基于钻孔摄像技术的岩体完整性评价方法

通过钻孔摄像技术获取岩体的结构特性,提出一种评价岩体完整性的新方法--RMDI法,并应用于开滦煤矿唐山矿区数字钻孔摄像工程地质勘测中的离层孔。结果表明：（1）高精度的钻孔图像能为岩体完整性评价提供可靠的结果;（2）DIDF能反映钻孔壁岩体完整程度的轴向分布状况;（3）RMDI法用于评价岩体完整性是可行的;（4）RMDI法能实现全孔段或局部孔段的岩体完整性评价,完成对岩体不同完整段的位置搜索。     

岩体完整性指标IRMI的工程应用与分析

岩体完整性指标（IRMI）是基于钻孔成像技术的评价岩体完整性的新指标,定义为全孔孔壁图像中岩体完整特征I与孔壁岩体长度（即完整特征I与破碎特征F之和）之比的百分数,即IRMI = I / (I + F)。钻孔成像技术在青岛海湾大桥基础勘察工程中取得了成功应用,获得了大量的第一手资料。通过与钻探和其他岩石质量估算法的对比分析,得出(1) 钻孔摄像弥补了钻孔取芯的不足;(2) 全孔图像为实现准确的岩体完整性评价创造了条件;(3) IRMI能准确地反映岩体完整特征;(4）IRMI通常大于RQD。     

南海珊瑚礁本底调查“琛科一井”钻探工艺

南海珊瑚礁拥有巨大的资源潜力和科研价值,通过西沙群岛琛航岛"琛科一井"的实施,拟摸清南海珊瑚礁大致分层及地质本底。从钻孔基本信息、工程概况、钻进工艺等方面,介绍和探讨了南海珊瑚礁本底调查"琛科一井"的钻探工艺。结果表明:(1)3套钻具配合扫孔、无固相钻井液配合正循环大泵量工艺异地层洗孔、"水锤效应"震动砂液化等工艺能有效处理泻湖相珊瑚砂层的埋钻事故;(2)超前钻头和半合管配合使用能确保礁格架地层岩心采取率;(3)在受钻孔摄像限制不能使用低固相钻井液条件下,不同标准多口径钻孔级配快速穿越后套管封隔是有效的成井方法。研究成果可为类似区域的珊瑚礁取心钻探提供借鉴作用。     

修正水电HC法在地下厂房洞室围岩分级中的应用研究

水电HC法的岩体完整程度以完整性系数K_(v)为定量指标,但完整性系数K_(v)值的测试难度较高,不利于现场测试特别是施工阶段的频繁测定,且受测试环境及岩体风化状态的影响,测试结果的准确性难以得到保证。岩体体积节理数J_(v)是对节理密度的三维统计,能较好地反映节理密度,根据《工程岩体分级标准》中的间距法,可以在现场快速准确的获得。目前国内外常用的几种围岩分级方法中,其评价指标都与岩体体积节理数J_(v)存在密切的联系,通过引入岩体体积节理数J_(v)值,并结合完整性系数K_(v)值,综合表征岩体的完整性程度,减小完整性系数K_(v)值的误差给围岩分级结果带来的影响,从而获得了符合实际情况的修正水电HC围岩分级方法,并成功应用到了河南五岳抽水蓄能电站地下厂房围岩分级中。相关研究方法可以为类似工程围岩分级提供参考。     

岩体完整性系数确定及应用中的几个问题探讨

岩体完整性系数是一个与岩体质量和强度有关的地质参数,用于岩体完整程度划分、工程岩体质量分级等方面。然而不同的规范在岩体完整性系数的确定和应用等方面存在分歧。本文分析了岩体波速测试方法、岩体风化状态对岩体完整性系数的影响以及岩体体积节理数与岩体完整性系数的关系,并对岩体完整性系数应用中存在的问题进行了探讨。确定岩体完整性系数时,若岩块与岩体弹性波速的测试方法不同,应进行修正。所测试的岩块与岩体应处于相同的风化状态。采用岩体体积节理数确定岩体完整性系数时应考虑岩体中结构面的张开宽度和充填情况。应注意区分规范中围岩工程地质分类与岩爆判别中的围岩强度应力比的不同地质含义。     

柱状节理岩体隧洞松弛深度的变异特性与确定方法

柱状节理玄武岩是火山岩区所特有的地质现象,其地质成因独特,工程特性、开挖响应特征明显不同于一般常见岩体。针对节理岩体中不同钻孔属性条件下松弛深度测试结果存在变异性的问题,提出单孔声波测试与数字钻孔摄像综合的原位测试手段和松弛深度评价方法,获得了柱状节理条件下不同角度及不同孔径的岩体卸荷松弛特性。研究结果表明,在节理岩体中进行围岩的松弛深度测试时,不同孔径钻孔测试的松弛深度未有显著影响,但在不同钻孔角度条件下测试时,钻孔偏差角度、钻孔轴线与节理方位的夹角均对测试结果有较大影响,围岩松弛深度随节理方位与测孔轴线角度增大而增大。基于现场测试的结果与柱状节理的各向异性特征,进一步探讨了不同钻孔条件下松弛深度变异的机制。该研究结果对柱状节理围岩松弛测试评价、稳定性分析以及支护方案优化有显著价值。     

柱状节理岩体隧洞松弛深度的变异特性与确定方法

柱状节理玄武岩是火山岩区所特有的地质现象,其地质成因独特,工程特性、开挖响应特征明显不同于一般常见岩体。针对节理岩体中不同钻孔属性条件下松弛深度测试结果存在变异性的问题,提出单孔声波测试与数字钻孔摄像综合的原位测试手段和松弛深度评价方法,获得了柱状节理条件下不同角度及不同孔径的岩体卸荷松弛特性。研究结果表明,在节理岩体中进行围岩的松弛深度测试时,不同孔径钻孔测试的松弛深度未有显著影响,但在不同钻孔角度条件下测试时,钻孔偏差角度、钻孔轴线与节理方位的夹角均对测试结果有较大影响,围岩松弛深度随节理方位与测孔轴线角度增大而增大。基于现场测试的结果与柱状节理的各向异性特征,进一步探讨了不同钻孔条件下松弛深度变异的机理。研究结果对柱状节理围岩松弛测试评价、稳定性分析以及支护方案优化有显著价值。     

柱状节理岩体隧洞松弛深度的变异特性与确定方法

柱状节理玄武岩是火山岩区所特有的地质现象,其地质成因独特,工程特性、开挖响应特征明显不同于一般常见岩体。针对节理岩体中不同钻孔属性条件下松弛深度测试结果存在变异性的问题,提出单孔声波测试与数字钻孔摄像综合的原位测试手段和松弛深度评价方法,获得了柱状节理条件下不同角度及不同孔径的岩体卸荷松弛特性。研究结果表明,在节理岩体中进行围岩的松弛深度测试时,不同孔径钻孔测试的松弛深度未有显著影响,但在不同钻孔角度条件下测试时,钻孔偏差角度、钻孔轴线与节理方位的夹角均对测试结果有较大影响,围岩松弛深度随节理方位与测孔轴线角度增大而增大。基于现场测试的结果与柱状节理的各向异性特征,进一步探讨了不同钻孔条件下松弛深度变异的机理。研究结果对柱状节理围岩松弛测试评价、稳定性分析以及支护方案优化有显著价值。     

利用岩石质量指标和岩体块度指数进行岩体质量评价研究——以高放废物地质处置库预选场址甘肃北山1号钻孔为例

岩体质量的评价对于各类大型建筑物特别是地下工程建筑物的安全性具有十分重要的作用。文章基于岩石质量指标（RQD）和岩体块度指数（RBI）的理论，通过对甘肃北山1号钻孔的岩心实测资料证明，岩体块度指数在一定程度上能反映岩体的完整性与相应力学性质的变化特点，同时给出钻孔附近岩体质量分类，进而与岩石质量指标所获得的钻孔附近岩体质量评价分级进行对比。对比结果表明：岩体块度指数在岩石质量评价中能更准确地反映其优越性，具有更为显著的工程意义。     

工程岩体完整性评价的实用方法研究

采用结构面统计与结构面结合特征识别相结合的方法,从结构面几何发育特征和结合特征两方面评价工程岩体完整性。用体积节理数评价结构面几何发育特征,并引入岩体几何完整性系数Ig来表征。根据结构面张开度和充填胶结特征将其结合程度分为5级,给出各级的定性特征描述,并引入结构面结合程度系数Ip对其量化。进而定义了岩体完整性指数将岩体完整性划分为完整、较完整、破碎、较破碎和极破碎5级,并给出对应的定性特征描述和Irm值区间。结合公路隧道工程实例,分别采用文中方法、声波测试法和体积节理数测量法对隧道围岩完整性进行了评价并对评价结果进行了比较。结果表明,文中方法得到的岩体完整性指数Irm与声波测试法得到的Kv基本一致,而体积节理数量测法的评价结果整体上大于声波测试方法。     

珊瑚礁工程地质研究进展

珊瑚礁是发育于热带海洋环境中由生物作用和地质作用共同形成的地质体,是一种特殊的岩土介质类型,有着独特的工程环境特性和工程地质性质。珊瑚礁工程地质研究是现代工程地质学的一个新课题,是近年来为适应珊瑚岛礁工程建设的需求而发展起来的。介绍了珊瑚礁工程地质研究的内容及意义,综述了国内外珊瑚礁工程地质研究的历史现状及其进展,指出应将珊瑚礁体作为工程岩体,进行工程地质环境区带划分及各区带工程地质条件评价;分析礁岩体结构特征和礁体稳定性及其影响因素;分析礁体工程适宜性、地基及其环境与工程活动相互关系。针对珊瑚礁岩土的土力学特点,加强珊瑚礁颗粒破碎机理及其对工程地质性质影响机制的研究;建立能够代表珊瑚礁应力—应变特性的本构关系。     

海南岛南岸全新世珊瑚礁的发育

海南岛南岸的珊瑚礁,是我国全新世珊瑚岸礁最为发育的地区之一,仅次于台湾岛南端的恒春半岛沿岸。前人从生物学^[1-5]、地貌学^[6-8]和地质学^[9-12]角度对海南岛南岸的珊瑚礁进行过较为广泛的研究。作者报道过崖县鹿回头水尾岭剖面珊瑚礁样品的C¹⁴年代测定结果^[13,14]。1979年底至1980年初,作者在海南岛南岸东起小东海沿岸西至西瑁岛西岸地区进行了野外调查与采样。根据野外和室内分析资料,本文公布了一批新测试的C¹⁴年代数据,并进一步讨论了全新世珊瑚礁的发育历史及其与海岸变迁、海面变化和地壳运动的关系等问题。     

五千年来南海海平面变化的研究

大型块状滨珊瑚的生长上限充其量只能达到大潮低潮面,礁坪面成为古高海面的极好标志。多数学者认为,５０００ａＢ．Ｐ．以来南海周边曾有３—６ｍ的高海面。但南海曾否有古高海面有着两种截然相反的意见。作者对南沙群岛、西沙群岛、海南岛、雷州半岛和台湾恒春半岛珊瑚礁的考察,实测礁顶面的高程,钻取岩芯样品做(１４)Ｃ测年,并收集大量古高海面礁的资料,进一步证实了南海同它的周边情况一样,确实出现过至少比现今高２—３ｍ的高海面。     

我国生物礁研究的发展

黄汲清教授研究我国南方二叠系，引发了我国对古代生物礁的研究工作。６０年代起我国开始对古代生物礁的研究。现代珊瑚礁研究从２０年代末兴起，８０年代以来正在深入发展，同全球变化研究和珊瑚礁开发紧密联系，拓展了研究领域，积累了许多新知。     

西沙群岛琛航岛碳酸盐沉积物X射线定量分析方法研究

利用X射线衍射分析技术测定碳酸盐沉积物中的矿物成分及其含量是目前研究碳酸盐最有效的方法。本文根据西沙琛航岛碳酸盐矿物组成的具体情况采用了“自清洗法”,用峰值强度测定方解石、白云石、文石和石英的含量,用方解石特征峰所在位置确定其MgCO_3含量,对西沙琛航岛碳酸盐沉积物进行了比较全面的定量分析测定,取得了较好的效果,从而对西沙群岛第四纪礁相沉积作用、白云岩化作用、地球化学、年代学、地层学等问题的解决提供了有价值的资料。     

中国海洋的珊瑚-珊瑚礁: 南海中央区珊瑚-珊瑚礁生物多样性特征

珊瑚是地球上最古老的原住民,具有近6×108年的发育史,弱势群居、喜温和原地长成是珊瑚的基本特征。作者介绍了珊瑚-珊瑚礁的基本特征,综述了跨十年调查的研究区珍贵照片资料和相关认识,指出中国是全球主要的珊瑚-珊瑚礁国家,地位举足轻重;珊瑚-珊瑚礁作为地球生物多样性的代表,造岛、固礁、护鱼、防护岛岸流失,形成南海四大群岛280余座岛、礁、滩、沙,所构建庞大海洋生态系统是无与伦比的海洋生态资源和寸土寸金的南海海洋国土。提出划分南海珊瑚-珊瑚礁为中央区和周缘区2个分布区,阐述了南海中央区珊瑚-珊瑚礁的基本特征,系统汇集报道了间隔10年2个科考航次调查在浅水礁盘浮潜、至20 m水深浅潜-深潜和礁盘及开展岛、礁、滩、沙地质调查的发现,包括科学定名46种六放石珊瑚和6种八放软珊瑚等成果,同时,收集了西沙、中沙、东沙和南沙群岛海域的相关调查航次珊瑚照片;进一步阐述了单体环礁和复合环礁的特征及分布,并进行了初步对比,指出永乐环礁是南海唯一一个真正的切合达尔文模式的环礁,也是环礁发展到最高阶段的产物,构成现代海洋珊瑚-珊瑚礁形成演化研究最好的天然实验室。     

海南岛鹿回头现代珊瑚岸礁发育史

海南岛南部鹿回头现代珊瑚岸礁发育很好, 是我国久负盛名的岸礁研究区。礁区南北两侧是基岩组成的山岭, 中央为宽约2km的连岛砂洲, 砂洲由礁块和生物碎屑堆积而成。连岛砂洲两侧为海湾, 西北侧称三亚湾, 东南侧为小东海, 海湾中发育有现代珊瑚岸礁。     

黔南晚石炭世礁相地层中造礁生物Tubiphytes研究

广泛分布在黔南晚石炭世礁相地层中,具有多样的生物形态。其造礁作用以粘结方式为主,可以集中密集形成粘结岩礁块,也可以与其它造礁生物共同建造礁体。其建造的礁体分布局限,礁体一般规模不大。Tubiphytes在工作区除形成礁体外,还通过包覆其它生物碎屑和粘连灰泥和碎屑颗粒形成粘结岩,构成珊瑚礁体的基底,起到固结基底的作用;也可以在其它礁体内部粘结充填在礁骨架中的灰泥和碎屑颗粒形成块状粘结岩,起到加固礁体的作用。Tubiphytes与其它生物碎屑一起作为碳酸盐岩造岩的重要组成部分,在礁相地层中也广泛存在。Tubiphytes在黔南晚石炭世礁相地层中是一类具有特色的生物。