首页注释:本案例详细介绍了岩石滑坡的取样过程及实验制作中的注释要点。岩石滑坡的取样与实验分析是不可或缺的环节。通过科学的取样方法和严谨的实验流程,可以深入了解滑坡体的物理力学特性,为滑坡治理提供可靠的数据支持。作者:强跃,男,汉,工学硕士,教授(三级),硕士生导师,主要从事三峡库区地质灾害防治研究,工作单位:重庆三峡学院。在此特别指出,本案例仅用于教学,在编制过程中参阅了前人成果,收集了部分单位一线资料,在此致以衷心的感谢和美好的祝福,若涉及侵权,请联系删除,QQ邮箱:652344220@qq.com。
摘要:本案例以重庆市万州区双河口街道海事小区后侧危岩作为具体研究对象,在现场采集岩样并在室内开展一系列物理实验,测定其物理力学参数。以模拟滑坡的形成与演化过程,分析滑坡的破坏机制,并评估滑坡的稳定性。
关键字:岩石滑坡;制作实验;滑坡取样
引言:岩石滑坡作为一种严重的地质灾害,对人民生命财产安全构成重大威胁。为了有效预测、监测和防治滑坡灾害,开展岩石滑坡取样与实验研究显得尤为重要。本案例旨在总结岩石滑坡取样技术及其在实验中的应用,以期为滑坡防治工程提供科学依据。
背景介绍:万州区海事小区后侧危岩位于重庆市万州区双河口街道螺丝包社区,其具体地理位置坐标为:东经108°22′15″,北纬30°45′30″。该危岩位于长江流域万州城区境内三大重要支流之一,龙宝河的左岸,距离岸边293m。根据万州的气象资料,该地区多年平均气温为17.9℃,极端最低气温为-3.7℃(1975年12月15日),最高气温为42.1℃(1972年8月26日)。多年平均降雨量为1201.5mm,但其降雨量在时间上分布不均,主要集中在5~9月份,占全年降雨量的65~70%。多年平均最大日降雨量为94.4mm。
内容:
一、岩石滑坡取样的重要性
岩石滑坡取样是获取滑坡体物理力学性质、化学成分、结构构造等关键信息的重要途径。通过取样分析,科研人员能够:
1、揭示滑坡成因:了解滑坡体岩石的矿物组成、风化程度、节理裂隙发育情况等,从而推断滑坡发生的内在因素,如岩石强度降低、地下水作用等。
2、评估滑坡稳定性:基于取样数据,结合力学模型分析,评估滑坡体的稳定性状态,预测未来可能的滑动趋势。
3、指导工程治理:根据取样结果,设计合理的滑坡治理方案,如加固边坡、排水减载、设置抗滑桩等。
4、促进科学研究:为地质学、岩土工程等领域的科学研究提供基础数据,推动学科发展。
二、岩石滑坡取样的位置
海事小区后侧危岩位于双河口街道螺丝包社区,地貌属于构造剥蚀侵蚀丘陵沟谷地貌,详见图2.2。地貌特征从高到低依次为顶部斜坡(灌木地)→陡崖带→底部斜坡→海事小区。顶部斜坡坡度为7°,高程范围为276.95~274.30m,长度27.82m;陡崖带坡度为79°~90°,由于地质构造剥蚀作用及长期差异风化剥蚀,局部出现了凹岩腔,上部陡崖高程范围为251.52~274.30m,崖脚高程范围为247.10~251.52m;底部斜坡的坡度为14~36°,高程范围为223.00~247.10m,长度为58.45m。坡脚到达海事小区后,海事小区后侧设有护坡,护坡高度为6.18m。

图1海事小区后侧危岩
三、岩石滑坡取样的方法
岩石滑坡取样是滑坡研究的基础,其目的在于获取滑坡体及其周边地质环境的详细信息。取样技术主要包括钻探取样、坑槽探取样和原位测试等。
(一)钻探取样
钻探取样是滑坡勘查中最常用的方法之一。根据滑坡体的形态、规模,通常布置多条顺层方向勘探线,并在主轴线两侧布置辅助勘探线。勘探孔深度需穿过最下一层滑动面(带),进入稳定岩土层,以获取滑动面(带)及其上下岩土层的原状样。钻探过程中,应做好岩芯编录、摄像与钻进记录,特别关注滑动面(带)的位置及其特性。

图2 钻探取样示意图
(二)探槽取样
对于滑坡边界、进出口等关键部位,探槽取样可以提供更为直观的地质信息。探槽取样通常结合地面测绘进行,通过挖掘试坑,直接观察滑坡体的物质组成、结构特征及滑动面(带)的形态。取样过程中,需注意保持样品的原状性,避免扰动。

图3 探槽取样示意图
四、样品制备
1、清洗与干燥:首先,将取回的岩石样品进行清洗,去除表面的泥土、水分等杂质。然后,将样品置于烘箱或高温炉中干燥,以去除样品中的水分,确保测试的准确性。
2、破碎与缩分:干燥后的岩石样品需要进行破碎处理,以便进行后续的分析测试。破碎过程可分为粗碎、中碎和细碎三个阶段,使用研钵、粉碎机或球磨机等工具进行。破碎后的样品进行缩分,缩分成具有代表性的分析试样。
3、筛分与混匀:将破碎后的样品通过不同孔径的筛子进行筛分,以获取不同粒度的样品。然后,将筛分后的样品进行混匀,确保分析试样的均匀性和代表性。
4、称重与测量:对于需要精确测量或称重的样品,使用天平或量筒等工具进行测量,并记录相关数据。
5、封装与贴签:将制备好的分析试样进行封装,并在封装袋上贴上标签,注明样品编号、取样地点、取样时间等信息。
五、存放注意事项
1、密封保存
取样结束后,应立即对岩石样品进行密封保存。对于硅质硬岩样品,可以直接放入采样袋中密封;而泥质岩石样品则需用纱布包裹后,再用熔蜡浇筑密封,以保持其原有的湿度和形态。密封保存的目的是防止样品在运输和存储过程中受到污染或破坏。
2、标注与分类
在保存样品时,应仔细标注样品的上下记号,并附上详细的标签,包括样品编号、取样地点、日期、岩石类型等信息。同时,应将不同类型的岩石样品进行分类存放,以便于后续的分析和检测。
3、及时送检
取好的岩石样品应及时送往实验室进行检测。在送检前,应认真填写送样单,详细记录样品的各项信息,并与样品一起提交给实验室。送检过程中,应注意保护样品,避免其受到挤压、碰撞等损伤。
4、存放环境
实验室在接收样品后,应将其存放在适宜的环境中。一般来说,岩石样品应存放在干燥、通风、避光的地方,以防止其受潮、变质或受到其他不利因素的影响。同时,实验室应建立严格的样品管理制度,确保样品的安全和可追溯性。
六、小结
岩石滑坡取样与存放是滑坡勘查与治理过程中的重要环节。正确的取样方法和妥善的存放措施能够确保样品数据的准确性和可靠性,为后续的地质分析和滑坡治理提供有力支持。因此,在进行岩石滑坡取样与存放工作时,务必严格遵守相关规范和操作流程,确保样品的质量和安全性。
万州区某岩石滑坡取样与制作试验案例
教学指导手册
教学目的与用途:
1、理解滑坡机制:岩石滑坡取样的首要教学目的在于帮助学生深入理解滑坡的发生机制。通过实际样品的采集与分析,学生能够直观地观察岩石的微观结构、矿物成分以及物理力学性质,从而理解这些因素如何共同作用于滑坡的形成与发展过程。
2、掌握取样技术:取样过程本身也是一门技术活。教学过程中,学生将学习并掌握各种取样技术,如探槽技术、浅井技术、钻孔取样等,以及这些技术在不同地质条件下的应用差异。这些技能的掌握对学生未来从事相关地质工程工作具有重要意义。
3、培养分析能力:岩石滑坡取样后的分析工作同样关键。学生需要学习如何运用力学参数、经验数据等对样品进行分析,评估滑坡的稳定性及潜在危害。这一过程不仅锻炼了学生的数据处理和分析能力,还培养了他们的科学思维和解决问题的能力。
教学内容:
1、岩石学基础:简要回顾岩石的分类、物理性质、力学特性等基本知识,为理解滑坡体内岩石的行为特征奠定基础。
2、地质构造分析:讲解如何通过地质勘察初步判断滑坡体的构造背景、滑动面位置及可能的滑动方向,为取样点选择提供依据。
3、取样原则:强调取样应具有代表性、系统性和可重复性,确保样品能够真实反映滑坡体的整体特征。
启发思考题:
1、什么样的岩土容易引发滑坡?
2、岩石取样有哪些原则?
3、样品保存有哪些注意事项?
建议课堂计划:
时间安排:根据教学需要,整个案例课的课堂时间控制在6学时,以便比较充分地了解案例所涉及的知识点,以下是根据课程时间进度安排的课堂学习计划。
课前计划:发放案例材料,提出课后思考题,请学生在课前完成阅读和初步思考。
课中计划:课堂前言,明确该案例主题(20分钟);案例讲述,案例总体介绍,引导学生分析和认真学习该案例的理论知识点,并提出思考题(120分钟);分组讨论(20分钟);小组发言(20分钟一个小组,4组);案例总结:包括案例中的关键知识点,以及如何运用理论知识去分析和解决实际问题(30分钟)。
课后计划:通过案例分析和总结,使学生掌握案例相关知识,然后布置相关作业,以论文或者报告形式写出案例分析,并对难点和易错点可以进一步研究。
参考文献:
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[2] Fan L F, Wang L J, Wu Z J. Wave transmission across linearly jointed complex rock masses[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2018,112: 193-200.
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