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前言
1 黄土潜蚀作用研究综述
1.1 概念的提出及研究现状
1.2 存在的主要问题
1.3 拟解决的主要问题
2 潜蚀作用相关概念辨析
2.1 渗透力及地下径流形式
2.2 潜蚀作用概念模型
2.2.1 管涌、渗透压密、接触管涌、接触冲刷
2.2.2 流土、突涌与接触流土
2.2.3 流砂
2.2.4 地下冲刷侵蚀
2.2.5 洞穴侵蚀
3 潜蚀作用发生的临界条件
3.1 渗透侵蚀作用激发条件的理论推导
3.1.1 管涌及渗透压密的激发条件
3.1.2 流土发生的临界条件
3.1.3 突涌发生的临界条件
3.1.4 地下径流冲蚀动能公式
3.2 关于潜蚀作用概念模型的讨论
3.2.1 潜蚀与非潜蚀
3.2.2 潜蚀作用的继发性、动态性和复杂性
3.3 黄土地层突涌破坏机理物理模拟
3.4 黄土地层突涌破坏机理数值模拟
4 黄土洞穴潜蚀灾害
4.1 黄土洞穴潜蚀的直接危害
4.2 黄土洞穴潜蚀的间接危害
4.3 黄土洞穴潜蚀灾害及其成灾机理——以公路黄土暗穴为例
4.3.1 黄土暗穴对公路工程危害的一般特点
4.3.2 黄土暗穴对公路工程的直接危害及其致灾机理
4.3.3 黄土暗穴对公路工程的间接危害及其致灾机理
5 黄土洞穴的成因机理
5.1 黄土土性与洞穴形成的关系
5.1.1 黄土的渗透性与黄土洞穴形成的关系
5.1.2 黄土的崩解性与暗穴形成的关系
5.1.3 黄土的湿陷性与洞穴形成的关系
5.2 黄土节理裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.1 构造节理裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.2 垂直节理裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.3 卸荷裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.4 湿陷裂隙与黄土洞穴形成的关系
5.2.5 风化裂隙与暗穴形成的关系
5.3 地下水与黄土洞穴形成的关系
5.3.1 黄土地层中地下水的类型
5.3.2 地下水在黄土洞穴形成过程中的作用机理
5.3.3 黄土洞穴成因的多样性
6 黄土洞穴的形成演化过程
6.1 黄土洞穴内部构造特征
6.1.1 黄土暗穴断面特征
6.1.2 黄土暗穴空间形态特征
6.1.3 黄土暗穴内部构造特征
6.2 黄土洞穴孕育期及其特征
6.3 黄土洞穴形成期及其特征
6.4 黄土洞穴发展期及其特征
6.5 黄土洞穴破坏期及其特征
6.6 黄土洞穴消亡期及其特征
7 黄土崩解性试验研究
7.1 大试块黄土崩解试验及原位崩解试验介绍
7.2 黄土的崩解机理
7.2.1 黄土崩解作用的本质
7.2.2 黄土崩解作用的特点
7.3 黄土崩解性的影响因素及其机理
7.3.1 天然含水率对黄土崩解性的影响机理
7.3.2 黄土的结构性对其崩解性的影响
7.3.3 黄土崩解过程中的边界效应
7.4 黄土崩解动力学研究
7.4.1 试验方法
7.4.2 试验结果与讨论
8 黄土抗冲性试验研究
8.1 黄土洞穴大试块抗冲性试验研究
8.1.1 试验设计
8.1.2 试验结果分析
8.2 原位冲刷试验
8.2.1 试验目的及试验工况设计
8.2.2 试验步骤
8.2.3 试验结果分析
9 黄土洞穴侵蚀速率试验研究
9.1 黄土洞穴侵蚀速率物理模拟试验
9.1.1 试验装置及工况设计
9.1.2 试验结果及分析
9.2 大型天然黄土洞穴系统现场冲刷试验
9.2.1 试验区概况
9.2.2 试验目的及主要装置
9.2.3 试验过程及现象观察
9.2.4 试验结果分析
10 洞穴环境下黄土边坡稳定性分析
10.1 洞穴环境下黄土边坡破坏类型
10.1.1 洞穴或洞穴系统的形成及其变形破坏
10.1.2 洞穴引发边坡的局部或整体变形破坏
10.1.3 洞穴对边坡破坏体的后生改造
10.2 洞穴潜蚀环境下黄土边坡稳定性分析
10.2.1 暗穴沿坡面倾向发育时黄土边坡稳定性有限元分析
10.2.2 暗穴沿坡脚发育时黄土边坡稳定性有限元分析
10.2.3 基于强度折减法的暗穴环境下非饱和黄土边坡稳定性有限元分析
11 结论及展望
11.1 主要结论
11.2 展望
参考文献2100433B
黄土潜蚀工程地质属于黄土工程地质与黄土潜蚀的边缘学科,本书是第一部将黄土工程地质与黄土潜蚀相结合的专著。
李喜安,叶万军等著的这本《黄土洞穴潜蚀工程地质》首先就目前国内外容易混淆的关于潜蚀及相关概念进行了必要的辨析和澄清,建立了基本潜蚀作用的概念模型,并通过理论推导、物理模拟等手段对黄土潜蚀作用发生的临界条件及其破坏机理进行了探讨。分析总结了黄土洞穴潜蚀灾害的类型和致灾机理,并对黄土洞穴的成因机理、形成演化过程进行了深入研究。为了研究潜蚀作用与灾害性块体运动之间的关系,在本书的最后对黄土洞穴环境下黄土边坡的破坏类型及其稳定性进行了初步分析。
《黄土洞穴潜蚀工程地质》可供工程地质学、黄土力学、岩土工程学、水土保持等领域的科研技术人员及高等院校师生参阅。
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地质工程领域是以自然科学和地球科学为理论基础,以地质调查、矿产资源的普查与勘探、重大工程的地质结构与地质背景涉及的工程问题为主要对象,以地质学、地球物理和地球化学技术、数学地质方法、遥感技术、测试技术...
浅谈湿陷性黄土地区黄土洞穴对公路的危害
近几年,黄土洞穴是我区山区公路建设中尤为突出,有关资料证明:黄土洞穴的形成需具备特殊土性的内在条件,公路的修建使得地层的土性、地层完整程度、地形以及汇水排水条件更有利于形成洞穴,是路堑段、路提段公路以及填挖结合路基段公路洞穴致灾的根本机理所在.严重时危及行车及人身安全.
岩溶洞穴工程地质条件与顶板稳定性评价
岩溶洞穴工程地质条件与顶板稳定性评价——从定性、半定量和定量分析三个方面对岩溶洞穴顶板稳定性评价方法进行了讨论。指出选用合适的物探 手段进行调查,开展室内和现场的岩体物理力学试验,特别是加强相似模型试验和数值分析研究,综合考虑裂隙 水、大气环境...
调查内容主要有:黄土区基本特征调查,包括地貌类型及微地貌,地层土质、结构、夹层、古土壤的特征,节理裂隙发育和大气降水汇集与径流特征,以及下伏岩层的地下水赋存特征等;黄土湿陷与潜蚀特征调查,包括发育部位与形态特征、产生的原因(自然与人为)、发育程度,确定其湿陷性和湿陷等级等;黄土湿陷与潜蚀危害调查和防治措施及其效果调查。 2100433B
黄土潜蚀地貌主要包括哪些?
由于地面水局部集中,沿黄土裂隙下渗,进行潜蚀作用的结果,产生了一系列黄土潜蚀地貌。
①黄土碟:是一种直径数米到数十米,深数米的碟形凹地。
②黄土陷穴:黄土碟进一步发展、沉陷,形成深度大于宽度的陷穴。若陷穴成串分布,称串珠状陷穴。进一步发展便成黄土陷沟。
③黄土井:黄土陷穴向下发展,形成深度大于宽度若干倍的陷井。
④黄土柱和黄土桥:在黄土陷穴区崩塌之后,残余的洞顶即构成黄土桥。若沿垂直节理进一步崩塌,就形成黄土柱。
以上各种黄土潜蚀形态,又称“黄土喀斯特”。
潜蚀破坏是指水流在一定水力梯度下产生的较大的动水压力冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体,使岩土体中的孔隙逐渐增大,甚至形成洞穴,导致岩土体松动或破坏,以致产生地表裂缝、塌陷、影响建筑工程的稳定。在黄土和岩溶等地区的岩、土层中最易发生潜蚀作用。潜蚀作用有机械潜蚀和化学潜蚀。潜蚀产生的条件主要有两点:一是有适宜的岩土颗粒组成;二是有足够的水动力条件。潜蚀作用的结果是导致岩石土体结构松动甚至破坏。机械潜蚀和化学潜蚀一般是同时进行的,且二者相互影响,相互促进的。
化学潜蚀是指潜蚀作用的一种。是水流从岩土中溶滤并带走可溶盐类,削弱岩石内部联结,使岩土松散的现象。例如,在水库工程中,库水作为一种溶液, 在向坝基移动的过程中会产生水与坝基岩石之间、水与帷幕之间、混凝土之间的相互作用,坝基水质特征的形成是这些作用共同作用的结果,但它可能引起坝基软弱岩层的化学潜蚀 (包括对帷幕、混凝土的侵蚀)。化学潜蚀常为机械潜蚀创造了流通条件。
地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒的有效重度,即渗流水力坡度小于临界水利坡度,虽然不会发生流砂,但是土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带而走。时间长了,将在土中形成管状空洞,使土体结构破坏,强度降低,压缩性增加,这种现象称之为机械潜蚀。2100433B