道瞬态面波在LNG罐区地基勘察中的应用

由于近几年工程勘察需要,多道瞬态面波勘探技术快速发展,在工程勘察中多道瞬态面波以工程周期短、施工条件简单、效果良好的一种勘察手段.本文结合工程实例,介绍了利用多道瞬态面波方法对一些特殊地区勘察,通过对面波相速度分析,进而对覆盖层、强风化层、中风化层及软弱夹层厚度进行划分,并分析罐区地基问题原因.现场再进行钻探验证,进一...     

湘南地区骑田岭与香花岭岩体的成矿特征对比

湘南地区是典型的稀有－有色多金属成矿区,成矿作用与广泛发育的燕山早期花岗质岩浆活动密切相关。以骑田岭和香花岭两个典型成矿岩体为研究对象,对比总结了其岩石学、地球化学、成矿学等方面的特征。骑田岭岩性主要为黑云母二长花岗岩,香花岭则以锂白云母花岗岩、铁锂云母花岗岩等为主;骑田岭花岗岩具有高硅碱、弱过铝质－过铝质的特点,属于钙碱性系列,而香花岭花岗岩较骑田岭更富硅碱,分异程度更高,且高度富集挥发分氟,是高酸富碱氟、高度分异的碱性－过碱性花岗岩;高分异的香花岭岩体发育钨、锡、铌、钽等有色－稀有金属矿床,而同时期的骑田岭岩体仅形成钨、锡矿床。造成这种差异性的原因：从含矿性角度,骑田岭花岗岩中稀有金属含量远不如香花岭岩体;香花岭花岗岩的高分异演化有利于稀有金属和挥发分的逐步富集成矿;骑田岭岩基已遭受高度风化剥蚀作用也可能是原因之一。综合骑田岭岩体的地球化学成矿图解推断,岩体西北部是有利的成矿部位,结合香花岭小岩体的成矿,认为尽管在受风化剥蚀影响较大的岩体西北部找到矿化并非易事,但若附近有出露或隐伏的小岩体,将会是有利的稀有－有色金属矿化部位。     

延吉盆地风化砂质泥岩地基承载力研究

为了获取延吉盆地风化砂质泥岩层可靠的地基承载力数据,采用载荷试验和标准贯入试验原位测试方法,对晚白垩世龙井组风化砂质泥岩层的地基承载力进行了测试研究,得出了风化砂质泥岩层地基承载力特征值的范围,地基承载力特征值、变形模量与标准贯入试验锤击数线性相关的结论.据此,提出了风化砂质泥岩层地基承载力特征值和变形模量的经验公式,为延吉地区岩土工程勘察工作提供了依据和方法,并为吉林省其他地区风化泥岩层地基承载力的研究提供了参考.     

广东花岗岩类岩石风化土的工程地质特征

花岗岩类岩石分布广泛，种类繁多，由于花岗岩所在地区的地形地貌复杂，地貌类型变化大，故花岗岩地区有其特有的工程地质特性，其风化土的工程地质条件也较复杂，对花岗岩风化土的风化规律及工程地质特性的研究表明，从平面分布上大致可把广东花岗岩类风化土厚度特征与地貌形态分为3个类区，并根据风化程度和土质的不同，在垂向上自上而下分为3个带，同时通过对资料统计总结了花岗岩类风化土的物理力学性质，最后对花岗岩类风化土的工程地质条件进行分析评价。     

高密度电阻率法在高速公路隧道勘察中的应用研究

隧道工区地形、地质条件复杂,断层、破碎带以及塌陷等不良地质体的存在已成为阻碍工程安全进行的主要问题。因此如何准确、快速地查明此类不良地质体的规模与埋深,确保施工过程的安全顺利进行显得尤为重要。为此首先介绍了高密度电阻率法的基本特点、数据采集及资料解释,然后采用高密度电阻率法在浙江某隧道进行实际探测。结果表明:该方法不仅能查明隧道所处地段可能存在的隐伏构造、断裂破碎带和富水区域的位置,还能查明地表强风化层的厚度等。本次探测验证了高密度电阻率法在隧道勘察中应用的可行性及有效性,为其今后在此类隧道勘察中的应用提供了重要的参考。     

水库坝基综合地球物理勘察技术与应用

水库坝基地质条件关系到大坝建设质量,其前期的勘察工程至关重要。目前,利用物探与钻探工程相配合,可以获得坝基土岩介质较为丰富的勘察资料。结合地震折射波和并行电法对新建水库坝基进行勘察,确定了土层埋深、岩体风化带等特征参数,为坝基处理与施工提供可靠的依据。应用实践表明,利用综合物探方法可以提高对地质异常的判断能力,效果良好。     

全风化花岗岩路基改良土处理试验研究

基于株洲市机场大道一期工程二标段全风化及强风化花岗岩土质路基,研究了全风化及强风化花岗岩的矿物成分、液塑性指标及加州承载比(C B R)值等,得出了全风化及强风化花岗岩不宜直接作为路基填料,必须经过改良才能使用的结论。提出了用石灰改良全风化及强风化花岗岩的处治方案,并进行了配合比设计,且对施工工艺提出了要求。     

桂东南花岗岩风化土与残余节理的微观结构及演化

花岗岩残余节理是指花岗岩高度风化土体内的节理,常常被铁锰氧化物充填,呈褐黑色或黑色薄夹层,对边坡稳定性有重要影响。选取广西东南部容县陈村风化花岗岩滑坡内残余节理土及其两侧土体(全风化土)和上覆残积土为研究对象,分别研究这3种土样的矿物成分、化学成分、微观结构、孔隙分布特征,并探讨残余节理的演化过程及其对边坡稳定性的影响。结果表明:组成花岗岩全风化土和残积土的主要黏土矿物为高岭石、石英及少量伊利石。其中,全风化土内高岭石单晶尺寸在数微米至数十微米,呈书本状构造; 残积土内高岭石矿物渐碎片化,单晶尺寸小于全风化土,呈杂乱无章分布。残余节理土的主要矿物类型为赤铁矿和水钠锰矿。初始风化阶段铁锰氧化物胶体呈球状、粒状分布,颗粒孔径主要为数微米至数十微米,表面呈多孔蜂窝状,具有较大的比表面积和胶体活性; 随着风化作用持续,铁锰氧化物胶体颗粒被拉长呈椭球状,沿节理走向呈片状定向挤密排列; 最终形成薄板状定向分层排列,且胶体颗粒的蜂窝状结构逐渐消失,比表面积逐渐降低,圆度降低。残余节理土的饱和渗透系数比两侧全风化土约低两个数量级,节理由风化早期的渗流优先通道逐渐转变为风化后期的隔水夹层,从而影响风化土体内地下水渗流过程,对其边坡稳定性产生不利影响。     

南堡凹陷3号构造区古近系东营组/沙河街组不整合结构特征

南堡凹陷古近系东营组/沙河街组(Ed/Es)不整合结构普遍发育,不同区域的发育特征不尽相同,其中南堡凹陷3号构造区就显示出了明显的差异性。综合三维地震、测井曲线、钻井岩芯、物性分析等资料,系统分析南堡凹陷3号构造区Ed/Es不整合结构岩石学、测井响应、物性以及空间分布特征。结果表明:Ed/Es不整合结构可以划分为不整合面之上的岩石、风化黏土层和半风化层3层,其中风化黏土层发育程度较低;不整合结构具有不同的岩石学特征,不整合面之上的岩石风化程度最低,泥质含量高,风化黏土层风化程度高,物性最差,半风化层受改造程度高,物性最好;不整合结构的分布在平面和空间上较为一致,不整合面之上的岩石和半风化层岩石在顺物源方向上较为发育,在垂直物源方向上发育程度较低,风化黏土层在垂直物源方向上中部地区较为发育,在顺物源方向上欠发育;不整合结构发育程度上的非均一性对油气产生不同影响,其中不整合面之上的岩石和风化黏土层主要作为油气的封盖层,半风化层则主要作为油气运移的输导层。     

一种新型矿泉水——天津市蓟县麦饭石矿泉水的初步研究

蓟县麦饭石矿泉水主要有麦饭石(风化)裂隙水与花岗岩裂隙水两种类型。由于岩石的微孔结构的滤水作用,深层麦饭石水优于表层风化潜水、更优于人工浸泡制成的人工矿泉水。该矿泉水具有偏硅酸矿泉水及氡矿泉水的双重特点。地质研究表明:蓟县麦饭石是内生变质成因,其地下水活动及水质除受岩体风化作用影响外,更与岩体中的裂隙及微孔结构密切相关。     

寒区隧道围岩导温系数反分析

根据实测隧道围岩温度,采用一维热传导模型、古典显式差分格式和最小二乘法,对一寒区隧道围岩（强风化花岗岩）的导温系数进行了反分析。     

古风化壳孔隙与裂缝发育特征及其油气地质意义

通过总结前人研究结果,利用数据整理、薄片观察等方法对古风化壳中孔隙和裂缝的发育规律进行了分析,并探讨了古风化壳结构的油气地质意义。研究结果表明,发育完全的古风化壳具有风化黏土层和半风化岩石的分层结构;半风化岩石中部孔隙和裂缝较发育,向上向下规模逐渐减小,至风化黏土层大孔隙和裂缝不发育。通过实例汇总认为,影响半风化岩石孔缝系统发育程度的主要因素包括风化基岩的岩性、风化的时间和强度、风化壳形成时期的剥蚀厚度和古风化壳的埋藏深度以及裂缝孔隙的充填特征。风化黏土层岩性致密,对油气的保存具有建设性作用;半风化岩层中部的孔缝连通体,既为油气运移的良好通道,也可作为油气聚集的有效储层。     

石质古建筑风化深度确定方法

在古建筑石构件不同深度岩样化学成分和矿物成分测试的基础上,对根据不同深度岩样化学成分及矿物 成分的变化来确定风化深度的方法进行了深入研究。结果表明:由于岩石成岩之初其矿物成分和化学成分在不 同部位存在差异,风化后矿物成分和化学成分随深度的变化不具规律性,提出根据化学风化指数沿深度的变化 来确定石构件化学风化深度的方法。实践证明这一方法能较准确地获得石构件的化学风化深度。     

Uncovering the creep deformation mechanism of rock-forming minerals using nanoindentation

The creep phenomenon of rocks is quite complex and the creep mechanisms are far from being well understood. Although laboratory creep tests have been carried out to determine the creep deformation of various rocks, these tests are expensive and time-consuming. Nanoindentation creep tests, as an alternative method, can be performed to investigate the mechanical and viscoelastic properties of granite samples. In this study, the reduced Young’s modulus, hardness, fracture toughness, creep strain rate, stress exponent, activation volume and maximum creep displacement of common rock-forming minerals of granite were calculated from nanoindentation results. It was found that the hardness decreases with the increase of holding time and the initial decrease in hardness was swift, and then it decreased slowly. The stress exponent values obtained were in the range from 4.5 to 22.9, which indicates that dislocation climb is the creep deformation mechanism. In addition, fracture toughness of granite’s rock-forming minerals was calculated using energy-based method and homogenization method was adopted to upscale the micro-scale mechanical properties to macro-scale mechanical properties. Last but not least, both three-element Voigt model and Burgers model fit the nanoindentation creep curves well. This study is beneficial to the understanding of the long-term mechanical properties of rock samples from a micro-scale perspective, which is of great significance to the understanding of localized deformation processes of rocks.     

地震反射波CDP叠加技术在海域花岗岩孤石探测中的应用

台山核电站取水隧洞海域部分采用盾构法施工,在盾构掘进前,应尽可能地探查清楚掘进区域的大直径球状风化物的赋存情况,尤其是直径大于1m的孤石,以便尽早采取措施进行清除或制定穿越该处的方案。本文介绍了海域地震反射波多次覆盖CDP叠加技术,阐述了海上单道地震与CDP叠加技术的差别,从方法原理、震源选择、观测系统等方面分析了探测小尺寸异常体的关键技术,通过钻探验证了该技术在探测风化残留体中孤石的良好效果。     

基于顶板风化程度及塑性破坏深度的围岩综合分类法

地下工程围岩分类是支护设计和施工的基础,国内外学者已提出了多种分类方法并取得满意成果,但诸如巷道上覆严重风化层等复杂地层的围岩分类,其研究成果还极为有限。以极限平衡区深入围岩深度为指标的分类方法为基础,首先考虑了矿山采动及煤岩体力学性质的影响,然后考虑了煤层顶板风化程度,最后得到最终塑性破坏区半径并进行分类。方法核心在于分析塑性破坏区和顶板严重风化区是否贯通,并根据贯通情况对塑性区半径进行修正。葛泉矿11912工作面回采巷道情况复杂、部分顶板严重风化,利用上述方法进行了巷道围岩分类,根据分类结果提出相应的支护对策并取得了良好支护效果。     

渤海大街-庐山路互通立交工程土石方计算

由于基岩为太古代混合花岗岩,风化节理裂隙较多,风化程度差异较大,因此采用钻探、槽探两种方法对渤海大街－庐山路互通式立交工程进行了土石方工程施工等级划分,并应用20m×20m方格网法对该区进行了土石方计算。计算结果表明,该区区块面积145070m2,第一类上总挖方量为202562m3,第一二类土总挖方量132055m3,第三类土总挖方量31431m3．