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期刊信息/Journal information
工程地质学报
中国科学院地质与地球物理研究所
工程地质学报

中国科学院地质与地球物理研究所

王思敬

双月刊

1004-9665

gcdz@mail.igcas.ac.cn

010-82998121；82998124

100029

北京北土城西路19号 中国科学院地质与地球物理研究所

工程地质学报/Journal Journal of Engineering GeologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国工程地质学科综合性的高级学术期刊。1993年批准创刊发行，现为季刊，16开本，每期96页，国内外公开发行。《工程地质学报》办刊宗旨是加强学术交流，促进工程地质科学的理论，应用和技术的发展，使工程地质学科更好地为国民经济建设服务。《工程地质学报》着重于理论研究和工程实践的结合。学报主要介绍当前规划、设计和在建国家重点工程的工程地质和地质环境实例及其论证；讨论理论进展和方法创新；讨论在土木、水电、铁路、公路、及矿山建设、城乡规划、地质环境和灾害治理，以及能源和工业采掘等方面的新技术和经营、适用于科研工作者、高校师生和专业工程技术人员参阅。《工程地质学报》由中国科学院地质与地球物理研究所主办，由工程地质力学重点研究室实验室、协同中国地质学会工程地质专业委员会及国际工程地质学会中国国家小组编辑。由中国工程院院士、国际工程地质学会副主席王思敬教授任主编的编委会由国内外知名的工程地质学家和工程师构成。
正式出版
收录年代

    山区景区游路规划工程地质力学方法及其在蛇蟠岛野人洞景区的应用

    杨志法张路青李丽慧曾庆利...
    1881-1888页
    查看更多>>摘要：我国山区面积约占陆地面积的2/3，山区旅游业对我国国民经济的贡献越来越大。然而，由于山区的地质灾害隐患较多，如果当地景区处理不当，势必增加地质灾害风险，进而严重阻碍山区旅游业的发展。为了更有效地降低山区景区的地质灾害风险，作者提出了山区景区游路规划工程地质力学方法。该方法由7个方面组成，即(1)在对山区景区游路进行规划时，需要与地质灾害隐患点保持距离;(2)对有关景点及路段开展工程地质力学方面的研究;(3)对当地历史地质灾害和潜在地质灾害隐患进行调查、分析和评价;(4)对高风险区应采用"能避则避，不能避时再采取适当的工程加固措施";(5)精准掌握当地每天的天气预报;(6)进行必要的实时监测;(7)游客通常不得离开设定的游览路线。相关研究和在蛇蟠岛景区的实际应用表明，该方法可望更好地防范山区景区地质灾害隐患，进一步推动山区旅游业的可持续发展，并助力实现乡村振兴和脱贫的目标。

    山区景区地质灾害游路规划工程地质力学

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    微细观岩体结构力学实验方法及其在石质文物保护中的应用前景

    李丽慧黄北秀乔斯嘉高歌...
    1889-1903页
    查看更多>>摘要：岩体是国家重大战略工程的主要地质载体，岩体宏观变形破坏和工程稳定性均与其内部微细观结构密切相关。传统岩体结构力学侧重于阐述宏观尺度的岩体结构及岩体结构力学效应，难以揭示微细观结构的作用机理。本文在梳理国际微细观岩石力学研究进展的基础上，介绍了几种常用的微细观岩体结构力学实验系统、原理及研究案例，包括微米CT在位测试系统、MTI-LM实时加载-观测-采集试验系统、微/纳米压痕仪联合大面积矿物扫描技术和原子力显微镜等。微细观岩体结构力学实验方法对样品尺寸、形状和数量的要求较传统岩石力学试验显著降低，且属于微损或无损测试，具有广阔的应用前景，特别是与石质文物保护需遵循的"最小扰动"原则极为契合。本文以纹层砂岩石窟为例，进一步阐述了微细观岩体结构力学实验方法在石质文物岩体结构精细刻画、跨尺度力学特性及加固效果检验等方面的应用前景，以期为石质文物精细化预防性保护提供技术支撑。

    微细观尺度岩体结构力学跨尺度石质文物预防性保护

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    石窟寺多尺度岩体结构发育特征与三维精细化建模方法研究——以安岳圆觉洞为例

    刘长青包含兰恒星吕洪涛...
    1904-1915页
    查看更多>>摘要：石窟寺岩体中发育的结构面尺度多变、分布复杂，对石窟寺长期稳定性造成严重威胁。以安岳圆觉洞为例，由无人机、三维激光扫描仪、探地雷达、相机及人工调查统计形成一套综合探测方法，对石窟寺多尺度结构面参数与空间分布特征开展了系统的分析。结果表明，石窟寺以长大尺度的卸荷裂隙和层理以及中、小尺度的次生风化裂隙为主，洞窟顶板表面与内部的结构面数量均呈现出北侧多于南侧的空间差异性分布特征。分区统计显示顶板结构面的产状符合Fisher分布，不同尺度的结构面均存在有近NW330°的优势走向，具有一致性的发育规律;而结构面的迹长、间距、深度主要服从负指数或对数正态分布。在此基础上，融合 Agisoft Metashape—Cloudcompare—Geomagic Studio一HyperMesh—3DEC 多软件处理的方法，提出一种针对石窟寺多源结构面信息的三维建模技术，得到了石窟寺岩体结构面数字化分布信息。本文可为石窟寺关键块体和整体稳定性的分析以及加固方案的制定提供依据。

    石窟寺岩体结构无损探测三维重构离散裂隙网络模拟

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    石窟寺岩体稳定性监测技术发展现状及展望

    张景科谷留杨李黎陈卫昌...
    1916-1934页
    查看更多>>摘要：石窟寺大多依托边坡修建，洞窟主要在崖体内部开挖，具有复杂的地质特征、应力历史、赋存环境及边界条件，其目前的监测技术尚不能满足预防性保护体系的构建。本文基于石窟寺兼有边坡、地下工程和文物的特性，系统查阅文献，梳理并凝练出国内外边坡、地下工程、文物岩体稳定性监测技术的发展历程:(1)边坡岩体稳定性监测起步于19世纪60年代的预防监测;20世纪80年代监测指标也从地表延伸到地下，监测效率和监测精度等提高;20世纪90年代末多技术融合和互补监测成为主要的发展趋势;(2)20世纪50年代开始探索与地下工程岩体稳定性相关的监测技术;20世纪70年代基本实现了监测标准化、程序化和质量化;20世纪90年代监测向精细化和大数据方向发展，形成了空-天-地三位一体化大数据分析平台;(3)20世纪80年代石窟寺岩体稳定性技术以传统的工程地质调查、工程地质测绘为主;21世纪初基于石窟寺的预防性保护，相继实施一批与石窟寺岩体稳定性相关的项目，但由于石窟寺岩体的复杂性及其文物属性，未形成专用的石窟寺岩体稳定性监测系统。未来石窟寺岩体稳定性监测研究应以定性和定量评估为基础;基于评估确定重点监测因子、监测精度、监测频率、各因子之间的耦合关系等为前提;建立覆盖石窟寺区域、洞窟和关键块体稳定性，跨尺度、多场耦合的空-天-地一体化的岩体稳定性监测系统为目的。文章基于传统边坡和地下工程领域的发展现状，提出了石窟寺岩体稳定性监测存在的问题和未来发展趋势，为我国石窟寺预防性保护提供科技支撑。

    石窟寺岩体边坡地下工程稳定性监测

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    贺兰口岩画载体岩石表层风化壳损伤特征与机制研究

    崔凯杨辉吴国鹏林浩...
    1935-1950页
    查看更多>>摘要：刻痕变浅、开裂、剥落与溶蚀等与岩石表层风化壳的损伤破坏行为直接相关的病害高度发育是贺兰口岩画破坏的重要原因。通过对岩画载体岩石表层风化壳分别在不同溶液浸泡条件下、不同次数的干湿与冻融循环实验来系统探索其在冻融、干湿和化学溶蚀不同耦合作用下的损伤特征，而后通过与其母岩在相同劣化条件下损伤变量、XRD与SEM分析结果的对比来揭示其与母岩的差异性损伤机理。研究表明:岩石表层风化壳试样的质量、表面硬度、抗折强度、应力-应变特征总体呈现随循环次数的增加而逐渐差异性衰减的规律，且变化速率呈现3个阶段，具有45次和90次两个明显的拐点。对比分析损伤变量得到表层风化壳在损伤过程中较母岩存在损伤拐点滞后和损伤速率较快的差异性，损伤机理的本质区别在于较大的孔隙率和单一由斜长石的水解、化学溶蚀以及盐结晶和溶解3种作用差异性组合而造成岩石内部线性孔隙、孔洞数量和连接快速增长，这种差异为岩画的刻痕变浅、开裂、剥落与溶蚀等病害的高度发育提供了佐证。

    贺兰口岩画表层风化壳抗折强度损伤特征机理对比

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    石窟寺砂岩阶段异质性劣化特征与损伤机制研究

    都奎建兰恒星刘世杰包含...
    1951-1962页
    查看更多>>摘要：砂岩是我国石窟寺最常见的赋存岩石类型，其本身疏松多孔，易发生强烈的水-岩溶蚀作用，严重威胁着石窟寺岩体的稳定性及宝贵的艺术价值。本文通过室内干湿循环模拟试验，从宏观力学与微观结构方面研究了水-岩溶蚀条件下安岳石窟砂岩的劣化损伤规律，探讨了石窟寺砂岩的阶段异质性劣化特征与损伤机制。研究发现:质量、波速、强度等岩石基本物性指标均随干湿循环进行而逐渐劣化;孔隙变化、微观形貌变化、矿物含量变化具有阶段性劣化特征，是决定砂岩阶段异质性劣化效应的3个关键因素。劣化损伤可分为3个阶段:以孔隙扩展主控的第1阶段、以微观接触结构损伤主控的第2阶段、以穿晶破裂主控的第3阶段。基于干湿循环作用下砂岩的阶段异质性劣化特征与损伤规律，本文进一步建立了砂岩劣化损伤演化模型，并针对性地提出了石窟寺岩体修护建议，可为长期处于水-岩溶蚀条件下的石窟寺岩体保护提供一定的理论依据。

    岩石力学石窟砂岩干湿循环阶段性劣化损伤机制

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    南龛石窟砂岩风化特征及剥落病害发育机理研究

    张雪凝李雪梅凌斯祥巫锡勇...
    1963-1972页
    查看更多>>摘要：经过长期的岩石风化，南龛石窟砂岩文物发生了严重的风化病害，亟须进行保护性研究。为了探明南龛石窟砂岩风化特征及剥落病害的发育机制，对取自南龛石窟上、下两层岩层的新鲜岩样和风化岩样进行了矿物成分综合分析、化学组成分析、黏土矿物分析及扫描电镜测试。结果表明:上、下层砂岩矿物的微观形貌及风化行为基本一致，主要包含方解石溶蚀、黑云母氧化、长石蚀变及黏土矿物膨胀4个过程，这4个矿物微观风化行为的协同作用是南龛石窟剥落病害发育的内在机制。岩石矿物成分含量的差异，尤其是方解石、黑云母、长石的含量，以及风化后形成的黏土矿物的含量，是造成4类不同的剥落病害差异性发育的根本原因。方解石、黑云母、长石及黏土矿物的含量越高，岩石更易发育颗粒状剥落和鳞片状剥落病害。反之，鼓包胀裂和片状剥落病害更易发育。南龛石窟上、下岩层的剥落病害发育具有差异性:鼓包胀裂和片状剥落主要发育在下层浅黄色砂岩表面，颗粒状剥落和鳞片状剥落主要发育在上层灰白色砂岩表面。这可归因于上层灰白色砂岩的黏土矿物和黑云母含量高于下层砂岩，导致其风化过程中会产生更多的裂隙，且上层灰白色砂岩的颗粒粒径略小，从而形成了风化行为更为破碎的颗粒状剥落和鳞片状剥落。从微观矿物蚀变的角度揭示了南龛石窟砂岩表层剥落病害的发育机理，研究结果对南龛石窟剥落病害治理有借鉴意义。

    砂岩石窟微观风化矿物蚀变剥落病害机理

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    广元千佛崖石窟本体砂岩微观风化特征及风化深度研究

    施紫越向芳郝嘉欣赵希...
    1973-1987页
    查看更多>>摘要：为研究温暖潮湿环境下风化作用对广元千佛崖石窟本体的影响，以现场选取的石窟本体砂岩岩芯为对象，通过铸体薄片鉴定、粒度统计、磁化率测试、色度测试、以及黏土矿物测试，分析砂岩微观风化特征，讨论各项测试指标随深度的变化规律。研究表明:砂岩风化表层与基岩的颗粒含量、微观孔隙、磁化率和色度特征存在明显差异。越靠近本体砂岩表层，风化程度越高，石英、不稳定岩屑、黑云母的含量，以及磁化率、红度/黄度、明度值逐渐降低，粒间溶孔、铸模孔与缝的面积百分含量逐渐升高。砂岩风化表层发育的粒缘缝和裂缝，体现出温差造成了较为明显的物理破坏。此外，风化作用溶蚀的颗粒主要为不稳定岩屑和黑云母，同时造成了石英、自生石英等硅质成分的减少，并出现以伊利石和绿泥石为主的黏土矿物，表明风化作用形成于碱性孔隙水环境中。综合各项测试结果，石窟本体砂岩的风化深度应在5 cm以内。

    千佛崖石窟微观风化特征风化深度碱性风化条件温差影响

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    贺兰口岩画载体薄厚互层浅变质砂岩差异损伤特征与机制研究

    崔凯陈一凡吴国鹏裴强强...
    1988-2002页
    查看更多>>摘要：针对贺兰口岩画赋存区域坡面泥石流和危岩等地质灾害频发的问题，通过对区域内灾害发育特征和岩性条件的详细调查与定性分析得出地质灾害频发的问题是由薄、厚互层浅变质砂岩差异损伤造成。以前期研究为依据，设置不同化学环境两种岩石长龄期的冻融和干湿循环实验，初步揭示了其损伤机制。结果表明:薄层浅变质砂岩试样在所设任意相同劣化条件下的质量损失率、黏聚力与内摩擦角的衰减速率、孔洞数量与面积的增长速率、长石类矿物转化率与损伤变量的变化率均明显高于厚层浅变质砂岩试样，而导致上述差异的原因在于薄层浅变质砂岩中较高的长石类矿物的含量、隐伏层面的存在以及填隙物以泥质为主，三方面的共同作用使薄层浅变质砂岩在相同劣化条件下的矿物水解和溶蚀反应的剧烈程度、胶结的失效程度明显高于厚层浅变质砂岩。

    薄厚互层损伤特征损伤变量差异风化隐伏层面

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    干湿循环对龙游石窟泥质粉砂岩蠕变特性影响的试验研究

    李紫怡周剑张德宇张路青...
    2003-2016页
    查看更多>>摘要：龙游石窟，这一千年古迹，受长期侵蚀风化及人类活动影响，出现显著变形破坏。本研究针对龙游石窟围岩-泥质粉砂岩，通过模拟雨季与旱季交替变化环境下的干湿循环试验，结合SEM扫描电镜分析、单轴压缩和单轴压缩蠕变试验探究含水状态、干湿循环次数对泥质粉砂岩的短期力学特性和长期力学特性的影响。研究结果表明:干湿循环作用会加剧岩石内部结构劣化，内部孔洞增多并连通，结构变得松散。随着循环次数增加，无论是干燥还是饱水状态，岩石的峰值应变和强度均逐渐降低，且饱水状态损伤更为严重，干燥岩石的单轴抗压强度呈负指数函数降低。根据蠕变曲线发现，随着干湿循环次数的增加，瞬时应变和总蠕变量逐渐增大，水对瞬时应变的影响尤为显著。长期强度随着干湿循环次数增加而降低，饱水试样的长期强度是干燥试样的46％～51％。通过Burgers模型分析，发现干燥试样的瞬时弹性模量EM约为饱和状态下的1。91～2。32倍，干湿循环次数越高，瞬时弹性模量EM越小，但到达稳态蠕变所需时间参数Td和黏滞系数ηM与应力水平的相关性不明显，难以全面反映干湿循环及水对岩石的综合影响。本研究为理解龙游石窟岩石劣化机制及评估石窟长期稳定性提供了重要参考。

    龙游石窟泥质粉砂岩干湿循环蠕变力学特性

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