甘肃省第三系红层工程地质特性研究

通过对已建工程基础为第三系红层资料的深入分析和研究,系统地阐述了甘肃省境内第三系红层的分布规律、物理力学特性及工程地质特性.     

红层软岩滑坡运移机制

我国西北部地区白垩系、第三系红层软岩广泛分布，红层软岩岩体强度低、抗风化能力弱、水敏感性强、工程地质性质较差、滑坡灾害严重．本文在研究红层软岩不同破坏条件下岩体强度特征的基础上，系统分析了红层软岩滑坡的蠕动变形与滑动面形成机制，经对典型滑坡实例统计分析，从定性和定量两方面论述了红层软岩滑坡的运移机制．     

红层软岩崩解性的灰色关联分析

采用灰色关联度法对红层软岩的粒度分形特征以及矿物、化学成分试验数据与其崩解性进行了关联分析.分析发现,与成分相比,红层软岩的粒度分布分形特征参数与崩解特性具有更高的关联度,表明沉积形成时的环境决定了成岩后的红层软岩崩解性强弱.因为红层软岩中蒙脱石含量少,因此在各种成分中伊利石含量对红层软岩崩解性影响最大,说明水理特性不稳定的矿物含量始终是影响软岩崩解的主要因素.     

河南熊耳山北坡西段的变质核杂岩和拆离断层

河南熊耳山北坡西段的变质核杂岩核部,由太华群深变质岩系组成结晶基底,熊耳群未变质的火山岩系和第三系红层组成盖层。二者之间的滑脱拆离带下拆离盘由韧性变形的糜棱岩组成,具有典型的糜棱岩类岩石的基本特征。上拆离盘以脆性变形为主。盖层中发育了拆离断层特有的铲形断层,局部见同构造的花岗斑岩侵入其中。第三系红层向拆离断层反倾。滑脱拆离断层控制了本区热液矿床的分布,尤其是大型低品位金矿的分布。     

赣中永阳盆地红层荒漠化特征及防治

红层荒漠化是发生在红层区的土地退化灾害之一,以表土层缺失、基岩裸露和生态功能丧失为主要特征。我国南方湿润地区的红层出露广泛,人口密集,受工程经济活动、自然气候条件及岩石自身抗风化能力弱等因素的限制,红层土地退化愈趋严重。选取第四系网纹红土和白垩系红层荒漠化特征典型的吉安永阳盆地为研究对象,在野外调查的基础上,开展了红层土壤的p H值、色度、粒度、含水率及荒漠化侵蚀沟形态特征等研究,查明了其演化阶段及发育特征。结果表明,区内红层土壤分为碱性和强酸性2种,含水率较低,粒度组分以粉砂(2. 00～63. 00μm)为主,粘土(0. 01～2. 00μm)和中-细砂( 125. 00μm)次之;其侵蚀沟形态主要受岩性、地形等因素控制,荒漠化可分为早期、中期、中晚期及晚期4个阶段。     

基于分形理论的红层软岩崩解性消除方法研究

应用分形理论对自然崩解过程中的红层软岩粒度数据进行了分析，得到红层软岩崩解物分数维达到2.6~2.7后其崩解趋于停滞的特点.在研究了液压破碎锤、拖式羊足碾等设备对红层软岩的破碎能力后，基于分形图形构造过程中的“迭代”特征，提出了以“翻松—碾压”动作“迭代”为核心机制的消除红层软岩崩解性机械破碎工艺并在湖南省浏醴高速公路进行了现场破碎试验.对现场破碎过程中软岩粒度数据进行的分数维计算表明：重复2次“翻松—碾压”工艺即可将红层软岩破碎至分数维为2.6~2.7.因此，基于分形迭代特征开发的机械破碎工艺可有效消除红层软岩的崩解性.该方法应用在高速公路施工中可将红层软岩填筑利用范围扩大至上路堤，能取得较好的效益.     

红层软岩夹层的物质组成与结构特征对其力学性质影响的定量研究——以崀山世界自然遗产地雷劈石为例

影响红层软岩力学性质的主要因素包括物质组成与结构特征。使用压力试验机测试获取了红层软岩的两种力学性质参数;利用偏光显微镜测定了红层软岩的物质组成成分、颗粒粒度结构特征;结合数学统计方法定量分析了红层软岩物质组成成分、颗粒粒度结构特征分别对其力学性质的影响。其研究分析表明:1崀山丹霞红层软岩夹层的物质组成成分、颗粒粒径结构特征对其力学性质产生一定的影响,整体趋势是随着硬性物质成分(如石英、长石等)含量的增加和颗粒平均粒径的增大,其力学性质得到相应增强,表现为抗压强度、弹性模量等力学参数的增大。2当颗粒平均粒径到达一定数值时(粒径约为0.25 mm时),抗压强度与弹性模量会同时发生一次较明显的跃变,由跃变可推测:物质组成成分对红层软岩力学性质的影响要大于颗粒平均粒径对红层软岩力学性质的影响。     

红层填料分数维与水理特性相关性研究

红层填料的现场耙压施工中的重复"压碎-翻松"过程具有自相似特征,因此所得破碎产物的粒度特征可用分数维描述.基于填料破碎的分形机理,构造了利用室内试验设备模拟现场耙压工艺破碎填料方法,进而研究了重复"压碎-翻松"过程中不断破碎的红层填料分数维变化规律.在此基础上,制备不同分数维填料,用于研究粒度特征对填料压实效果和水理性质的影响.研究结果表明,在相同的压实参数下,填料分数维越大越容易压实;具有相同压实度的填料,其分数维越大,浸水膨胀量越小,压缩性能越低.基于填料崩解性和分形理论,分析了其中机理.成果在一定程度上揭示了粒度特征对红层填料水理性质影响的规律.     

红层软岩崩解破碎过程的分形分析及数值模拟

通过红层软岩的室内恒温保水和模拟大气条件的渐进崩解实验,跟踪观察崩解产物的粒度变化,引入分形几何的理论模型,提出利用分维数来定量描述红砂岩崩解破碎的非线性动态过程,并结合湘南某高速公路红层软岩路基工程建设,提出相应的崩解稳定分维数。研究结果表明:基于质量的分形分布模型能较好地描述岩石崩解破碎过程中粒度的分布特征,其分维数可作为判断红层软岩崩解完成与否的控制指标。通过计算机数值模拟,进一步验证了分形理论应用于崩解破碎过程定量描述的适用性,并以数值模拟实验得到的筛分数据,统计得出基于质量的分形分布和常用的R—R分布的参数之间的关系。     

清江下游红层岩溶及其水化学特征

清江下游地区发育一套第三系的红层,其岩性为砂岩夹泥岩、页岩,下部以成分为灰岩、白云质灰岩为主的砾岩。厚度在300m以上,有一定程度的岩溶发育,其中一个洞穴具有开发价值。为进一步掌握红层地下水水质变化趋势,对红层区地下水采集30组样品进行测试,应用描述性分析、相关性分析等统计方法,总结地下水类型及水化学特征。结果表明:红层区地下水类型主要以HCO_3-Ca或HCO_3-Ca·Mg型为主,地下水化学成分具有明显的空间变异性;2个水点Al超出了地下水V类质量标准值(500μg/L),应引起重视,防治水质污染;19个水点的Sr含量超过了天然饮用矿泉水的标准值(200μg/L),建议进行锶矿泉水的评估工作。     

四川盆地红层高填路堤沉降及稳定特性分析

川渝地区公路工程建设中,常形成红层高填路堤,其沉降及稳定特性决定了工程安全及质量。以乐山至西昌高速公路某处取样,室内测得红层填料物理力学参数后,考虑粒度分布、干湿循环、填方高度和边坡坡度,通过有限元数值试验探讨红层高填路堤施工过程中的沉降及稳定特性,然后利用极差分析获知各因素的作用效应主次。结果表明：路堤沉降具有累积效应,路堤坡面下方土体受偏压影响,最终体现为竖直向越靠近路堤顶面沉降量越大,水平向越靠近坡面沉降量越小;路堤填筑过程中,坡体内逐渐形成滑移曲面,边坡临界失稳高度受路堤材料和几何尺寸等因素影响;填筑完成后,各因素对路堤沉降量的影响主次为：路堤填高>边坡坡度>粒度分布>干湿循环,对滑移曲面至坡面最大距离的影响主次为：路堤填高>干湿循环>边坡坡度>粒度分布     

运用粒度分析方法探讨古代砂体的沉积环境

本文用薄片粒度的概率累积曲线分析方法,在与其他相指标相互配合的情况下,试从苏、浙、皖老第三系300多个样品的分析探讨古代河床砂、河口坝砂、天然堤与决口扇砂以及浅滩砂粒度分布的基本特征。并注意到这种粒度分析方法,在一定的条件下,也适用于碳酸盐砂的环境解释。     

冻结红层软岩的蠕变特性研究

为研究第三系红层软岩在低温下的蠕变特性,对冻结红层进行单轴蠕变试验,试验结果表明,在应力水平较低时,软岩只存在衰减蠕变,随着应力水平的增大,当超过流变长期强度时,出现了非稳定蠕变;同时,随着温度的降低,软岩的瞬时应变量和蠕变量都会明显减少,而长期强度则有较大幅度的增长,说明温度对软岩及冻结壁的流变性质影响十分显著。引入与时间和应力相关的非线性黏滞系数和时间开关函数,对西原模型进行改进,得到了可以描述加速蠕变的非线性流变本构模型,通过试验数据对冻结红层软岩的参数进行了辨识。将流变模型嵌入到abaqus有限元程序,并对井筒开挖进行数值模拟,获得冻结壁最大位移与时间曲线,通过与实测值进行比较,两者较为吻合。可见,建立的流变模型能够很好的描述冻结红层软岩的蠕变规律。     

济阳坳陷上第三系馆陶组河流相沉积的粒度特征

讨论了济阳坳陷上第三系馆陶组河流沉积的粒度特征，在对１４口岩心井３００块样品粒度分析的基础上，研究了粒度参数与水动力条件之间的关系，总结归纳出不同微相的概率曲线特征，并利用Ｃ－Ｍ图、萨胡判别式和粒度离散图研究了河流类型，研究结果表明，不同性质的河流。其粒度在垂向上的变化速率不同，直接影响到砂体的非均质性。     

济阳坳陷上第三系馆陶组河流相沉积的粒度特征

讨论了济阳坳陷上第三系馆陶组河流沉积的粒度特征，在对１４口岩心井３００块样品粒度分析的基础上，研究了粒度参数与水动力条件之间的关系，总结归纳出不同微相的概率曲线特征，并利用Ｃ－Ｍ图、萨胡判别式和粒度离散图研究了河流类型．研究结果表明，不同性质的河流，其粒度在垂向上的变化速率不同，直接影响到砂体的非均质性．     

莱芜“红石”沉积环境分析

山东莱芜红石公园内出露较大面积的红色岩层,研究其成因及其沉积环境,可以确定当时的古地貌和气候特征,因此具有重要意义。在红色岩层分布区采集7个样品,用XRF、激光粒度分析仪和扫描电镜等设备进行分析,结果发现红层主要成份是SiO_2和Al_2O_3,沉积粒度以细沙为主,沙粒上具有水成标志。确定莱芜红色岩层为丹霞地貌景观,形成于季节性河流沉积,当时气候比较炎热干燥。     

云南陇川盆地东南缘新第三系砾岩成因及沉积模型

云南陇川盆地东南缘新第三系南林组砾岩沉积物由扇根碎屑流、扇中河道和扇缘水道及沼泽沉积构成，文章探讨了各类砾岩的成因、粒度分布，指出该区的砾岩沉积模型及其油气勘探意义。     

红层边坡松动体变形失稳研究

针对云南省安楚高速公路红层软岩高边坡特点,以对其防护与加固为切入点,结合具体工点实际,对滇中红层软岩的工程特性,特别是红层软岩边坡稳定性分析与评价进行研究,探索红层软岩边坡的变形失稳机制、稳定性评价方法.为红层边坡工程优化设计提供理论基础,为红层地区边坡防灾减灾提供科学依据.     

保山断陷盆地第三系沉积体系及含气远景

通过对云南保山盆地第三系岩性相、粒度分析、地震相和测井相的研究，结合层序分析，将盆地沉积体系划分为冲积扇沉积体系、扇三角洲沉积体系、河流三角洲沉积体系和湖泊沉积体系，它们在平面上和垂向上的有机组合与配置构成了盆地的演化模式，沉积体系的展布控制了储层和烃源岩的分布。从有机质丰度、成熟度等方面讨论了盆地烃源岩的地球化学特征，探讨了盆地的含气远景，指出云南第三系盆地应以寻找浅层生物成因天然气为主的勘探思想。     

浅析高原山区红层工程地质特征

红层,是指侏罗系（J）和白垩系（K）陆相碎屑沉积岩,该套地层分布广阔,红层区大部分为山区和峡谷区,红层边坡工程地质问题尤为突出。根据地质勘察部门勘察和治理的工程项目,对红层地区特殊的工程地质特征作简要分析,主要研究红层的地质特征、工程性质、水理性质和水文等特殊物性特征。