公路隧道光面爆破围岩振动衰减规律

为了获得隧道围岩在爆破荷载作用下的振动效应,运用有限元软件ADINA建立隧道计算模型,通过加载简化的三角形等效爆破荷载,模拟了青山隧道Ⅲ类围岩段在单循环进尺为2 m、2.5 m和3 m三种情况下的爆破振动效应,得到了隧道拱顶、拱脚和边墙部位围岩的振动衰减规律。计算结果表明:围岩质点的峰值振速随着与开挖轮廓面距离的增大先急剧衰减后平缓衰减,开挖进尺越大,围岩受到的扰动越大。最后通过满足规范的安全质点振动速度来确定三种开挖进尺条件下的最大段药量大小,为类似隧道钻爆设计的合理性提供参考。更多还原     

危岩体爆破参数敏感度分析及爆破振动安全判据

在爆破开挖施工过程中,产生的爆破地震波会对周边危岩体稳定产生不利影响。为分析爆破参数对倾倒式危岩体稳定性的影响,以白岩山隧道工程为例建立了工程地质模型并进行分析计算,提出了时程分析法的危岩体爆破振动安全判据及基于一维应力波理论的危岩体爆破振动判据的计算方法。分析结果表明：危岩体的动力稳定性安全系数受爆破最大单响药量和爆心距的影响,当危岩体尺寸超过了爆破地震波的波长时,则要考虑爆破振动频率衰减效应和相位差;经过对两种判据方法分析比较,建议白岩山隧道危岩区最大允许振速按照［V］=0.57 cm/s进行控制。研究成果对类似工程优化爆破和危岩区防震减灾具有重要参考价值。     

柘溪电站扩建工程尾水隧洞开挖施工爆破的控制

该文阐述了在柘溪电站扩建工程尾水隧洞开挖爆破中,为保障老厂建筑物的安全稳定,采用了爆破试验结合爆破振动控制经验公式的方法确定炸药量、埋深等参数,使尾水隧洞开挖顺利完工.     

富水岩质隧道开挖稳定性分析

为了对富水区岩质隧道开挖的安全范围进行研究，基于弹性多孔介质和Ｂｉｏｔ－Ｗｉｌｌｉｓ理论模型，考虑开挖过程中渗透系数变化，建立隧道开挖三维流固耦合模型，并以此对重庆花阳隧道的开挖稳定性进行分析。通过不同的开挖距离（步长）将中间迭代过程中的应力结果嵌入到流体模型的孔隙水压力中，实现流固耦合作用下隧道动态开挖过程稳定性分析。结果表明:在隧道富水段，原位应力增大是由孔隙水压力产生的，距离富水段开挖前１０ｍ和开挖后３０ｍ是应力、位移发生突变的区域，突变率将近５０％，在开挖富水隧道时，应在安全范围内对隧道进行加固，保持隧道的稳定性。论文成果可为隧道现场灾害治理提供参考性意见。     

缝面水压力与地震作用下重力坝坝踵裂缝扩展数值模拟

为研究不同工况下,地震与缝面水压力共同作用对重力坝坝踵裂缝扩展的影响,以Koyna重力坝为例,利用扩展有限元法(XFEM)和相互作用积分理论,建立缝面水压力和地震共同作用下的重力坝坝踵裂缝断裂数学模型,研究不同的坝基与坝体弹模比、初始裂缝长度、缝面水压力分布对坝踵裂缝扩展的影响。计算结果表明:在缝面水压力均匀分布、初始裂缝长度一定的情况下,裂缝扩展长度随坝基与坝体弹模比的增大逐渐减小,扩展路径向坝基面靠拢;在坝基与坝体弹模比一定、缝面水压力均匀分布的情况下,裂缝扩展路径随着初始裂缝长度的增加逐渐增加且趋近坝基面;当坝基与坝体弹模比和初始裂缝长度一定时,随着缝面水压力系数的增大,裂缝扩展长度逐渐减小,裂缝逐渐向岩基扩展。     

隧道施工瓦斯突出危险性评价——以达陕高速金竹山隧道为例

隧道瓦斯突出是隧道常见地质灾害之一,进行其危险性评价对隧道防减灾有重要意义。基于模糊综合评价评判理论,考虑隧道施工瓦斯突出危险性的模糊评价因子为瓦斯赋存情况、地质构造和隧道工况。根据影响因素建立了瓦斯突出危险性评价层次模型,利用模糊综合层次分析法对影响因素进行定量分析,初步形成了隧道施工瓦斯突出危险性评价体系。通过在达陕高速金竹山隧道右洞的应用及施工校核,说明模糊层次分析法能够较客观地评价隧道施工瓦斯突出危险性,为应急处置和灾害预警提供参考。     

泥岩隧道光面爆破的技术参数研究及应用

针对泥岩隧道的特殊性,通过优化光面爆破的爆破参数,讨论泥岩隧道掘进的经济性、安全性。采用预埋振速传感器监测的方式,分析光面爆破对隧道周围岩体的扰动。现场光爆技术应用效果显著,隧道开挖轮廓线内基本未出现超欠挖现象,半孔率达86%以上,爆破进尺提升约15%,孔痕长度基本均匀分布一般都在孔长的66%以上;萨道夫斯基公式的系数K衰减明显、α基本稳定,光爆的振动速度和围岩扰动都得到了有效控制。     

油气田区高瓦斯隧道光面爆破施工技术

光面爆破在普通隧道洞挖过程中具有爆破后成形规整、提高轮廓质量、减少支护工作量等优点;在油气田区高瓦斯隧道中实行光面爆破还具有减少围岩产生爆破裂缝的数量,抑制瓦斯大量逸出,从而保证油气田区高瓦斯隧道施工安全的优点。但在高瓦斯隧道爆破施工中对雷管和炸药有着特殊的要求,炸药必须使用三级煤矿许用乳化炸药,雷管采用煤矿许用毫秒电雷管且最后一个段位延期不大于130 ms,同时严禁反向装药,因此,对光面爆破技术有了更高的要求。介绍了龙泉山高瓦斯隧道光面爆破采用的施工技术,可为类似油气田区高瓦斯隧道光面爆破施工提供借鉴。     

考虑黄土垂直裂隙发育的隧道围岩压力算法

针对黄土隧道在埋深较大条件下仍易出现围岩裂缝贯穿至地表并导致围岩压力预估不足的问题,在分析黄土隧道地表裂缝调研结果及黄土垂直节理裂隙分布特征的基础上,建立了一种考虑新黄土垂直节理裂隙发育影响的隧道围岩压力计算模型,将整个隧道埋设地层分为裂隙张开区、裂隙闭合区及均质土层区三个区域,根据区域间的力学平衡关系推导出黄土隧道围岩压力的解析式。选取宝兰高铁沿线典型黄土隧道断面,将该计算方法与以往常用土质隧道围岩压力计算方法进行对比,并对计算模型中主要影响参数进行分析。结果表明,对于隧道上方覆盖有一定厚度新黄土的情况,该方法可以反映出围岩滑裂面贯穿至地表条件下偏大的围岩压力作用。利用该方法分析了黄土隧道施工过程中发生支护大变形及地表塌陷的病害成因,进一步论证了将其用于计算黄土隧道围岩裂缝发展至地表条件下作用于支护结构的围岩压力的合理性。     

缝洞向井筒供液时三重压敏介质油藏压力响应特征研究

建立由基岩系统、裂缝系统和溶洞系统组成，并考虑溶洞渗透率和裂缝渗透率随压降的增加呈指数减小的三重压敏介质油藏试井解释模型，采用隐式差分格式对考虑井筒储存和污染效应的情况进行了求解。讨论了溶洞和裂缝无因次渗透率模数、介质问窜流、弹性储容比、外边界条件及表皮系数对压力响应的影响。结果表明：无因次渗透率模数导致压力及压力导数明显上升，窜流系数影响窜流阶段出现的早晚，弹性储容比影响压力导数曲线“凹陷”的宽度和深度，外边界条件的影响则和普通三重介质明显不同，表皮系数主要影响全部压力和压力导数早期的“凸起”，而无因次渗透率模数则主要影响压力和压力导数的后期。     

319国道改线隧道爆破方案设计

乌江银盘水电站319国道改线工程隧道段长度2460m,为了加快进度,施工中不断调整爆破参数,形成比较完善的319国道改线隧道爆破方案。该方案从掏槽、爆破参数、炮孔孔距和装药系数、装药结构及起爆顺序四个方面详细阐述了爆破方案设计要点,既总结了319国道改线隧道爆破方案的成功经验,也为从事隧洞爆破技术的人员对隧洞爆破设计方案制定提供了一个思路。     

露天边坡爆破施工对下穿隧道扩大段的影响

针对露天边坡与既有下穿隧道的协同爆破施工,为确保上部边坡爆破开挖作用下既有隧道围岩稳定与安全,以某石油储备基地扩建项目为工程背景,利用ANSYS 18. 0建立上部露天边坡与既有下穿隧道协同施工的数值计算模型,研究露天边坡爆破施工对既有下穿隧道扩大段的影响。结果表明:上部边坡爆破施工激发向下传播的初始纵波,随着距离的增加逐渐衰减,到达隧道拱顶自由面折反射形成面波而后在拱与边墙交点处产生叠加现象,导致面波向下传播的规律为先增大后减小。相比于隧道扩挖前,扩挖后隧道断面拱顶质点Z向振动速度峰值提高68. 1%,为7. 58cm/s;拱顶单元动态拉应力峰值提高150%,为0. 45 MPa。根据《爆破安全规程》要求,隧道围岩在上部边坡开挖爆破荷载作用下是稳定的。建议在实际施工中,将隧道扩大段的开挖时序安排在上部边坡爆破施工区域远离隧道扩挖段之后。研究成果对地下近接隧洞爆破施工及隧道扩挖工程具有重要参考价值。     

三峡右岸地下电站引水隧洞开挖控制爆破技术研究

三峡右岸上游大坝帷幕作为防止地下渗漏的一道屏障，对于三峡水库的作用极其重要，在地下电站引水隧洞开挖爆破施工过程中，保证这道屏障不出现裂缝，确保不形成渗水通道，也是一个极其复杂的难题。地下电站引水隧洞爆破开挖与三峡工程上游大坝帷幕最小距离为3．78m，爆破难度高，为此，针对不同部位，探讨了多分序、控制爆破最大单段药量、预设爆破隔震带和爆破隔震孔等多种控制措施，以确保上游大坝帷幕安全。     

三峡水库消落带岩质边坡稳定可靠度分析

为了建立三峡库区消落带岩质边坡的可靠指标和失稳概率计算方法,基于极限平衡和可靠度分析原理,考虑边坡出流缝被堵塞和未被堵塞两种情况,采用不同的静水压力分布假设,建立了消落带岩质边坡在水压力作用下的力学模型。以暴雨工况下三峡库区重庆巫山箭穿洞岩质边坡为例,进行可靠度计算。计算结果表明:该危岩失稳概率达到26.76%,处于基本稳定状态,与实际情况相符合。采用控制变量法,分析了各敏感性因素对岩质边坡失稳概率的影响规律。研究结果表明:该消落带岩质边坡在滑面倾角增大时,稳定系数降低,失稳概率增大;在凝聚强度、内摩擦角、后缘裂隙倾角增大时,其稳定系数增大,失稳概率降低。研究结果可为三峡库区消落带岩质边坡的稳定性分析提供新的方法和理论依据。     

钻爆施工隧道围岩爆破损伤累积效应研究

为了合理选择施工方案并为设置安全防护措施提供依据,降低施工诱发地质灾害的风险,研究了隧道施工过程中掌子面多次爆破振动对隧洞围岩带来的累积损伤影响。首先,以质点振动峰值速度作为围岩损伤判定标准,根据围岩损伤程度利用强度折减法设置围岩力学参数,对理论公式进行推导。其次,通过软件进行多次爆破开挖的数值模拟,分析得到爆破损伤的分布规律和范围。最后,量化分析并拟合成果数据,对比不同围岩等级、不同部位爆破损伤的累积效应。结果表明:爆破损伤的累积效应非常明显,且与文献中的测试数据接近;掌子面前方的累积效应最大,其他部位较为接近;Ⅳ级围岩的爆破损伤分布范围最大,其次为Ⅲ级围岩,最小为Ⅴ级围岩;隧道施工过程中考虑岩体安全厚度、安全防护措施等内容时,应当计入累积损伤效应增大系数。研究成果可以广泛应用于水利、交通、矿山等工程项目中,为隧道掘进施工方案和防护措施制定提供数据参考,为安全施工提供保障。     

黏土盾构隧道开挖面被动破坏研究

盾构隧道施工中控制合理的开挖面支护压力是维持开挖面稳定安全的关键。为了研究黏土盾构隧道开挖面被动破坏的机理,通过采用考虑分段掘进和开挖卸荷引起土体强度折减的模拟方法分析黏土隧道开挖面由于支护压力过大引起的前部土体被动破坏模式、塑性区发展及相应地层位移,并探究隧道埋深、直径、土体性质等因素对开挖面被动极限支护压力的影响规律,结合离心模型试验确定开挖面被动极限支护压力合理控制范围。结果表明:①当开挖面支护压力逐步增大时,前部土体受挤压呈现铲形位移破坏模式,同时由于冲切作用在开挖面周围形成环状塑性区,开挖面前部纵向土体位移随着到开挖面距离的增加总体呈现先增大后减小至稳定的趋势,深层断面横向土体位移则近似符合正态分布曲线形式;②埋深和直径增大会不同程度地引起极限支护压力增大,土体性质对被动极限支护压力影响的敏感程度依次为弹性模量、内摩擦角、泊松比和黏聚力,建议被动极限支护压力控制范围为1~1.9倍的静止土压力。研究成果可供黏土盾构隧道施工控制参考。     

复合致密油藏变导流能力压裂井不稳定压力动态分析

针对压裂缝的导流能力沿缝长发生变化这一特点，综合考虑压裂改造区与原始储层区域的渗透性差异以及应力敏感效应的影响，该文建立了复合致密油藏压裂井不稳定试井模型。采用Laplace变换、Pedrosa变换和摄动变换等方法对模型进行了求解，绘制了不稳定压力响应双对数典型曲线，分析了裂缝变导流能力、应力敏感效应和径向非均质相关参数对典型曲线的影响，以及从地层流入压裂缝不同部位的流量分布特征。研究结果表明：复合致密油藏压裂井不稳定压力双对数曲线可划分为7个典型流动阶段；裂缝变导流能力主要影响早期压力动态和裂缝中流量分布，变导流情况下的不稳定压力及压力导数曲线位置更靠下，早期裂缝中流量分布从裂缝中部向端部呈现先递减再略微递增的特点；应力敏感效应会导致晚期不稳定压力及压力导数曲线呈现一定程度的上翘；径向非均质相关参数主要影响中晚期不稳定压力动态。该文所建立的模型可为致密油藏压裂井不稳定压力动态分析提供理论依据。     

瞬态压力分析方法在小型压裂地应力测试中的应用

小型压裂地应力测试是最可靠的深部岩体原位地应力状态测量方法,裂缝闭合压力等于最小水平主应力,故确定裂缝闭合压力是小型压裂测试分析的关键。小型压裂法分析基础为一维流体模型,考虑在一个竖直井旁产生交叉的垂直裂缝,该裂缝具有有限或无限的导流能力,这就自然引入了瞬态压力分析(PTA)的概念。尽管PTA方法已经广泛应用于石油/天然气行业,但在岩石力学工程的小型压裂测试分析中是新引入的概念,少有相关研究。首先回顾了瞬态压力分析的基本原理及其在小型压裂地应力测试中的应用;其次用偏微分方程描述小型压裂地应力测试过程中的压降过程,不同的流体状态代表张开状态的裂缝、正在闭合的裂缝以及闭合后的裂缝;这些不同的流体状态可以在压力导数曲线中表现出来,并利用这些特性识别裂缝的闭合压力;最后结合某深埋隧道小型压裂地应力测试,采用PTA方法分析确定了最小水平主应力,并与其他分析方法作了对比,为隧道工程小型压裂地应力测试分析提供一定的参考。     

小湾水电站地下厂房洞室围岩爆破震动的动力特征

根据现场爆破地震测试成果，建立了小湾地下厂房围岩爆破质点振动的预测模型。根据质点振速的安全控制标准，确定了不同药量爆破的震动安全距离，以及确定距离的安全药量。现场测试振速大、频率高，说明该工程岩体较坚硬完整，由于围岩岩性和构造的各向异性，决定了爆破震动的各向异性。测试结果还表明，围岩约束具有尺度效应。小周边，强约束，使爆震效应增强，反之，则振速减小，频率降低。     

邻近基坑开挖及渗流条件下的主动土压力模型

邻近基坑开挖和场地渗流条件变化均会改变先期施工基坑支护结构所受的土压力,进而引起结构变形,然而目前较少有同时考虑以上两个方面的土压力计算模型。基于极限平衡法,利用邻近基坑开挖边界与对数螺线滑动面间的几何关系,引入土体有效重度和吸力随场地渗流条件变化的计算理论,建立了考虑邻近基坑开挖及渗流条件下的主动土压力计算模型,结合基坑监测数据验证了模型的可靠性与合理性。计算分析表明：当邻近基坑深度不变时,主动土压力系数随基坑间距的增大先呈线性变化,随后先增大后减小,最后保持不变。当基坑间距不变时,主动土压力系数随邻近基坑深度的增加包含两种变化类型,一类是呈现先增大后减小的“山坡型”,另一类则是增大后保持不变。场地降雨渗流及地下水水位升高都将使土中吸力降低,从而导致主动土压力增大。本文研究成果对邻近基坑开挖的受力变形分析具有理论参考作用。