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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

    循环水岩作用下煤岩组合体力学响应及劣化机制

    陈光波李元李谭张俊文...
    108-119页
    查看更多>>摘要：煤矿地下水库的建立解决了我国西部干旱-半干旱生态脆弱区的缺水问题.地下水库不断进行着蓄水-抽水,地下水库水位的反复升降对水库坝体产生反复损伤作用,而半煤岩坝体、煤岩夹矸坝体为地下水库常见的坝体.基于此,设计进行了不同"干燥-饱和"循环次数的砂岩-煤组合体不同围压下的轴向压缩试验,分析循环浸水作用下煤岩组合体力学特性劣化规律和劣化机制.结果表明:(1)随着循环次数的增加,组合体的饱和含水率逐渐增大.饱和含水率与循环次数呈对数关系.(2)随着循环次数的增加,应力-应变曲线压密阶段增长,弹性阶段斜率减小,峰值应力降低,峰值应变增大,屈服阶段愈加明显,应力跌落变缓.(3)随着循环次数的增加,组合体抗压强度逐渐降低,循环1～3次,抗压强度劣化幅度较为明显.抗压强度阶段劣化度具有非均匀性.(4)循环1～5次,黏聚力下降了 70.87％,内摩擦角下降了 60.65％.(5)循环1～3次,组合体弹性模量下降了 53.06％,变形模量下降了 61.10％.(6)循环浸水作用下,试样微观裂纹逐渐发育,矿物颗粒由原来的棱角分明的多边形向浑圆形逐渐发展,大的矿物颗粒逐渐崩解为小颗粒,颗粒间胶结作用逐渐弱化,由紧凑致密结构向松散软弱结构转变.(7)循环浸水作用下,水岩发生反复的物理、化学、力学作用,对煤岩产生反复损伤,最终导致宏观力学特性的劣化.

    循环浸水煤岩组合体力学特性劣化试验研究

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    砂岩质文物内部毛细水运移过程微电极响应特征

    杨海清陈池威赵岗周家源...
    120-132页
    查看更多>>摘要：盐结晶病害是砂岩质文物中最为常见的病害之一,可溶盐溶液在砂岩内部的毛细运移直接影响着文物保存的完整性.为了进一步了解不同因素影响下砂岩质文物内部中毛细水运移特征,以大足石刻砂岩材料为研究对象,自主设计了毛细吸水试验及微电极电阻率测试装置,定量分析孔隙结构、孔隙溶液、干湿循环及相对湿度对毛细运移和电阻率分布特征的影响.结果表明,松散的孔隙结构及较低的相对湿度对毛细运移有促进作用.毛细运移受可溶盐溶液表面张力影响明显,吸水量和运移速率随表面张力增加呈递增趋势.干湿循环作用导致内部孔隙扩张使毛细迁移速率加快,同时呈现出试样饱和度和砂岩电阻率的负相关性.可溶盐的存在极大降低了砂岩的电阻率,通过电阻率的时空分布特征,识别湿润锋的视电阻率范围与试样表层盐结晶劣化区域大致重合,整体趋势沿深度方向呈凹曲面变化.研究结果揭示了砂岩质文物内部毛细水运移规律,可为合理追踪盐害范围提供理论支撑.

    砂岩质文物毛细水运移可溶盐电阻率测试大足石刻

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    基于BP神经网络的九寨沟地区地震滑坡危险性预测研究

    张迎宾徐佩依林剑锋伍新南...
    133-145页
    查看更多>>摘要：BP神经网络因具有良好的精度和拟合能力,被广泛地运用在区域性滑坡危险性预测中.本文建立了基于BP神经网络的地震滑坡危险性评价模型并应用于四川九寨沟地区,以2017年8月8日的九寨沟Ms7.0地震引发的4834个历史滑坡为例,将其随机划分为70％的训练样本集用于九寨沟地区地震滑坡危险性预测,以及30％的验证样本集对预测结果的精度进行评估.选取高程、坡度、坡向、平行发震断层距离、垂直发震断层距离、震中距离、距道路距离、地面峰值加速度(PG4)以及岩性共9个影响因子,分析发震断层对地震滑坡的控制作用,并总结九寨沟地区地震滑坡空间分布规律特征,其中发震断层、岩性和坡度对九寨沟地区地震滑坡分布产生重要影响.利用模型得到九寨沟地震滑坡危险性预测图,结果显示73.19％的滑坡位于极高和高危险区域,与实际地震滑坡分布基本相符.通过30％的验证样本集来绘制预测成功率曲线,结果表明模型预测成功率(AUC值)为0.90,证实了 BP神经网络在九寨沟地区地震滑坡危险性预测中具有良好的精度和拟合能力,评价结果为后续地震滑坡灾害预测和防震减灾工作提供了科学的参考.

    九寨沟地区BP神经网络地震滑坡危险性评价

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    利用InSAR形变反演滑坡滑面运动特征——以汶川县布瓦村滑坡为例

    李林杨莹辉许强黎浩良...
    146-158页
    查看更多>>摘要：当前滑坡滑面运动特征获取多采用接触式手段,费时费力、成本高昂,且仅能获取稀疏点位滑面运动状态.因此,本文提出一种非接触式滑坡滑面运动特征获取方法,其基本思路是:基于位错理论建立滑坡表面形变与滑面运动间的关系模型,同时引入滑面运动平滑约束条件,最终以InSAR等技术获取的地表形变为约束,反演获得滑面运动特征.本文选择四川省汶川县布瓦村滑坡作为研究对象,以时序InSAR技术获取的滑坡坡面升降轨形变数据为约束,基于发展的理论方法反演获得布瓦村滑坡滑面几何与运动学参数,并结合野外勘查、Lidar观测以及模型残差较好地验证了反演结果的可靠性,其中反演升降轨模型残差仅3.1 mm·a-1和3.4 mm·a-1.反演结果显示,布瓦村滑坡滑面位于坡表以下平均～15.0 m深度处,滑面整体以沿坡向运动为主,最大运动量级达～80 mm·a-1,同时在坡体西侧中下部发现微量的垂直坡向运动.本文提出方法可方便、快速的获取空间连续的滑坡滑面运动特征,为滑坡灾害预警和失稳风险评估提供更为直接可靠的科学参考.

    非接触式滑面运动探测合成孔径雷达干涉测量位错理论滑面运动参数反演

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    铁峰山背斜构造控滑机制及斜坡破坏模式

    史绪山柴波杜娟陈娟娟...
    159-169页
    查看更多>>摘要：地质构造对于区域地质灾害的形成和分布具有控制性作用,从地质构造出发探究地质灾害空间规律是开展灾害易发性评价的关键.以万州铁峰山背斜为例,在地质构造和滑坡灾害实测的基础上,将背斜构造分为核部(Ⅰ区)、北西翼(Ⅱ区)、南东翼陡立岩层(Ⅲ区)、岩层倾斜过渡段(N区)和万州向斜(Ⅴ区)5个区,分析了各区内背斜构造控制下的岩体结构及其控滑机制和斜坡破坏模式.结果表明:(1)Ⅱ区岩层由临近Ⅰ区的陡倾角快速变化为临近河谷区的中缓倾角顺向坡,主要控滑结构为顺层发育的泥质、炭质软弱层,顺层岩质滑坡发育普遍;(2)Ⅰ区次级褶皱和断层发育,层面、断层和节理面的组合控制着平面或楔形体滑动,滑动方向常指向褶皱枢纽方向;(3)Ⅲ区主要结构面构成岩块与母岩的分割面,存在顺坡向次要结构面或地形起伏时,发生滑移或坠落式落石,并发展上部岩块的连锁滑坠;(4)Ⅳ区天然顺向斜坡坡度小于或等于岩层倾角,当公路开挖时极易引发顺层面或软弱夹层的顺层岩质滑坡;(5)V区为近水平产出的砂泥岩互层,泥岩软化和风化、砂岩裂隙或拉槽充水是控制近水平地层岩质滑坡和落石倾倒、坠落的主要原因.滑坡受铁峰山背斜宏观构造和局部构造的双重控制,前者影响着滑坡的分布和破坏模式,后者主宰着控滑结构和滑坡易发程度.研究成果对于川东褶皱带滑坡灾害调查和风险防控具有指导意义.

    铁峰山背斜地质构造地质灾害破坏模式

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    舟曲虎家崖滑坡直接转化泥石流的特征、过程与机理研究

    马许平曾庆利廖立业杜琳琳...
    170-182页
    查看更多>>摘要：滑坡直接转化而成的泥石流通常比滑坡本身运移距离更远,波及范围更广,危害也更严重,但目前相关转化机制及其影响因素的研究较少.2020年10月20日位于白龙江左岸、甘肃省舟曲县的虎家崖暴发小型泥石流,侵入省道313,威胁毗邻村庄.通过现场调查、室内岩土试验、遥感解译和降雨资料分析,本文对虎家崖泥石流形成的地质环境条件、运移及堆积特征等进行了调查,研究了浅层滑坡失稳并直接转化为泥石流的主要特征、过程、影响因素及其形成机理,探讨其未来发展趋势.研究表明:(1)虎家崖上游狭长沟道堆积体受到长达19 d、累计98.5 mm的持续性降雨的激发而发生慢速滑坡,区域强震造成的坡体结构损伤对滑坡发育也有贡献.(2)滑坡后段与滑坡前缘的剪出部分在运动过程中直接转化为泥石流,但中段滑坡体则维持剪切滑动.(3)转化过程受滑坡前缘剪出土体饱水程度、沟道坡度与落差以及地表径流等因素的影响.(4)虎家崖狭长沟道后缘可能因毗邻泄流坡滑坡活动牵引而破坏,同时上游沟道残余滑坡体与灰岩崩塌体、出口右侧残余滑坡体可能受降雨、地震等激发而失稳,再次转化为泥石流,威胁沟道下方虎家崖村和省道S313.

    慢速滑坡长历时低强度降雨黏性泥石流转化机理白龙江

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    表水侵蚀地裂缝物理模型试验研究

    刘阳王飞永贺鸣赵玺...
    183-193页
    查看更多>>摘要：地表水入渗侵蚀是地裂缝出露地表的一个重要诱发因素.肯尼亚裂谷区因其特殊的构造环境背景,降雨侵蚀地裂缝极其发育.本文以东非肯尼亚裂谷地裂缝为原型,建立了降雨侵蚀条件下隐伏岩土体破裂扩展出露地表的地质模型,通过物理模型试验揭示了地裂缝发育过程中土体内部水力侵蚀破坏的演化规律.试验结果表明:(1)表水侵蚀地裂缝可将其破裂扩展过程分为3个阶段:均匀入渗阶段,侵蚀掏空阶段、塌陷致灾阶段.(2)隐伏岩土体破裂的影响区域是表水入渗的优势通道,该区域水力侵蚀强烈.(3)当侵蚀塌陷形成时,土体内部含水率和孔隙水压力出现同步的陡变.土体内部含水率的突变反映了裂隙的发育以及局部塌陷的形成,从而可以揭示土体内部侵蚀塌陷的进程.此次基于表水入渗的物理模型试验研究可为地裂缝的监测防控提供科学理论支撑.

    地裂缝降雨侵蚀模型试验破裂扩展

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    杭州湾富浅层气区工程超前排气井井距优化研究

    郭江涛王勇贾鹏飞张军杰...
    194-205页
    查看更多>>摘要：对遭遇浅层气灾害地质的工程,一般防治措施多为建设前期布设超前排气井进行控制性排气.深入了解排气过程中气藏内部的气水运移规律,对于排气井井距的设计和高效率排气有重要意义.基于非饱和土两相渗流原理和杭州湾富浅层气区的典型概化地质模型,利用数值模拟方法研究了有控排气条件下气藏内部气水界面运移过程,探讨了影响超前排气井布设的因素,提出一种井距优化方法,并在实际工程中应用.结果表明:不同井口排气速率下,气藏内部气水分布形态与气体排放效果显著不同;工程超前排气井井距的设置可以淹井时间最长和剩余气藏厚度最小进行优化;原始气藏压力是影响井距优化的最显著因素,而储气层下部渗水系数、气藏厚度等并不影响最优井距的确定;调节井距对改善竖向排气井的排气效果随原始气藏压力系数减小而减弱;原始气藏压力系数大,井距适当减小,反之,可适度增加;对于气藏压力系数小的工程,建议发展水平排气井布设技术,以改善排气效果.此外,工程超前排气井的井距设置还应考虑与建(构)筑物的合理安全距离,达到高效、安全和避免投资浪费的目的.

    浅层气非饱和土排气井气水运移淹井时间剩余气藏厚度

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    非圆形隧洞衬砌支护下应力与位移的新解法

    吕爱钟崔耀启蔡辉马耀财...
    206-215页
    查看更多>>摘要：以往在利用平面弹性复变函数方法进行衬砌支护作用下非圆形隧洞的力学分析时,一般将洞室外域保角映射到象平面的单位圆外域,并认为可以利用同一个映射函数将衬砌截面映射到象平面的圆环域内.当衬砌厚度很薄时,这种方法是可行的,而当衬砌相对较厚时,利用同一映射函数所得到的衬砌截面形状发生严重失真.为解决此问题,本文引入两套映射函数,分别将洞室外域映射到象平面的单位圆的圆外域,衬砌截面映射到圆环域.这种方法可以适应于不同的衬砌厚度,利用这种方式获得的衬砌截面,在衬砌较厚时仍能保证衬砌厚度相对均匀.在求解解析函数过程中不再采用传统的幂级数解法,而是使用边界配点法,将两套映射函数结合,获得了该问题的应力解和位移解.本文以马蹄形隧洞为例,求解结果与AN-SYS软件所得数值解吻合很好,分析了衬砌厚度对隧洞应力和位移的影响.根据本文解答可以方便、快捷地进行相近条件下隧道的初步设计.

    复变函数方法非圆形压力隧洞均匀厚度衬砌两套映射函数边界配点法

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    三峡库区河道滑坡涌浪消减简单结构物型式优化研究

    许凯凯张全黄波林李宏林...
    216-226页
    查看更多>>摘要：三峡库区水位变化加剧了河道内滑坡涌浪产生的频次.为了保证人民生命财产安全,对滑坡涌浪产生的能量进行了消减分析.通过物理模型试验对板式(T字型、十字型)、栅栏式(单列型、多列型)以及多孔式(整体型、分割型)消浪结构物进行消浪效率、消浪机制以及综合性应用对比分析,得到主要结论如下:栅栏式单列型在河道应急、涌浪消减方面效果最优,按照衰减性能与能量耗散共分为4种模式(入射波浪反射、竖向挡浪板对水体运动的阻挡、浮板与水体相互摩擦和回流).在对比试验基础上对栅栏式消浪结构物单列型进行试验参数优化、分析推导出栅栏式消能结构物最优型设计公式,并得出了在L/hw为0.65～0.75范围内时栅栏式消浪效率(β≥15％)和适用性最优.同时,在计算二维条件下最优消能效率值方法的基础上,进行三维条件消能结构物最优值的求解方法讨论并给出消能结构物在实际应用中的防治措施与建议.

    三峡库区滑坡涌浪消浪结构物涌浪消减消浪效率

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