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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

    同震岩体损伤特征的定量分析——以2022年泸定Ms6.8地震为例

    张亦凡伍纯昊李渝生易树健...
    1020-1034页
    查看更多>>摘要：强烈地震动会对地壳浅表层岩体产生震裂损伤,导致岩体完整性与稳定性降低,继而诱发次生地质灾害.由于地震不可预知性与岩体复杂性等诸多限制存在,致使同震岩体损伤研究的定量化程度不足,尤其缺乏地震发生前后野外现场岩体损伤特征的直观对比.本文以2022年泸定Ms6.8地震为例,对发震前后相同位置岩体损伤变化开展定性与定量分析,取得如下认识:(1)地表岩体在地震动荷载作用下会出现物理和力学性质改变,根据损伤类型与规模等差异可将泸定地震岩体损伤区划分为高、低损伤区,低损伤区内损伤形式包括先期裂隙轻度张裂、裂隙端部扩展、临空块裂岩体塌落,高损伤区表现为损伤裂隙强烈张开与新生、宏观破裂.(2)岩体震裂损伤程度在发震断裂附近达到极值,较震前结构面长度密度平均增加3.44％,结构面数量密度平均增大6.46％,且存在断层距离效应.并采用误差因素削减的方法对调查损伤程度进行了修正.(3)选取岩性、震中距、地质强度指数(GSI)、地震峰值加速度(PGA)等8个指标,采用层次分析法建立了同震岩体损伤评价模型,评价损伤程度与修正后调查损伤程度间平均误差为12.5％.本研究可望为深入理解地壳岩体动力响应和地震次生灾害形成规律提供新的科学证据.

    地壳岩体同震损伤结构面密度损伤特征泸定地震

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    澜沧江中上游反倾斜坡倾倒变形影响因素敏感性及斜坡易倾倒几何模型研究

    霍秉尧宁奕冰唐辉明彭建兵...
    1035-1056页
    查看更多>>摘要：倾倒是反倾岩质斜坡常见的失稳类型,其变形破坏受多种因素影响.为探究各类因素对反倾斜坡倾倒变形的影响程度及其对变形模式的控制作用,本文以澜沧江中上游反倾岩质斜坡为研究对象,建立了反倾斜坡倾倒变形影响因素体系,结合离散元数值模拟试验结果及改进灰色关联分析理论,对各类影响因素的敏感性进行了研究.在此基础上,以斜坡几何特征参数为输入,基于支持向量回归(SVR)理论对研究区反倾斜坡倾倒变形易发几何模型进行预测.结果表明:(1)反倾斜坡的几何特征参数敏感性最高,水平构造应力次之,岩体力学参数敏感性最弱.(2)反倾斜坡的变形量与变形深度与上下坡角呈正相关,变形深度与岩层倾角呈正相关,但变形量随岩层倾角的增大先增大后减小.(3)研究区内的反倾斜坡存在4种变形模式:稳定斜坡、潜在变形斜坡、浅层倾倒斜坡及深层倾倒斜坡.(4)在研究区内,岩层倾角小于57°的斜坡总体保持稳定;超过57°有产生浅层倾倒变形的可能;超过63°时有产生深层倾倒的可能;达到81°,岸坡普遍产生倾倒变形.本研究成果可为此类斜坡变形体的野外早期识别与灾害危险性评估提供可靠理论参考.

    反倾斜坡UDEC改进灰色关联分析敏感性分析倾倒变形

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    北麓河青藏公路沿线多年冻土区热融滑塌型边坡植被防护力学效应研究

    王程胡夏嵩卢海静张培豪...
    1057-1068页
    查看更多>>摘要：为评价青藏公路沿线多年冻土区高寒草甸和人工种植植物固土护坡力学贡献,本研究选取位于青藏公路沿线北麓河地区一处热融滑塌灾害作为研究区.以原生草甸(主要植物种为嵩草(Carex myosuroides Vill.)和藏嵩草(Kobresia tibetica Maxim.))和人工种植垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、星星草(Puccinellia tenuiflora(Griseb.)Scribn.& Merr.)、冰草(Agropy-ron cristatum(L.)Gaertn.)、早熟禾(Poa annua L.)、碱茅(Puccinellia distans(L.)Parl.)和中华羊茅(Festuca sinensis Keng ex S.L.Lu)等6种生长期为1a草本为研究对象,通过开展室内原状根-土复合体剪切试验,探讨了草本根系增强热融滑塌型边坡体抗剪强度作用贡献,并采用静力平衡法对该热融滑塌型边坡稳定性进行了评价.主要得到如下结果:通过室内洗根试验得到根-土复合体试样平均含根量由高至低依次为原生草甸(33.33 mg·cm-3)、垂穗披碱草(16.95 mg·cm-3)、早熟禾(13.12 mg·cm-3)、中华羊茅(5.80 mg·cm-3)、冰草(3.89 mg·cm-3)、星星草(3.15 mg·cm-3)、碱茅(2.86 mg·cm-3);平均株高由高至低依次为垂穗披碱草(10.93 cm)、原生草甸(9.64 cm)、冰草(6.88 cm)、早熟禾(5.22 cm)、中华羊茅(3.90 cm)、碱茅(3.86 cm)、星星草(2.90 cm);区内原生草甸和6种人工种植草本根-土复合体抗剪强度均显著高于不含根系素土,其中原生草甸和人工种植垂穗披碱草根系增强土体抗剪强度作用增幅相对较大,分别为42.17％和30.96％;由静力平衡法计算得到含根系边坡安全系数均高于不含根系素土边坡,边坡安全系数由大至小依次为原生草甸(1.47)、垂穗披碱草(1.39)、早熟禾(1.38)、冰草(1.37)、碱茅(1.36)、星星草(1.32)、中华羊茅(1.32)、素土(0.96).该研究结果对于有效防治青藏公路沿线北麓河地区热融滑塌灾害,同时为进一步有效防治青藏公路沿线热融滑塌灾害引发的水土流失、草地退化等灾害提供理论依据和实际指导.

    青藏公路多年冻土热融滑塌植物护坡根-土复合体

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    含雁列式断续节理的岩质边坡失稳机制模拟研究

    王龙灿崔振东彭瑞东赵磊磊...
    1069-1082页
    查看更多>>摘要：岩质边坡的阶梯状破坏是一种常见的失稳破坏类型,其稳定性主要受岩质边坡内部的不连续结构面和岩桥控制.为了探究雁列式裂纹间相对位置的复杂变化对节理岩质边坡阶梯状破裂面形成的影响,基于零厚度黏聚力(Cohesive)单元,采用重力增加法开展了考虑裂隙倾角、岩桥倾角、岩桥长度的含雁列式裂纹岩质边坡阶梯状破坏数值模拟.通过对于模拟结果的编程处理,实现了节理岩质边坡破坏过程中的声发射模拟,结合岩质边坡破坏过程的应力、位移云图,进一步分析了节理岩质边坡阶梯状破裂面形成的演化过程与力学机制.研究表明:节理岩质边坡模型的破坏模式可分为持续破坏型和渐进破坏型,渐进破坏模式的出现主要与裂纹倾角和岩桥倾角有关;岩质边坡阶梯状滑裂面的形成是一个岩桥从下至上逐渐贯通的过程,其破坏过程分为等速变形阶段和加速变形阶段;随着裂纹倾角的增加,岩质边坡的岩桥贯通所需要的荷载逐渐增加;随着岩桥长度的增加,岩质边坡内部岩桥破裂贯通所产生的声发射事件数和裂纹扩展总长度逐渐减小;相比于裂纹倾角和岩桥长度,岩桥倾角对于节理岩质边坡中岩桥贯通与阶梯状破裂面形成的影响较小.本文研究了多种工况下含雁列式断续节理岩质边坡的失稳机制,以期为该类型岩质边坡的稳定性评价与失稳防控提供一定的理论参考.

    节理岩质边坡雁列式裂纹阶梯状破裂面声发射黏聚力单元

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    上木江坪高陡斜坡危岩特征与定量风险评估

    凌斯祥李乐石奥博李晓宁...
    1083-1097页
    查看更多>>摘要：青藏高原东缘高陡斜坡危岩体严重威胁山区交通廊道的建设、运营与维护.本文以青藏高原东缘上木江坪高陡斜坡为研究对象,研究斜坡危岩体的崩塌落石对都四铁路和G350国道的危险性与定量风险,对山区交通廊道崩塌落石的防灾减灾具有重要意义.联合现场调查与无人机航空摄影技术,重建了高陡斜坡高精度三维地形,获取危岩体节理面产状,基于赤平投影明确了斜坡危岩体的破坏模式和稳定性.采用三维落石模拟软件RockyFor3D模拟了斜坡崩塌落石的运动轨迹,定量评估了落石危害范围、危险性分区与对道路车辆的定量风险.研究结果表明:斜坡后壁存在3处危岩体(A、B、C),分别且受3组节理控制,斜坡破坏为楔形破坏为主,斜坡危岩体处于基本稳定-不稳定状态.通过落石三维运动模拟可知,落石的运动轨迹受地形控制,在坡降较大位置,最大弹跳高度、最大速度与最大动能呈陡增趋势.危岩体A和B不会对都四铁路与G350国道产生威胁,仅使G350国道服务区西边和西南边缘处于极低危险区,其车辆风险均处于可接受风险区.危岩体C将使G350国道服务区、G350国道和都四铁路隧道口均处于极低-低危险区,对都四铁路和G350国道的车辆遇到落石的定量风险位于风险警告区,应对危岩体C的崩塌落石制定相应防灾减灾对策.

    高位岩崩危岩特征运动轨迹落石危险性风险评估

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    深部极高地应力花岗岩隧道岩爆破坏特征及成因机理研究

    周航张广泽赵晓彦陈明浩...
    1098-1111页
    查看更多>>摘要：深部极高地应力花岗岩隧道施工过程中,岩爆灾害异常突出,硬岩岩爆不同程度地造成岩体片状剥落、棱板状破裂、岩块抛掷及强烈弹射等.为了揭示花岗岩隧道岩爆成因机制,综合地质调绘、监控量测、岩爆实录统计、室内岩石力学试验、微观分析和数值模拟分析等方法对隧道高地应力及岩爆的形成、破坏特征及影响因素进行探讨分析.根据现场岩爆实录统计分析,花岗岩隧道岩爆破坏特征复杂多样,发生时间集中,高水平构造应力使靠近雅鲁藏布江河谷一侧岩爆烈度显著增大,大埋深高自重应力导致岩爆主要分布在隧道掌子面和拱顶.基于钻孔实测地应力数据和初始地应力场反演分析,发现花岗岩隧道地应力场由构造应力和自重应力共同主导,隧道沿线82.0％的区段处于高到极高地应力状态,为岩爆的发生提供内动力地质条件.室内岩石力学试验表明二长花岗岩和花岗闪长岩均具有中等岩爆倾向性,厚层状、强度大、刚度高、完整性好的岩体为岩爆提供充足的物源条件.受控于雅鲁藏布江缝合带地质构造作用以及新生代岩浆活动作用影响,花岗岩隧道呈现高地温特征,地温梯度为5.5℃/100 m,最高实测地温达到89.6 ℃,高温热力耦合作用加速岩爆发生并提高岩爆危险性等级.隧道施工工艺会改变围岩应力重分布,影响围岩的应力集中,造成一定的尺寸效应,影响岩爆发生的烈度等级、时间和空间分布.

    花岗岩隧道极高地应力岩爆破坏特征成因机理高地温岩爆倾向性

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    藏东南卡瓦白庆抽蓄电站高位冰川槽谷堆积物稳定性及工程影响分析

    张世殊冉从彦曲海珠吴章雷...
    1112-1128页
    查看更多>>摘要：卡瓦白庆抽水蓄能电站是藏东南(玉察)水风光一体化基地中重点实施的抽蓄电站,其下水库右侧岸坡高位发育有3条大型冰川沟槽,沟内堆积着巨量第四纪堆积物,若该槽谷内堆积物发生整体或大范围失稳冲入库内将严重影响工程建设及运行安全.如何科学认识槽谷堆积物的稳定性,合理评价其工程影响直接关系到工程库址方案选择.目前关于冰川槽谷堆积体的工程勘察评价无相关技术标准可循,国内外也几乎没有可参考的类似工程进行经验类比分析.本研究基于槽谷堆积物沉积历史和表观特征、典型植被发育情况、历史卫星影像对比、InSAR技术变形识别进行综合分析,宏观判别堆积物是整体稳定的;同时利用离散-连续耦合及极限平衡方法对2#槽谷堆积物进行了数值模拟及计算分析,结果表明:在天然、降雨及地震工况下,堆积体整体处于稳定状态.堆积物在重力条件下的变形有限,主要集中于槽谷内地形陡缓交界部位,但不会发生整体或大范围的破坏,只会在前缘陡缓交界区域出现局部变形调整.本研究为高海拔地区冰川槽谷背景下的工程建设、灾害监测等方面的工作提供了参考.

    高海拔冰川槽谷堆积物边坡稳定性分析InSAR数值模拟

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    干旱荒漠区植被在交通工程扰动影响下的时空分布特征——以疏勒河流域嘉安高速为例

    何晓锐张路青尹凡龙
    1129-1142页
    查看更多>>摘要：交通工程建设对干旱荒漠区植被的扰动效应是一个值得重视的科学问题.本文选择位于河西走廊的疏勒河流域作为研究区,以嘉安高速公路沿线的植被为研究对象,采用遥感解译、GIS空间分析等方法,分析了植被覆盖度和地表覆盖的时空分布特征,识别了高速公路建设对植被的扰动效应,定量剖析了高速公路建设对植被的扰动范围,厘清了不同地表覆盖类型对公路建设扰动的响应特征.结果表明:(1)在2000～2019年间,疏勒河流域的荒漠区面积比例在逐年减少,植被覆盖度整体上为改善趋势.(2)研究区内的"耕地"、"草地"、"稀疏植被"、"湿地"和"不透水表面"面积均为增加趋势,而"裸地"的面积占比呈下降趋势,从2000年的83.97％下降2019年的77.55％.(3)高速公路的修建明显改变了沿线的植被景观格局,导致植被覆盖的差异化水平明显提高,植被覆盖度的最大值和最小值之差从公路建设前的0.013增加至0.033.(4)嘉安高速公路修建期间对植被的扰动范围在60 m之内,导致两侧植被呈现"分带"特征,且扰动作用的强度随"距公路距离"增加而减小,符合对数方程的关系.(5)在高速公路建设的扰动下,各地表覆盖类型的植被退化强度有差异,"不透水表面"、"耕地"、"草地"、"湿地"、"稀疏植被"和"裸地"的退化强度逐渐减弱,退化强度指数分别为-0.216、-0.127、-0.112、-0.112、-0.095和-0.007.本文的研究结果有助于更好地理解道路工程对植被的扰动效应,并可以为道路规划和评价相关的模型提供定量参考.

    高速公路工程扰动植被覆盖边缘效应土地覆盖类型

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    三维地质建模技术与方法综述

    郭福钟郑博文祁生文李航...
    1143-1153页
    查看更多>>摘要：三维地质建模是起源于工业领域计算机图形学引用到地学领域形成的三维数字化技术,地质体轮廓不规则性、特性的空间不均匀性、已知数据的稀疏性和认识过程的反复性决定了三维地质建模对图形几何算法和渲染技术的特殊要求,也决定了与其他领域三维技术如GIS和BIM之间存在的基础性差别.针对我国基础建设领域工程地质三维地质建模技术类型繁多、良莠不齐的现实,本文系统性地阐述了三维地质建模的基础理论与核心技术、建模方法、应用功能实现与展望:(1)三维地质建模以离散数学理论为基础,插值算法是其中最关键的核心技术,文中介绍和对比分析了离散光滑(DSI)和克里金两种插值方法,从原理和应用的角度论证了 DSI具有更好的适应性;(2)显式和隐式建模方法是核心技术针对不同场景形成的三维地质建模的通用方法,在工程地质领域分别适合于勘探为主和物探为主的情形,文中结合应用案例阐述了各自的特点;(3)应用功能是显式和隐式建模方法针对不同特点的地质体的应用方式,其中的通用型功能针对地层和构造等所有地学领域都涉及的地质体,定制化功能则针对行业关心的特定地质体(如水电行业的深切河谷岸坡卸荷带)且以提高建模效率为主要目的.本文通过对三维地质建模技术的阶段性总结,为未来发展提供有价值的技术指引,并将为三维工程地质体结构的透明化表征提供重要的技术支撑.

    工程地质三维地质建模插值算法显式建模方法隐式建模方法

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