行星地质资源与工程学导论

行星科学是近几十年发展起来的一门多学科交叉的新兴学科,如何利用行星资源、可持续永久开发太空成为行星科学的新兴前沿研究方向。在阿波罗号人类登月50周年之际,世界大国纷纷抢占深空探测的科技制高点,美国宣布重启太空计划,俄罗斯制定了一系列的月球战略,我国也制定了深空科学探测任务规划发展路线图,要达到这些宏伟的深空探测与开发目标,亟待发展行星地质资源与工程学,为太空的可持续永久开发提供基础理论与关键技术支撑。行星地质资源与工程学是行星地质学的分支,运用行星科学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星地质资源形成演化规律,查明地质资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星地质资源的地质调查、岩石成分、结构与性能、开发地质条件评价与预测,解决行星工程中的各类地质问题,研发行星开发利用地质工程技术,为行星地质资源开发与人类工程活动提供基础理论与关键技术方法。行星地质资源与工程学的研究内容通常包括:行星地质资源探测理论与技术、行星地质资源成因演化与评价、行星地质工程。发展行星地质资源与工程学具有重要意义:从行星科学的视角进行研究,促进学科增长与拓展;开发行星地质资源,打破资源束缚,实现太空永久可持续开发;培养学科人才,提升行星地质资源与工程科技水平,为人类移居行星奠定基础。未来行星地质资源与工程学科应加强行星物理学、行星化学和行星地质学的交叉融合及理论应用,发展行星地质勘探方法与智能机器人工程技术,发展高/低温、高/低压、高辐照、低/微重力环境条件下样品采集、加工、多尺度测试分析理论与方法,培养行星地质资源与工程学科人才。     

切实重视原位测试在工程勘察中的应用

规范要求勘察中应用原位测试,为了说明在实际中原位测试究竟起多大的作用,本文通过工程实例,比较了在勘察中是否采用原位测试所带来的显著差异,以此希望在工程勘察中切实重视原位测试的作用,改变那种重钻探经测试的做法。     

膨胀土膨胀力原位测试方法

由于室内测定的膨胀力结果往往不能真实地反映现场情况,因此,测定膨胀土的原位膨胀力有着极其重要的现实意义.采用加压膨胀法,即利用现场有荷膨胀率试验结果,由内插得到膨胀力值的测试方法,并通过现场试验与室内试验结果的对比,对该方法进行了验证.对比结果表明,该方法能真实地反映膨胀土的膨胀趋势,所测结果能真实地反映现场膨胀力值.且易于操作,有较好地推广应用前景.     

基于月壤物理力学特性的单齿破壤机理

单齿破壤机理的研究是太空取样钻头研发非常重要和迫切的任务,是实现中国三期探月工程的月表钻进取样要求的重要研发基础。分析了反映月壤物理力学特性的主要参数及其之间的相关性及变化趋势,初步确定了2.5m深度内月壤物理力学的参数范围;基于月壤物理力学特性和月表钻进的钻进工艺分析,得出表层钻进和浅层钻进时月壤的破坏形式不同于土的掘削失效模型,主要是回转剪切破坏;提出了土的回转剪切力学模型,推导回转切削土阻力矩公式;得出阻力矩主要与钻头直径和切削刃宽度、月壤的容重和钻进深度等相关,并对其相关性进行了分析说明。     

原位测试技术评价新近沉积土工程特性的应用

本文介绍了采用原位测试技术在新沉积土工程勘察中的应用，通过工程实践对测试资料进行对比分析，提高了对新近沉积土工程地质特性综合评价的可靠性。     

岩土工程原位测试CAD软件开发与应用

简要说明了岩土工程原位测试CAD软件的开发和应用过程，并对岩土工程原位测试中静载试验、静力触探、剪切波速、土钉和锚杆抗拔试验等CAD软件的使用做了较详细的说明。     

镇江扬中地区工程地质条件及其评价

以中国地质调查局"江苏1∶5万扬中市、江都县、谏壁镇、泰州市幅区调"项目为依托,根据项目所完成钻孔岩芯资料,结合本地区区域地质、工程地质资料,镇江扬中地区覆盖层主要是全新世中晚期长江冲、淤积形成的新近系软弱土和砂土。根据岩性组合、岩土物理力学性质结合地形、地貌特征,该区分为长江边滩相软土沉积区和漫滩相砂土沉积区两类。主要讨论各土层工程地质结构特征,在此基础上对扬中地区的工程地质适宜性及建筑施工适宜性进行了评价。     

一种新型静力触探系统在滩浅海工程地质勘查中的应用

滩浅海地区由于其地理环境的特殊性,在工程地质勘查中一直缺乏经济、有效的原位测试手段。本文介绍了一种新型的滩浅海静力触探系统（CPtss）,包括设有贯入装置与液压装置的主体设备和设有充气装置、真空发生装置以及系统控制装置的附属设备,其测试方法包括：主体设备由船拖至目标点位靠自重沉入海底,以液压贯入方式测试海床以下土体的强度,获得触探头强度测试参数。利用该系统在黄河水下三角州开展了现场试验测试,得到了海床土的锥尖阻力、侧摩阻力及摩阻比随深度的变化曲线,在此基础上获得海床土的地基承载力特征值,并对该海域的海床成层性特征进行了初步探讨。该系统运行稳定,操作简单,且具有海上连续走航测试的特点,在今后滩浅海工程地质勘查中具有很好的应用前景。     

旁压仪在地基工程原位测试中的应用及其成果分析

介绍了法国梅纳(Menard)旁压仪的结构和工作原理,并应用于地基勘察工程的原位测试,对旁压试验结果进行分析,以确定确定高层建筑物的地基承载力,并与理论计算结果进行对比,证明其结果能够很好的应用于工程设计。在旁压试验结果中,提供了测试地层的其他变形参数,并为类似工程提供参考。     

战国秦长城夯土的工程特性

战国秦长城夯土历经了千年的风雨和长时间压实作用,其物理力学指标与目前保存现状有很好的一致性,因多种病害的发育,孔隙已较大,干密度相对也有所降低.力学指标有明显的各向异性.通过对夯土物理力学指标的研究,将为针对性进行保护加固提供有力的数据和依据.     

最近三十年岩土原位测试技术新进展

目前大部分岩土工程勘察企业使用的是传统原位测试手段.为了梳理、归纳岩土原位测试技术的最新进展,从变形特性试验、抗剪强度试验、渗透试验和触探试验等四个方面,将20世纪90年代至今岩土原位测试技术与设备的最新研究进展进行系统性综述.当前的原位测试技术具备自动化、信息化、多功能化和技术升级等四大特征,但仍然存在测试成本高、理...     

论地质工程的基础理论

地质工程是80年代以来工程地质科学的新的生长点, 已经形成为一个工程地质学新的分支学科, 一个新的行业。地质工程的基础理论是地质控制论, 它的基本理论是地质构造控制论、岩体结构控制论、上体结构控制论、地质体赋存环境因素控制论。他们控制着地质环境(包括地壳稳定性)评价理论和方法、岩体质量评价理论和方法、工程地质探测和测试理论和技术方法、工程地质超前预报理论和方法、地质体改造理论和技术, 岩土体稳定性分析理论和方法及地质工程设计和施工指导理论。正确运用这套理论可使地质工程实践减少盲卧性, 增加自觉性, 可使地质工程实践减少20%～30%的经济损失。     

上海外高桥电厂一期工程综合试桩

上海外高桥电厂一期工程装机容量4×300MW,4台机组已于1997年8月前陆续并网发电,运行情况良好。电厂主要建(构)筑物采用钢管桩,通过岩土工程勘察和多种原位测试及工程试桩,对桩基方案进行了优化,为国家节约了大量费用。     

扁铲侧胀试验在软土工程特性评价中的应用研究

相较于其他原位测试方法,扁铲侧胀试验具有扰动小、测试精度高、获取参数多等优势,适于评价软土的工程特性.本文介绍了拟建场地软土地质特征,利用扁铲侧胀试验采集数据,研究材料指数、侧胀水平应力指数、侧胀模量和侧胀孔压指数的变化规律,进一步地计算软土的重度与类别、静止侧压力系数、不排水抗剪强度、侧限压缩模量和超固结比,评价软土...     

山东大汶口石膏矿区工程地质条件分析

在“双碳目标”背景下,储能重要性日渐突出,成为能源资源研究的重点方向和领域。山东大汶口盆地石膏资源丰富,经过多年开采形成了大范围地下采空区,因此矿区工程地质条件评价是安全生产的保障。利用实验测试、资料分析、数据统计等方法,综合评价了大汶口盆地石膏矿区工程地质特征。研究得出盆地内石膏矿层主要位于盆地南部边缘,呈北东-南西向展布,主要层位为古近系官庄群大汶口组二段和三段,开采深度多在400m以浅。新生代构造不均衡活动不仅控制着盆地的形成和发展,也控制着盆地内岩盐、石膏矿床的形成。矿带包括三套以泥岩为主的隔水层,和三套以砂砾石或灰岩为主的含水层,水中钙离子和镁离子含量均较高,水体总硬度大。矿带顶板以泥岩、泥灰岩为主,矿带底板主要为泥岩夹石膏、含膏泥岩,围岩单轴抗压强度较低,顶底板工程地质稳固性较差。     

瑞利波测试在工程勘察波速测试中的应用试验总结

一、问题的提出 瑞利波勘探技术是近年来发展起来的一种新方法。瑞利波在分层介质中具有频散特性，它的波长不同，穿透深度也不同，瑞利波传播速度与横波传播速度具有相关性。瑞利波的这些特性为瑞利波勘探提供了充分的依据，并为该方法的应用开拓了广阔的前景。目前，利用人工激发的瑞利波，可以用于解决很多的浅层地质问题。其中就有辅助工程地质勘察和原位测试提供岩土的物理力学参数等。     

安康市滨江大道堤防工程工程地质条件及评价

安康市滨江大道堤防工程位于安康市城区汉江北岸,防洪标准为50年一遇洪水,设计洪峰流量264000 m3/s,道路等级为次干道II级,江北城区防洪堤防工程为2级。堤防存在渗透破坏、沉降稳定、岸坡稳定等地质问题,通过对其场区工程地质条件的分析及评价,为设计部门提供了相关的物理力学参数,解决了影响工程建设的地质问题。     

地质工程专业普通地质认识实习教学的思考

文章针对地质工程专业中基础地质学的重要性和普地实习野外教学实际,提出在普地实习中融入地质工程专业知识教学内容。从岩石基本地质特征、力学问题和具体工程地质问题3个方面将基础地质学与地质工程专业知识进行融合、交叉。从而拓展学生视野,实现实习模式创新、内容改革,促进学生学习意识和自主学习的发展,提升专业思维。岩石成分与岩石力学性质、风化特征和水软化性关系密切,节理面的粗糙、起伏和充填物成分影响节理面抗剪、透水等特性,具体工程中的“滑坡”问题是典型的岩体剪切破坏问题,其形成的力学机制与剪节理相同。将上述问题两者联系起来的讲解丰富了普地实习的内容。文章认为普地实习中观察到的现象与地质工程专业课程中很多知识点紧密联系,在基础地质实习教学中融入上述地质工程的专业知识是完全可行性的,采取增加与地质工程专业结合的实践教学环节的办法,既扩大了学生知识面,初步提高学生专业素养,也为实现毕业后成为专业领域合格工程师和科研人员的培养目标迈出重要的第一步。     

浅谈恒河三角洲孟加拉地区软土地基工程特性

恒河三角洲位于南亚孟加拉地区,包括孟加拉国和印度西孟加拉邦,河流注入孟加拉湾。这是世界上最大的一个三角洲,也是世界上最肥沃的区域之一。该地区软土分布较广,厚度较大,土质疏松软弱。软土地基易产生较大的沉降或不均匀沉降,影响工程建筑物的安全。本文主要以孟加拉国达舍尔甘地污水处理厂项目为依托,并结合附近几个项目,对恒河三角洲地区软土地基工程特性进行研究和归纳。     

地质工程专家刘天林

刘天林(1954.11-)。男,汉族,陕西合阳人,理学学士,研究员,硕士生导师,注册岩土工程师,注册建造师,长期从事矿井地质、灾害地质、岩土工程领域的科研及生产工作。现任中煤科工集团西安研究院首席专家,地质工程学科带头人,国家自然科学基金项目评审专家,