岷江双线特大桥高边坡稳定性研究

陈行; 邱敏; 彭雅婷; 龙雪梅; 邹祖银

岷江双线特大桥高边坡稳定性研究

陈行^1,,
邱敏¹,
彭雅婷¹,
龙雪梅¹,
邹祖银^{1, 2, ,}

1.
四川农业大学土木工程学院, 四川都江堰 611830
2.
西南交通大学土木工程学院, 成都 610031

基金项目:

四川农业大学创新训练项目 040606693

四川农业大学科研兴趣培养计划项目 04051039

详细信息

作者简介:
陈行(1993-), 男, 四川农业大学土木工程学院本科生, 土木工程专业。E-mail:chenhangssd@163.com

通讯作者:
邹祖银(1974-), 男, 副教授, 主要从事道路与铁道工程的科研和教学工作。E-mail:zouzyin@gmail.com

中图分类号: TU452
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出版历程
- 收稿日期: 2014-10-18
- 刊出日期: 2015-03-01

STUDY ON THE STABILITY OF HIGH SLOPE OF THE MINJIANG RIVER DOUBLE-TRACK BRIDGE

1.
College of Civil Engineering, Sichuan Agricultural University, Dujiangyan 611830, China
2.
College of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China

摘要

摘要: 成兰铁路岷江双线特大桥高边坡位于岷江地震带, 该区域属于高烈度地震强震频发区, 降雨量大且集中, 不良地质分布广, 在复杂环境因素的影响下, 极其容易引起边坡滑坡。在研究现场工程地质情况的基础上, 利用FLAC3D有限差分软件, 建立三维边坡模型, 进行天然、降雨、地震及降雨-地震耦合工况下的稳定性分析。研究结果表明, 天然工况下安全系数为1.318, 边坡处于稳定状态; 降雨工况下, 随降雨量的增加, 雨水入渗和加载作用增强, 位移高值区逐步扩大并逐渐向坡脚延伸, 25 mm/d、35 mm/d及45 mm/d降雨条件下的安全系数分别为1.001、0.932、0.912;地震工况下边坡不稳定, 坡腰中上部位移与加速度最大, 为易滑坡区域; 降雨-地震耦合工况下, 坡腰中上部极其不稳定, 且随降雨量增加, 滑体位移及加速度均增大。
- 边坡 /
- 地震 /
- 降雨 /
- 耦合 /
- 稳定性 /
- 数值模拟
Abstract: The high slope of Double-track Bridge on Minjiang River of Chenglan Railway is located in Minjiang River seismic belt, which is a high and frequent seismic region, with substantial concentrated rainfall and widespread unfavorable geology. Under the impact of the complicated environmental factor, it may give rise to the slope slide easily. In this paper, 3D slope mode is established with FLAC3D finite difference software based on the study on the geology of field engineering, and stability analysis in such working conditions as the natural rainfall, earthquake and coupling of rainfall and earthquake. According to the results, the safety coefficient in natural working condition is 1.318, and the slope is in stable status. In rainfall working condition, with the increase of rainfall, the rainwater infiltration and loading function is enhanced, and the displacement high-value area expands gradually and extends to the slope toe. In 25 mm/d, 35 mm/d and 45 mm/d rainfall condition, the safety coefficient is 1.001, 0.932 and 0.912 respectively. The slope is quite unstable in earthquake working condition, and the upside displacement and accelerated speed of the mid-slope is the greatest, and it is easy-sliding area. In the coupling working condition of rainfall and earthquake, the upside of mid-slope is extremely unstable, and with the increase of rainfall, the displacement and accelerated speed would increase.
- slopes /
- earthquake /
- rainfall /
- coupling /
- stability /
- numerical simulation

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0. 引言

水溶天然气(简称水溶气)是指溶解在地层水中的气体, 气体成分以甲烷为主, 还含有少量乙烷等重烃类气体和氢气、氮气、CO₂等非烃气体以及氦气等稀有气体, 是一种非常规能源^[1]。这种尚未被充分开发的天然气资源在全球范围内分布很广, 潜在资源量很大。全世界含油气盆地、含煤盆地以及其他水文盆地地层水中溶解的甲烷气资源预计总量约为n×10¹⁶~n×10¹⁸ m³, 超过全球已探明的油气及煤炭资源总量的若干倍。盆地中已查明的水溶性天然气资源量约为33837×10¹² m³, 是常规天然气资源量的100多倍。日本、美国、俄罗斯、乌克兰、哈萨克、乌兹别克、阿塞拜疆、土库曼、匈牙利、意大利、菲律宾、尼泊尔、伊朗等国都发现了水溶天然气, 并开展了勘探、开发及地质综合研究, 尤其在日本, 大约四分之一国土都发现了水溶气, 并累计了70多年的勘探开发工作经验^[2]。

从理论上讲, 水溶气资源领域较常规天然气的分布领域更加广泛^[2]。但由于水溶气在中国还属于一个较新的、研究较少的新型非常规能源, 勘探开发还处于初步阶段, 很多研究工作属于空白。

原地质矿产部第三普查勘探大队(以下简称三普)在20世纪60年代对渭河盆地进行了油气资源普查, 曾先后两上渭河盆地, 打出油气普查井32口, 其中发现气测异常井15口, 并完成《汾渭盆地石油普查阶段地质成果报告》。1974年在西安地区油气普查中, 三普在渭深13井发现8个组的气测异常, 并测得产气量208 L/d^[1]。其后因工作重点转移和工业价值效果不明显而未受到重视, 使得盆地的资源勘探程度非常低。近几年随着对渭河盆地的重新认识和勘探, 在固市凹陷钻探的地热井和天然气探井均发现水溶甲烷气存在, 且含量较高, 预示了非常好的勘探前景, 成为极具工业价值的水溶甲烷气资源开发潜力盆地。

1. 水溶甲烷气类型分析

渭河盆地位于陕西省中部(关中平原), 是秦岭造山带与鄂尔多斯盆地2个大地构造单元接合部位的新生代断陷盆地, 其地层属华北地层区南缘分区。研究区固市凹陷位于渭河盆地东部, 属于渭河盆地的次级凹陷^[1](见图 1)。固市凹陷富含多种资源, 主要包括水溶天然气、富氦水溶气、地热水资源等。

图 1 渭河盆地构造-地质略图

Figure 1. A structural-geological map of Wehe Basin

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1.1 甲烷气成因分类

研究区内发现的水溶气以甲烷为主, 是一种多成因气体, 可分为生物化学有机成因和宇宙无机成因两大类, 水溶气中碳同位素和重烃含量的组合是判断其成因的主要参数。

① 生物化学成因气:有机盐和无机盐被微生物分解后形成, 如烃类气体、二氧化碳、氮气、氨气、硫化氢等。

② 宇宙无机成因气体:地球形成时保留下来的气体, 如惰性气体及部分无机成因的二氧化碳、甲烷气等^[2]。

生物化学有机成因甲烷气又分为生物和热演化成因2种, 可根据甲烷碳同位素含量多少区分其成因类型。一般认为, 生物成因气碳同位素值小于-60‰, 而且几乎不含重烃气体组分; 热演化成因气分为油型气和煤型气, 油型气随着演化程度的增高, 重烃含量减少, 煤型气以重烃含量低为特征。不同热演化阶段甲烷碳同位素特征值不同, 一般为-28‰~-45‰, 随着演化程度的增高, 甲烷碳同位素值增大^[3~4](见表 1)。

表 1 珠江组及其相邻地层概况(据文献[9]修改)

Table 1. Stratigraphic profiles about Zhujiang Formation and the adjacent strata

演化阶段	天然气类型	R_o/%	δ¹³C_CH₄/‰
演化阶段	天然气类型	R_o/%	计算值	确定值
生物化学作用带	生物化学气	≤0.3	≤-58.6	≤-60
生物化学作用带	生物—热催化过渡气	0.3~0.6	-58.6~-44.9	-65~-45
热催化作用带	煤型热解气	0.6~2.0	-44.9~-28.0	-45~-28
热裂解作用带	煤型裂解气	≥2.0	≥-28.0	≥-28

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1.2 研究区甲烷气成因

① 高热演化甲烷气:煤型热解气的典型特征为甲烷碳同位素值分布在-45‰~-28‰, 重烃含量低。

此次分析中6个蓝田—灞河组较深层地热水溶气样品的碳同位素值分布于-28.1‰~-39.8‰区间(见表 2), 证明蓝田—灞河组深层水溶气属于典型的煤型热解气, 而该层不发育烃源岩, 因此水溶气应该来源于下部地层。

表 2 固市凹陷天然气碳同位素分析结果

Table 2. Analysis results of the natural gas in Gushi Sag

井名	取样地层	δ¹³ C_CH₄/‰	δ¹³ C_CO₂/‰	δ¹³ C_C₂H₆/‰
WN1	蓝田—灞河组	-34.9	-11.4	-21.6
WN2	蓝田—灞河组	-33.8	-11.6	-26.4
WN3	蓝田—灞河组	-39.8	-10.0	-25.9
WN4	蓝田—灞河组	-28.8	-14.0	-26.2
WN5	蓝田—灞河组	-28.1	-13.1
WN6	张家坡组	-65.6	-15.2	-53.2
WN7	蓝田—灞河组	-28.4	-14.0	-26.2

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② 生物甲烷气:此次分析中WN6井气样采于浅层张家坡组, 其甲烷碳同位素(δ¹³ C₁)值为-65.6‰(见表 2), 国内外大多数生物气成因的δ¹³ C₁值定为-85‰~-55‰, 据此得出张家坡组浅层水溶甲烷气为典型的有机成因浅层生物化学气, 结合烃源岩和有机质类型, 该层水溶甲烷气来源于本层含碳质泥灰岩, 属自生自储的生物气。

腐泥型热解气和腐殖型热解气的乙烷碳同位素具有典型的母质继承性, 分布也明显不同。一般腐泥型热解气的乙烷碳同位素值小于-29‰, 而腐殖型热解气的乙烷碳同位素值大于-29‰^[5]; 从这一标准也可以看出固市凹陷水溶天然气属于有机成因, 且蓝田—灞河组较深层地热水溶气属于腐殖型热解气(见表 2)。

从固市凹陷13口井所采地热水溶气样品气体组分数据表(见表 3)可以看出, 可燃气体所占比例最高, 全烃含量平均高达72.23%, 甲烷气质量分数大多在70%~90%, 最高为99.03%, 已大大超过水溶可燃天然气工业标准(30%), 有个别井偏低, 不排除取样时的误差。CO₂质量分数多数小于10%, 个别井较高(见表 3)。

表 3 固市凹陷水溶天然气组分

Table 3. Water soluble gas composition in Gushi Sag

井号	甲烷/%	乙烷/%	丙烷/%	异丁烷/%	正丁烷/%	异戊烷/%	正戊烷/%	全烃/%	CO₂/%
1	82.44	3.405	0.343	0.012	0.064	0.013	0.021	86.29	8.824
2	89.74	3.093	0.556	0.035	0.167	0.01	0.035	93.85	1.913
3	43.17	2.300	0.545	0.115	0.185	0.039	0.048	46.40	45.678
4	12.52	0.134	0.020	0.002	0.005	0.001	0.002	12.68	17.992
5	47.52	0.442	0.053	0.006	0.013	0.003	0.004	48.43	8.241
6	98.51	0.076	0.013	0.002	0.001	0	0	98.60	1.237
7	99.03	0.092	0.014	0.004	0.001	0.001	0	99.14	0.316
8	62.77	0.018	0.002	0	0.001	0	0	62.79	15.336
9	72.20	2.727	0.536	0.040	0.166	0.016	0.044	75.73	19.830
10	98.90	0.076	0.013	0.005	0.001	0.001	0	98.99	1.249
11	84.91	0.072	0.018	0.007	0.002	0.001	0.001	85.01	0.411
12	31.17	0.420	0.160	0.028	0.025	0.009	0.009	35.10	0.256
13	95.90	0.059	0.012	0.006	0.002	0.002	0	95.98	1.292
平均	70.68	0.993	0.176	0.020	0.049	0.007	0.013	72.23	9.429

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固市凹陷生烃源岩层主要为张家坡组泥灰岩段, 有机碳含量虽多在0.5%以下, 但仍有较封闭的浅湖区达到0.86%的水平, 具有生气的源岩条件, 显示未成熟的生物气生烃潜力相当可观。

1.3 二氧化碳成因

CO₂可以是有机成因, 也可以是无机成因。有机成因的CO₂碳同位素δ¹³ C_CO₂值一般小于-10‰; 无机成因CO₂的碳同位素δ¹³ C_CO₂值一般大于-10‰, 无机成因的CO₂中, 幔源成因的碳同位素δ¹³ C_CO₂值一般在-8‰~-4‰之间^[3]。

固市凹陷13口井所采样品中CO₂的特征为:含量低, 质量分数大部分都小于10%, 不排除个别取样误差; 其δ¹³ C_CO₂和伴生烃类气的δ¹³ C_CH₄偏轻, 所有井样品的δ¹³ C_CO₂值均小于-10‰(见表 2), 为典型的壳源型有机成因^[5]。

2. 生物气地质条件

2.1 有机质特征

生物成因气形成和聚集的有利地质条件主要包括5个方面, 即高沉积速率、低地温梯度、充足的有机质、缺氧的还原环境及储盖组合形成的良好圈闭^[5]。

① 固市凹陷张家坡组沉积速率较高, 上覆地层三门组的沉积速率更高。以最大沉降幅度与沉积厚度相当进行测算, 盆地新生代(距今50 Ma)的沉降速率为0.14 mm/a, 其中始新世—中新世(距今38 Ma)时期的沉降速率为0.1 mm/a, 上新世(距今8.8 Ma)时期为0.11 mm/a, 第四纪(距今3.2 Ma)时期为0.74 mm/a, 几乎与我国著名的第四纪莺歌海生物气盆地的沉积速率(0.8 mm/a)和柴达木三湖凹陷生物气沉积速率(0.715 mm/a)相当(见表 4)。

表 4 固市凹陷与柴达木三湖地区生物气资源类比

Table 4. Comparison of biogas resources in Gushi Sag and Qaidam Sanhu area

地区	地质年代	沉积速率/(mm·a^-1)	有机碳含量/%	地层温度/℃	地温梯度/(℃/100 m)	地层压力/MPa	储层孔隙度/%	砂层厚度/m	生物气资源量/10⁸ m³	δ¹³ C₁/‰
固市凹陷	N₂z	0.740	0.55	65.75	3.43	15	30	200	11784	-65.6
柴达木三湖地区	Q₁s	0.715	0.3~0.4	63	3.78	16.8	25~41	300	11210	-60.58~-66.38

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② 固市凹陷张家坡组具有中等的地温梯度和低于80 ℃的地层温度。固市凹陷张家坡组产气层深度均在2000 m以内, 根据WN6井1461~1550 m深度测试, 求得平均地层温度为65.75 ℃, 地温梯度3.43 ℃/100 m。在张家坡组沉积时期, 古气候是温带向趋凉方向转化的时期, 固市凹陷张家坡组最高地层温度在80 ℃以内, 是生物气生成的理想地温条件。

③ 固市凹陷张家坡组气源岩实测结果:张家坡组气源岩有机碳含量平均0.49%, 氯仿沥青"A"含量平均0.043%, 生烃潜量平均0.98 mg/g。有机质类型多为Ⅱ₁型, 其次为Ⅰ型, 即腐殖腐泥型和腐泥型, 镜质体反射率(R_o)平均0.55%, 岩石热解最高解温(T_max)平均428 ℃(见表 5-表 8), 均表明有机质热演化程度较低, 处于未成熟阶段, 以生化作用和部分热催化作用的生物甲烷气为主。

表 5 陆相烃源岩有机质丰度评价指标

Table 5. Evaluation indicators of organic matter abundance in continental hydrocarbon source rocks

指标	湖盆水体类型	非烃源岩	烃源岩类型
指标	湖盆水体类型	非烃源岩	差	中等	好	最好
总有机碳/%	淡水—半咸水	＜0.4	0.4~0.6	＞0.6~1.0	＞1.0~2.0	＞2.0
总有机碳/%	咸水—超咸水	＜0.2	0.2~0.4	＞0.4~0.6	＞0.6~0.8	＞0.8
氯仿沥青"A"/%		＜0.015	0.015~0.050	＞0.050~0.100	＞0.100~0.200	＞0.200
HC/10^-6		＜100	100~200	＞200~500	＞500~1000	＞1000
(S₁+S₂)/(mg·g^-1)			＜2	2~6	＞6~20	＞20

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表 6 固市凹陷张家坡组有机碳、氯仿沥青"A"含量

Table 6. Contents of organic carbon and chloroform bitumen "A" in Zhangjiapo Formation in Gushi Sag

井号	有机碳/%		氯仿沥青"A"/%		烃源岩类型	沉积相带
井号	样品数	最小—最大/平均值	样品数	最小—最大/平均值	烃源岩类型	沉积相带
渭1井	12	0.112~0.858/0.47	12	0.0063~0.0674/0.032	差—中	浅湖
渭3井	36	0.034~0.423/0.18	5	0.0029~0.0241/0.0113	差—非	浅湖
渭参1井	6	0.212~0.459/0.30	2	0.0139~0.0142/0.0141	差—好	浅湖
渭参2井	8	0.060~0.143/0.10	1	0.0037	非	河湖
渭参3井	5	0.326~0.408/0.36	5	0.0107~0.0225/0.0174	差	浅湖
渭参4井	25	0.083~1.185/0.48	28	0.0021~0.257/0.0362	差—中	较深湖
渭参5井	18	0.239~0.786/0.45	21	0.0044~0.348/0.0468	差—中	较深湖
渭深12井	27	0.24~0.92/0.52	27	0.0011~0.0663/0.0275	差—好	较深湖
渭深16井	23	0.08~1.17/0.50	23	0.0025~0.0368/0.0174	差—好	较深湖
渭深17井	16	0.22~1.3/0.69	24	0.0059~0.045/0.0181	差—好	较深湖
渭南1井	1	0.59	1	0.1195	中—好	较深湖
渭南2井	1	0.56	1	0.0256	差—中	较深湖
渭南3井	2	0.08~0.30/0.19	2	0.0061~0.0072/0.00665	差—非	浅湖
渭南4井	1	0.41	1	0.0115	差—非	较深湖
渭南5井	2	0.26~0.33/0.295	2	0.0082~0.0090/0.0086	差—非	较深湖
渭南6井	2	0.65~0.82/0.735	2	0.061~0.089/0.075	中—好	较深湖

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表 7 固市凹陷张家坡组烃源岩热解分析数据

Table 7. Pyrolysis analysis data of hydrocarbon source rock in Zhangjiapo Formation in Gushi Sag

样品号	井号	井深/m	岩性	可溶烃 S₁/(mg·g^-1)	热解烃 S₂/(mg·g^-1)	最高峰温 T_max/℃	产油潜率 (S₁+S₂)/(mg·g^-1)
wh-1	渭南5	1764.75	灰黑色泥岩	0.05	2.84	430	2.89
wh-2	渭南6	1687.85	灰黑色泥岩	0.02	0.97	421	0.99
wh-3	渭南11	1673.76	灰黑色泥岩	0.05	2.42	432	2.47
wh-4	渭南11	1669.76	灰黑色泥岩	0.03	1.32	422	1.35
wh-5	渭南10	1479.16	灰黑色泥岩	0.01	0.17	426	0.18
wh-6	渭南10	1610.15	灰黑色泥岩	0.01	0.24	428	0.25
wh-7	渭南8	1843.54	深灰色泥页岩	0.01	0.49	430	0.50
wh-8	渭南8	1845.83	深灰色泥岩	0	0.03	431	0.03
wh-9	渭南9	1543.26	深灰色泥岩	0.01	0.16	431	0.17

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表 8 固市凹陷张家坡组镜质体反射率分析结果

Table 8. Vitrinite reflectance of hydrocarbon source rock in Zhangjiapo Formation in Gushi Sag

样品号	井号	井深/m	岩性	测点数	R_o/%
样品号	井号	井深/m	岩性	测点数	最小值	最大值	平均值
wh-1	渭南5	1764.75	灰黑色泥岩	5	0.50	0.65	0.58
wh-2	渭南6	1687.85	灰黑色泥岩	5	0.49	0.62	0.54
wh-3	渭南11	1673.76	灰黑色泥岩	1			0.53
wh-4	渭南11	1669.76	灰黑色泥岩	1			0.49
wh-5	渭南10	1479.16	灰黑色泥岩	1			0.59
wh-6	渭南10	1610.15	灰黑色泥岩	1			0.48
wh-7	渭南8	1843.54	深灰色泥页岩	10	0.52	0.64	0.57
wh-8	渭南8	1845.83	深灰色泥岩	1			0.60
wh-2	渭南9	1543.26	深灰色泥岩	8	0.50	0.68	0.59

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2.2 凹陷基底及气源分析

根据前人研究, 渭河盆地基底以渭河断裂为界, 断裂以北基底为下古生界碳酸盐岩地层, 断裂南部基底为秦岭北侧的太古界花岗岩和变质岩层^[7]。固市凹陷沉积于渭河断裂之上, 在断裂南北均有分布, 因此凹陷南部基底为花岗岩和变质岩, 断裂北部基底属于下古生界碳酸盐岩地层的范围。

固市凹陷西部三原凸起某探井中钻遇二叠系^[8], 也佐证了固市凹陷北部基底有下古生界碳酸盐岩地层沉积。

凹陷内深层蓝田—灞河组大量分布高热演化煤型裂解甲烷气与有机成因的CO₂气, 证实固市凹陷北部鄂尔多斯南缘下部可能沉积高热演化的煤系地层, 经过水动力系统运移至凹陷中心, 而固市凹陷新生界烃源岩成熟度低, 难以大量生成CO₂, 因此CO₂来源也说明了该凹陷周边下部存在高热演化煤系地层。

3. 油气地质分析

基础地质资料、地热井与水溶气井钻井资料显示, 固市凹陷新近系沉积厚度达数千米, 以河湖相沉积为主, 岩性组合为砂(砾)岩-泥灰岩组合, 表现为下粗上细的正旋回沉积特征, 即旋回下部河流相为良好的储集层, 上部为巨厚的湖相泥灰岩, 是良好的盖层, 纵向上构成了良好的储盖组合。自下而上发育2~3套下粗上细的储盖组合, 分别为高陵群、蓝田—灞河组、张家坡组^[1]。

新近系张家坡组、蓝田—灞河组储层均为层状砂岩体, 属中、高孔隙-裂隙型储层, 砂岩孔隙性和渗透性好, 为主要的地热水赋水层段和水溶甲烷气成藏层段。钻探显示, 该区潜在油气藏的主要盖层岩性为湖相泥灰岩、粉砂质泥岩, 单层厚度一般为数米, 分布面积较广。

高陵群早期为河流相, 晚期为湖相—河流相沉积, 其中冷水沟组岩性主要为紫红色泥岩、砂岩, 寇家沟组岩性为棕红色、桔黄色泥岩和灰白色、棕黄色砂岩。由下向上岩性变细, 构成一套储盖组合, 储层物性相对较好。

蓝田—灞河组与高陵群具有相似的沉积相特征及岩性组合, 为一套红色调为主的砂泥岩交替沉积。其中蓝田组岩性主要为深红色黏土及棕红、灰白色砾岩, 属河湖相沉积; 灞河组是河流相为主的河湖相沉积, 上部以泥页岩为主, 普遍含石膏, 下部砂体发育。孔隙度平均15%左右; 渗透率一般在30×10^-3 μm²以上。

张家坡组为浅湖—半深湖相沉积, 以泥灰岩为主; 张家坡组砂岩储层渗透率普遍较大, 分布在128.5×10^-3~1529.0×10^-3 μm²之间, 平均386.5×10^-3 μm², 储层物性较好, 孔隙度在15.20%~42.30%, 平均29.65%, 相对较高; 非储集层岩性以泥灰岩为主, 尤其是上部泥灰岩厚度大, 分布面积广, 为该凹陷水溶天然气成藏的良好盖层。

固市凹陷新生界发育多套良好储盖组合, 张家坡组又发现了储量丰富的非常规水溶甲烷生物气。该区张家坡组虽然埋藏深度不大, 深埋历史较短, 但其断裂体系发育, 具有良好的运移通道^[9], 而且发育良好储盖结合, 为固市凹陷新生界生物气藏成藏提供了良好的地质基础。

4. 结论

通过对地层水溶甲烷气碳同位素δ¹³C₁及重烃的含量研究发现, 不同层位的水溶甲烷气成因类型不同。新近系张家坡组水溶甲烷气主要为有机成因生物气, 来源于本层含碳质较高的灰黑色泥灰岩生物分解, 为自生自储式; 下部蓝田—灞河组水溶甲烷气以未成熟的煤型热解气(煤型腐殖型热解气)为主, 来源于下部地层。

对CO₂碳同位素的分布范围和质量分数的含量进行分析得出δ¹³C_CO₂小于-10‰, 为典型的壳源型有机成因。

结合CO₂碳同位素和乙烷碳同位素分析认为, 蓝田—灞河组水溶甲烷气和CO₂来源于下部地层的混合型气, 即下部地层可能存在有机成因的煤型热解气层系。

图 1 边坡模型

Figure 1. The model of slope

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图 2 安全系数与降雨强度关系曲线

Figure 2. The relationship curve between safety factors and rainfall intensity

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图 3 各降雨工况下位移

Figure 3. The shift diagram of different rainfall conditions

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图 4 汶川地震波加速度时程

Figure 4. The acceleration diagramin in Wenchuan seismic condition

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图 5 监测点位置分布示意图

Figure 5. The position diagram of monitoring sites

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图 6 各监测点加速度

Figure 6. The acceleration diagram of the monitoring sites

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图 7 各监测点位移

Figure 7. The shift diagram of the monitoring sites

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图 8 各耦合工况坡腰B点加速度

Figure 8. The acceleration diagram of slope waist point B in each coupling condition

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图 9 各耦合工况坡腰B点位移

Figure 9. The shift diagram of slope waist point B in each coupling condition

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图 10 不同降雨与耦合工况坡腰B点位移对比

Figure 10. The shift contrast figure of slope waist point B in different rainfall and coupling condition

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表 1 边坡岩石力学参数

Table 1. Natural and rainfall condition parameters

工况	岩土体类型	D/(kg·m^-3)	c/kPa	$ \phi $/(°)	E/GPa	μ	σ_t/MPa	安全系数
天然	砂岩、板岩夹灰岩	2400	3.30E+07	55.0	2.30E+10	0.26	5.00E+05	1.31875
	块石土	2200	1.05E+04	40.0	8.20E+08	0.28	0.00E+00
	碎石土	2100	1.11E+04	40.0	8.10E+08	0.23	0.00E+00
	粉质黏土	1900	2.20E+04	20.0	1.00E+08	0.35	0.00E+00
25 mm/d(降雨量)	砂岩、板岩夹灰岩	2450	2.81E+07	46.7	2.30E+10	0.26	4.25E+05	1.00125
	块石土	2320	8.93E+03	34.0	8.20E+08	0.28	0.00E+00
	碎石土	2210	9.44E+03	34.0	8.10E+08	0.23	0.00E+00
	粉质黏土	2030	1.87E+04	17.0	1.00E+08	0.35	0.00E+00
35 mm/d(降雨量)	砂岩、板岩夹灰岩	2470	2.60E+07	43.8	2.30E+10	0.26	3.93E+05	0.93245
	块石土	2340	8.29E+03	31.4	8.20E+08	0.28	0.00E+00
	碎石土	2230	8.62E+03	31.4	8.10E+08	0.23	0.00E+00
	粉质黏土	2100	1.73E+04	15.7	1.00E+08	0.35	0.00E+00
45 mm/d(降雨量)	砂岩、板岩夹灰岩	2485	2.39E+07	39.9	2.30E+10	0.26	3.73E+05	0.91225
	块石土	2357	7.58E+03	29.2	8.20E+08	0.28	0.00E+00
	碎石土	2247	8.11E+03	29.2	8.10E+08	0.23	0.00E+00
	粉质黏土	2148	1.62E+04	15.1	1.00E+08	0.35	0.00E+00
注：D－容重；c－粘聚力；$ \phi $－内摩擦角；E－弹性模量；μ－泊松比；σ_t－抗拉强度

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表 2 耦合工况设置

Table 2. Multi load-case set

工况	降雨条件/(mm·d^-1)	地震条件
耦合工况一	25	汶川地震波
耦合工况二	35	汶川地震波
耦合工况三	45	汶川地震波

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0. 引言
1. 水溶甲烷气类型分析
1.1 甲烷气成因分类
1.2 研究区甲烷气成因
1.3 二氧化碳成因
2. 生物气地质条件
2.1 有机质特征
2.2 凹陷基底及气源分析
3. 油气地质分析
4. 结论

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岷江双线特大桥高边坡稳定性研究

作者简介:
陈行(1993-), 男, 四川农业大学土木工程学院本科生, 土木工程专业。E-mail:chenhangssd@163.com

通讯作者:
邹祖银(1974-), 男, 副教授, 主要从事道路与铁道工程的科研和教学工作。E-mail:zouzyin@gmail.com

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