西南及邻区高速铁路岩溶工程地质分区研究

我国西南及邻区发育分布有大量的可溶岩,随着中西部高速铁路建设的加大,大量的铁路不可避免的穿越岩溶发育区,岩溶问题给该区域的高速铁路选线及建设带来巨大的挑战。根据多条已建成和在建的岩溶山区高速铁路岩溶工程地质问题,探讨这些地区高速铁路建设所面临的主要岩溶工程地质问题。拟定以地形地貌、气候和高铁主要岩溶问题为主控因素的分区原则,构建高原岩溶区、斜坡过渡带岩溶区、岩溶化平原区等3大高速铁路岩溶工程地质区;在此基础上基于地层岩性、地质构造、岩溶发育程度和岩溶水系统特征为控制因素的分区原则,细分为17个高铁岩溶工程地质亚区。高速铁路岩溶工程地质分区的研究成果,有利于针对西南及邻区不同的岩溶工程地质分区特点,制定相应的高速铁路勘察设计方案,以查明铁路建设遇到的复杂岩溶工程地质问题,拟定相应的工程措施,规避铁路建设的工程风险。     

沪昆客专朱砂堡#2隧道岩溶发育特征与形成机理及工程地质评价

以朱砂堡#2隧道暗河勘测资料为基础，采用多种方法，分析了隧道典型岩溶形态、岩溶发育特征；探析薄层缓倾岩层地区巨型溶洞的形成机理，针对性地进行工程地质评价，并在此基础上提出了相应的处理措施。     

成都地铁2号线对地下水的影响评价

以即将动工的成都地铁2号线一期工程为例,初步探讨成都地铁工程对地下水的潜在影响。采用三维地下水流动数值模拟方法,模拟地下水位壅高的情况。通过计算地下车站的降水影响范围,提出为防止河流倒灌,施工时需添加注水井的保护措施。     

基于3DEC模拟的既有铁路单体滑坡危险性分区与评价——以川黔线裁缝岩滑坡为例

为了快速、准确地对既有铁路单体滑坡开展危险性分区与评价,将3DEC数值模拟和层次分析法(AHP)相结合,并利用"触发因素重现周期信息"的方法,制作川黔线裁缝岩滑坡危险性分区图,确定滑坡的年失稳概率。研究表明,该滑坡再次失稳后,滑坡前缘将滑入綦江中,形成体积约14×104m3的滑坡坝,并且有约723 m3溜滑体滑至川黔铁路雷吼洞洞口,阻塞铁路;该滑坡再次失稳的3日累计降雨量阈值为78. 7 mm,年失稳概率为56%。相较于传统方法,该方法可定量判别单体滑坡失稳后的运动路径和影响范围,为铁路应急抢险和后期防灾减灾提供指导和帮助。     

沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线方案研究

研究目的:在建沪昆客运专线黄果树至北盘江段位于克地亚坝陵河与北盘江深切的山区,地形地质条件异常复杂,线路方案选择受地质条件的制约较为严重.因此,开展沪昆客专黄果树至北盘江段地质选线技术研究不仅可以最大程度避免线路穿越高瓦斯地层、密集采空区以及岩溶强烈发育地层所带来的工程安全隐患,而且对于地形地质条件复杂的其它山区客专地质选线工作具有一定的指导作用.研究结论:通过对线路各方案的环境地质条件、主要工程地质问题的深入调查、分析,建立起了地质选线评价的GRC模型,确立了地质选线评价指标体系及各指标体系的权重值.利用GRC模型对必选方案进行了评价,CK、C4K、C19K方案分别得分73.3、74.3、73.5分,因此,CK为最后选定线路方案.该方案绕避了大规模的滑坡、错落、坍塌等不良地质体及丙坝煤矿矿区,同时还最大限度地绕避了岩溶强烈发育地层.     

广义HOEK-BROWN经验准则在边坡岩体力学参数估计的应用研究

岩体因结构面切割作用而具有非均质、各向异性和不连续性的特性,这使得岩体强度与普通均质材料强度有所区别。工程实践中,岩体力学参数只能通过原位试验或经验公式进行估计。原位试验费钱费力且部分地区无法进行试验,因此通过经验公式获取岩体力学参数是很好的选择。广义Hoek-Brown强度准则考虑岩体结构、岩块强度、岩体扰动等多方面因素,能够很好反映岩体非线性破坏特征,利用该准则可对边坡岩体力学参数进行估计。通过量化GSI的广义Hoek-Brown强度准则估算吉尔木隧道出口边坡岩体力学参数,结果表明:该方法估计获得的参数是合理的。通过计算表明边坡主体部分岩体单轴抗压强度为1.5 MPa,变形模量为4 GPa,抗剪强度指标C=0.6 MPa,φ=32°。广义Hoek-Brown强度准则在高陡边坡岩体参数的估计中能更加方便、及时、准确地反映岩体的实际情况,在工程实践中具有很好可操作性。     

高速铁路穿越大型溶洞风险评估研究

研究目的:在西南及邻区进行高速铁路规划及修建过程中,桥隧占比较大的高速铁路以隧道形式穿越可溶岩地层中的垂直渗流带、季节变动带几率大大增加,该带岩溶强烈发育,常常形成复杂的大型溶洞,将极大地增加隧道施工、运营风险,开展高速铁路隧道穿越大型溶洞风险评估意义重大。研究结论:(1)高速铁路隧道穿越大型溶洞风险主要受溶洞底堆积物流失性、溶洞底堆积物稳定性、溶洞顶板安全性、溶洞洞壁稳定性等因素控制;(2)建立了高速铁路隧道穿越大型溶洞风险评估的TKCR模型,制定了指标量化标准,确立了各级因子的权重值;(3)利用TKCR风险评估模型对沪昆客专朱砂堡2号隧道遭遇的巨型溶洞进行了评估,溶洞大厅段计算评估分数为76分,属于高风险段;暗河交叉段评估分数为69. 5分,属于中风险段,与实际情况相符合;(4)本研究成果对于高速铁路隧道穿越大型溶洞的设计、施工、运营等都具有指导意义。     

沪昆客运专线岔河双线特大桥岸坡稳定性离散元数值模拟研究

岔河特大桥桥址区内地质条件极为复杂,岩体较破碎,且上海端岸坡在缓坡地带地表以下6~8 m发育一层7~8 m相对稳定的断层角砾岩,严重影响岸坡稳定性。对于桥位穿越区两岸岸坡的稳定性评价意义重大。利用离散元法对桥址区岸坡天然状态、加载状态下岸坡变形进行了模拟研究。结果表明,在天然状态下,两岸岸坡存在小的变形位移,但岸坡整体是稳定的;在加载状态下上海端模型运行到t=10 000次时,水平方向的最大位移从未加载时的2 cm增大到9 m,垂直方向的位移最大从未加载时的11 cm增加到10 m,且不平衡力不为0,岸坡处于失稳状态;昆明端岸坡边坡变形增大幅度较小,岸坡整体处于稳定状态。模拟结果对桥梁工程的设计、施工具有指导意义。