基于地应力实测的深部软岩巷道稳定性研究

唐口煤矿埋深较大,地压显现剧烈,在回风石门大巷、西翼辅助运输石门等不同构造部位布置3 个地应力测点,采用YH3B-3型环氧树脂三轴空心包体应变计按应力解除法进行了现场地应力的测试,获得了矿井地应力的大小、方向及分布规律。采用FLAC 3D 研究巷道轴向与水平构造应力呈不同夹角时对深部软岩巷道围岩稳定性的影响,为巷道的合理布置与支护设计提供了可靠依据;当最大水平应力方向与巷道轴向近似平行时,巷道围岩的变形量和塑性区范围较小,巷道变形破坏相对较小;当最大水平应力方向与巷道轴向垂直时,巷道围岩的变形量和塑性区范围最大,巷道变形剧烈、变形破坏严重。     

探讨地应力测量

简要介绍了当前各种地应力测量方法,对其工作原理、优缺点及适用条件进行了阐述.对地应力测量中存在的问题及应注意事项进行深入探讨,最后就地应力测量今后的发展趋势进行了展望.     

三维地应力BWSRM测量新方法及其测井机器人在重大工程中的应用

地壳上层岩体的应力状态是地壳最重要的性质之一,获取岩体应力状态最直接、可靠的手段是原位地应力测量.首先简要回顾地应力测量的研究历程及其发展现状,分析岩石力学与工程中常用的几种地应力测量方法和技术.重点介绍钻孔局部壁面应力解除法(BWSRM)这一新的三维地应力测量方法的原理,以及基于BWSRM的地应力测井机器人研制过程和...     

深埋巷道地应力测量及围岩应力分布特征研究

 基于淮南矿务局潘一矿的水压致裂法地应力测量结果及围岩应力分布特征研究,可以得出如下初步结论：(1) －790 m高程东翼矸石胶带机大巷区地应力以构造应力场为主,其最大原岩水平主应力值大于28.33 MPa,岩石单轴饱和抗压强度与最大水平主应力比值为5.82,属高应力区;(2) 在高地应力作用下巷道围岩塑性区从洞周向深部逐渐扩展,同时围岩应力也在塑性区向纵深方向逐渐增大,受围岩弱化的影响,围岩应力在约2倍洞径处应力达到最大值,然后再降低并趋于原岩应力;(3) 底板轨道大巷对顶板围岩应力分布的影响范围大于6倍洞径,远远超过根据传统弹性力学计算的3倍洞径影响范围。研究表明,深埋巷道围岩应力分布特征有别于传统的浅埋巷道,可为类似巷道围岩的变形破坏机制分析以及巷道加固支护提供参考。     

三维地应力测量及地质力学分析

 针对地应力场测量给出的区域最大主应力方向常常有争执,且不同的测量方法结果也不同。采用现场测试和地质力学对地应力场进行分析,以研究工程两侧坝肩岩体的稳定状况并为其设计与施工提供可靠的理论依据。现场测试采用套孔应力解除法,使用36–2型钻孔变形计采集数据,结合室内弹模试验,分析计算得出坝肩岩体地应力的大小、方位、倾角,并对计算结果进行分析,得出工程区地应力的分布特征。地质力学分析方法对场区共轭剪节理和断层面的产状、擦痕侧伏角及移位等地质信息进行分析,引入赤平投影分析计算原岩主应力方向。通过这两方面的对比研究,结果表明：(1) 实测原岩应力与地质力学分析结果基本吻合,可靠性较高;(2) 场区测点处应力作用方式以地形地貌与构造应力综合控制为主导,最大主应力大小为11.8～20.8 MPa,总体方位左岸为NW～NNW,右岸为N～NNE,方向在坝肩两侧基本上与峡谷壁面平行,向峡谷侧下方倾斜;(3) 场区三向应力状态应属潜在走向滑动型。     

北岭煤矿地应力测量及其特征分析

为弄清北岭煤矿浅部应力状态及分布特征,采用空心包体应力解除法进行地应力测量。结果表明:该区的地应力以水平构造应力为主,且均为压应力;最大主应力位于近水平方向,为近东西向;各测点均有两个主应力接近水平方向,另一个主应力接近垂直方向,垂直主应力值基本等于自重应力;位于近水平面内的两个主应力值相差较大,三个测点近水平面内的两个主应力的比值分别为1.83、1.88、1.84;在同一平面内,地应力的大小和方向没有出现突变现象,说明矿区的地应力场比较均匀。此次地应力测量为矿区进行围岩稳定性分析及开挖设计科学化提供了理论依据。     

深埋洞室地应力状态与岩爆相关性研究

为了研究锦屏二级水电站探涧开挖过程中发生岩爆与地应力的相关性，在电站探洞不同水平埋深处进行了水压致裂和应力解除三维应力测量。测量结果表明：（1）在探洞浅部，受局部地形影响，测点的应力分布主要受自重和区域及地形地貌控制。形成特有的“V”型河谷岸坡内的局部应力状态，最大主应力11．0MPa左右，作用方向NNW基本近水平；（2）在探洞深部地应力值较高，最大主应力40．0MPa左右，作用方向近直立；（3）随水平埋深的增大最大主应力由近水平状态转变为近直立状态，说明在洞深部自重应力起主导作用。对原地应力实测结果进行解析，得到了隧道横截面的最大主压应力和最小主压应力及相关的应力参量，结合岩爆判据对隧道发生岩爆的可能性进行了分析，提出了岩爆的发生主要受控于隧道横截面内的最大差应力的大小。     

基于有限元模型的三维地应力求解方法

根据应力解除法地应力测量的基本原理 ,提出了可适用于非理想岩性岩体的基于岩体三维有限元模型的地应力求解方法 ,并采用ANSYS程序进行了数值模拟实验。实验结果表明该方法是可行的     

地应力对深大竖井稳定性影响研究

长大公路隧道通风竖井通常建设在地应力作用的岩体区域,地应力状态是影响竖井工程稳定性最重要的因素之一。为探明高地应力状态对深大竖井围岩的应力演化和变形规律的影响,依托米仓山特长隧道通风竖井工程,采用数值模拟对不同应力系数的竖井施工过程进行分析,研究了不同应力条件下大断面竖井沿不同深度的围岩应力特征及径向位移规律。研究结果表明:相差较大地应力系数对围岩位移分布规律产生较大影响;围岩径向位移与围岩级别及竖井深度呈正相关性,围岩级别变差比竖井深度增大对围岩径向位移的影响更为明显;但当竖井深度超过200 m时,随地应力系数增大竖井径向位移速率急剧增大;不同围岩级别条件下随竖井深度和应力系数的增大,径向应力和切向应力都呈增大趋势,但增大趋势较平缓;研究成果可为类似竖井工程的科研、设计和施工提供参考。     

玲珑金矿深部地应力测量及矿区地应力场分布规律

 介绍玲珑金矿主矿区深部和浅部两期地应力测量的过程和结果。为提高测量结果的可靠性和准确性,采用完全温度补偿技术和实现完全温度补偿的空心包体应变计等一系列新的技术和方法,对传统的应力解除法进行重大改进。通过实测,获得矿区7个水平,18个测点的三维地应力大小和方向。根据实测结果,对玲珑金矿主矿区地应力场的分布规律进行定量的综合分析与研究。研究结果表明：(1) 玲珑金矿主矿区地应力场以水平构造应力为主导,最大水平主应力平均为自重应力的2.26倍;(2) 最大水平主应力的走向为NW向,基本与区域构造应力场最大主应力的方向相一致;(3) 垂直主应力值基本上等于或略大于自重应力值;(4) 深部与浅部相比,尽管岩性有较明显变化,但地应力场分布规律并没有显著改变;(5) 最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力值均随深度呈几乎线性增长关系。     

高地应力硬脆性围岩隧道失稳机理及处置措施

为探究高地应力硬脆性裂隙围岩区隧道失稳及结构破坏机理,并提出系统的处置措施,笔者通过对在建米仓山隧道进行现场调查,分析了高地应力破碎围岩区隧道开挖引发的围岩失稳破坏的特点,并结合特定的地质条件,利用能量理论对隧道施工过程进行数值模拟,分析模拟结果得到:米仓山隧道掌子面失稳主要原因是高地应力引起的能量超过岩体的最大承受能力,而岩体破碎是导致支护破坏的直接因素。基于此,文中提出了以下处置措施:(1)降低隧道围岩体内的能量;(2)采用“短进尺、弱爆破”的方式掘进;(3)初期支护结构采用双重支护,并加强监控量测;(4)将径向锚杆更换成兼起应力释放、锚杆、注浆填充作用的径向小导管。     

基于GEO-Slope方法的危岩体边坡稳定性研究

水能资源富集的西部地区,深切河谷高陡岸坡稳定性问题严重制约了水电建设项目的顺利进行。锦屏一级水电站的高陡边坡稳定性问题十分突出,其左岸1#危岩体边坡即为典型案例之一。1#危岩体边坡为缆机平台边坡,其稳定与否直接关系到缆机平台的顺利开挖。本文运用GEO-Slope方法对其进行了稳定性研究,结果表明,其潜在失稳范围的后缘边界为黄斑岩脉X,底边界为f_(LL2)断层。开挖后该范围块体基本处于极限平衡状态,再加上施工扰动,基本不能自稳,因此建议在开挖前采取相应的支护措施。     

山西省某高填方路基边坡稳定性分析

根据山西省某高填方路基边坡的边界条件、形态特征和变形趋势,建立了经验可靠的有限元模型,并对该处滑坡的稳定性进行了深入研究,研究得出,在自然状态下,滑坡体有失稳的危险,x方向(沿滑动面方向)位移的最大变形量为8 cm,z方向(垂直方向)的最大变形量为5.8 cm,有必要对边坡进行稳定性加固处理。     

某厚层堆积体滑坡稳定性分析

在我国西南山区,滑坡已成为威胁人民生民财产安全的主要地质灾害之一.本文就某厚层堆积体滑坡的稳定性进行了分析,在现场调查和室内数值计算的基础上,弄清了滑坡失稳的影响因素,大量降雨是滑坡失稳的主要诱发因素,坡脚开挖进一步加剧了坡体失稳.滑坡在天然状态下较稳定,在暴雨工况下不稳定.     

ZnO-Bi_2O_3系MLCV稳定性的研究

研究了不同温度(900～1040℃)下烧结的ZnO-Bi2O3系叠层片式压敏电阻器(ML-CV)的热稳定性和8/20μs电流脉冲冲击稳定性,发现1000℃烧结的MLCV试样的稳定性最好,其压敏电压变化率的温度系数低于1.67×10-4/K,电脉冲冲击后压敏电压和分线性指数的变化率分别仅为0.25%和4.27%。然后分析了烧结气氛对MLCV在1 mA直流负载作用下压敏电压稳定性的影响,发现当垫料中添加剂的质量百分比比试样中添加剂质量百分比高20%时,MLCV试样压敏电压的稳定性最高。     

大变形有限元确定边坡潜在滑面的位移判据

边坡潜在滑面的确定是边坡稳定性分析的主要任务之一,鉴于坡体位移可在现场监测中直接得到,本文提出边坡潜在滑面确定的位移判据,采用大变形有限元,首先计算出边坡的塑性区和位移场,然后在开挖面的不同高度作塑性区内的水平位移参考线,依次连接参考线上的位移突变点,即得到边坡失稳的潜在滑面位置。     

基于监控量测下的隧道围岩稳定性分析

通过新奥法量测,可以及时掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用量测结果修改设计、指导施工;预见事故险情,以便及时采取措施,防患于未然;积累资料,为以后设计提供类比依据,并为进一步深化理论研究提供原始数据。本文基于雪山梁隧道的现场监控量测工作,介绍了隧道监控量测的方法及应用,利用现场监测数据,进行回归分析,判定隧道围岩的稳定性,为设计的修改和现场的施工提供重要依据。     

基于局部稳定规定的箱形截面柱的最优设计

箱形截面柱是高层钢结构建筑中的主要竖向构件,对柱截面的选择直接影响整个结构的用钢量。为了有效地降低用钢量,提高柱子的承载力和稳定性,阐述了合理、方便地确定箱形截面尺寸的方法。     

地铁隧道明挖法施工基坑支护稳定性研究

地铁明挖法施工有时不可避免的要以较近的距离从高楼大厦的地基临域内穿过,这将增大明挖法设计和施工的难度,因此基坑支护成为地铁隧道建设中的工程难题之一。文章以北京地铁十号线区间明挖法施工段为工程背景,采用FLAC3D数值分析软件模拟地铁隧道基坑开挖的各施工步序,分析了围护结构和基坑周边地表的变形规律以及围护桩参数(桩长、桩径)的变化对基坑稳定性的影响,最后就模拟结果与实测数据进行了对比研究。研究为北京地铁十号线明挖法设计和施工提供了科学依据,对于其他同类工程研究也具有一定的借鉴意义。