上向分层充填法开采薄矿体的围岩稳定性影响因素分析

以司家营矿区Ⅲ号薄矿体为例,研究采用上向分层充填法开采薄矿体时,采场顶板厚度和空区跨度对采场矿柱稳定性的影响。根据采场结构、地质条件、矿岩特性、原岩应力等,运用FLAC3D数值模拟方法建立模型,计算不同顶板厚度和空区跨度情况下的应力场和位移场。结果表明,对于薄矿体,矿岩稳定性主要受空区跨度的影响,跨度越大,稳定性越低,而一定范围内的顶板厚度不会对采场稳定性产生大的影响。     

围压对岩石裂纹扩展影响的颗粒流模拟研究

采用颗粒流数值软件PFC模拟预设单裂隙岩石在双向压缩状态下裂纹的扩展过程和特征。首先利用黏聚颗粒模型建立岩石试样,并在岩石试样中预置非贯通单裂隙;为研究围压对岩石裂纹扩展的影响,分别在5种围压作用下对预设裂隙岩石进行双轴压缩试验。结果表明在围压为0(单轴压缩)时,翼裂纹扩展方向与预设裂隙基本垂直,随着加载进行沿着主压力方向扩展,而当围压增加时,翼裂纹扩展方向与预设裂隙的交角增大,且长度变短直至围压到达一定值后不再发育;次生裂纹的扩展方向不仅与材料的性质有关,同时受到围压值的影响;围压增大对张性裂纹扩展产生限制,并促进剪性裂纹的扩展和合并,且最终剪切破坏面的宽度随着围压的增大而增大;次生裂纹可以由拉应力产生,但其进一步发育和扩展受到剪应力的控制。     

岩-土-混凝土破坏准则及其强度参数估算

简述了岩-土-混凝土材料的破坏准则。在柔性桩复合地基、主动和(或)被动侧土体加固基坑、重力式挡墙边坡和滑坡等进行数值模拟工作中，岩-土-混凝土的强度参数估算是必不可少的环节。在二维应力和三维应力状态分别与莫尔．库仑斜直线和莫尔抛物线破坏准则组合成的4种情况下，推导出求岩、土、混凝土结构的粘聚力、内摩擦角及其单轴抗拉和抗压强度公式，最后进行误差分析。该研究结果具有重要的理论意义和工程应用价值。     

阿尔泰山山前活动断裂带内现今地应力状态及稳定性分析

新疆阿尔泰地区分布着亚洲大陆内部一个规模宏大的活动构造带,同时,历史地震资料也显示阿尔泰山是一个比较活跃的地震带,分析断裂带内现今地应力状态对评价其地震活动的危险性具有重要意义。通过对布置在阿尔泰山山前活动断裂带内2个近700 m的深孔进行原位水压致裂法地应力测试,揭示了活动带内现今应力状态分布规律。结果表明:测试范围内空间主应力状态在埋深320 m左右由逆断型向走滑型转换,进而说明该复合断层近场存在应力分区现象;两孔实测最大水平主应力方位主要呈NW向,与震源机制解综合印证了区内NWW向断裂右旋走滑的活动特征。最后,基于实测地应力资料,结合库伦摩擦滑动准则及Byerlee定律对研究区内活动断裂的稳定性进行了力学分析,分析得出截至目前该活动断裂尚未具备诱发失稳的力学条件,处于相对稳定状态。这为其现今活动性研究补充了新的基础地质力学资料,为近场有关工程项目的选址提供科学参考。     

临江Ⅱ号崩滑体天然粒度成分滑带土三轴试验研究

为研究粗颗粒组分对滑带土强度的影响,使用大型三轴剪切仪对临江Ⅱ号崩滑体TP4平硐天然粒度成分滑带土进行固结不排水剪切试验,通过沿试样轴向打砂孔(直径1 cm,孔距7.5 cm),使试样内部含水条件满足试验要求,试验得到试样抗剪强度参数;然后将天然粒度成分滑带土强度参数、细粒组滑带土强度参数分别用于边坡的稳定性计算,从而验证试验结果。结果表明:粗颗粒增加后,滑带土内摩擦角变化不大,内聚力由25 k Pa增至90 k Pa;随着粗粒组增加,边坡稳定系数由0.954增至1.127,临江Ⅱ号崩滑体的稳定系数提高了18.13%,边坡由不稳定状态变为稳定状态。临江Ⅱ号崩滑体现处于稳定状态,对于该类边坡滑带土,粗颗粒组分对边坡稳定性的影响不容忽视,强度试验中不应将其剔除。     

电磁辐射法在某水电站岩爆监测中的工程应用

黑龙江某抽水蓄能电站现场岩爆时滞性特征显著,诱发滞后的时间最长可达1年以上,给现场岩爆监测工作带来较大困难。针对该现象,首次将电磁辐射法应用到水电工程领域,并对地下厂房周边排水廊道及重点部位潜在岩爆的前兆信息进行了监测和分析。通过采用“区域静态”与“局部连续动态”相结合的不同时空层次综合监测方法,对上、中、下3层排水廊道和f34断层影响带的电磁辐射信息进行分析,结果表明:前者电磁辐射强度和脉冲数在空间上呈现“上、下层低,中层高”的分布规律,其中施工扰动和地质构造是主要影响因素;后者电磁辐射强度在空间上分区现象显著,脉冲数在时间上呈“M”型波动的特征,断层裂隙带脉冲数峰值平均降低幅度高达76%,局部应力场调整周期约为8 d,调整方向由厂房中心向厂房右端安装间过渡,与现场施工情况一致。研究结果中电磁辐射强度在空间上的分布规律可为岩爆重点监测范围的圈定提供依据,脉冲数在监测期内所具有的波动周期及幅度则可为现场岩爆监测预警提供判据,进而说明了电磁辐射法在水电工程领域岩爆监测的可行性。后期深入研究与其它监测手段的联合应用,将有助于提高现场岩爆监测预警水平。     

关于电梯防震的思考

5月21日发生在我国四川汶川的特大地震给当地人民生命财产造成了极大的破坏和损失，作为建筑物主要附属设施的电梯在此次地震中也未能幸免，损坏极大。作为河南省焦作市质监局赴震区特种设备技术服务队的一员，笔者参加了绵阳市电梯的检验工作，从灾区回来后又参加了震后电梯安全状况研讨会。期间，无论是在灾区的现场检验还是在研讨会上向与会专家学习探讨，笔者都对电梯如何防震抗震、地震发生时如何减少乘梯人员伤亡进行了思考。     

丹霞枢纽互通区下伏岩溶发育规律研究

岩溶的主要病害是岩溶区中下伏溶洞带来的工程隐患,其形成的岩溶塌陷对地基稳定性带来直接威胁。通过对丹霞枢纽互通区钻孔及物探资料进行统计分析,结合地下水连通试验获得场地地下水规律,探寻下伏覆盖型岩溶的水平方向与垂直方向的发育特性,为互通区提供相关防治建议。     

深基坑工程变形控制优化设计及其有限元数值模拟系统研究

 博士学位论文摘要　采用系统论的观点分析研究基坑。在分析深基坑工程(支护、降水、开挖、环保) 支护结构体系和变形控制设计计算的基础上, 在采用强度控制、变形控制及成本控制的多目标函数随机搜索最佳方案的整体优化设计方法的基础上, 对二维非线性岩土工程专业版有限元程序NCAP2D 进行了大量的修改、补充和完善, 并引进数理统计理论、分形理论、突变理论及灰色理论等数据分析理论和方法, 形成了深基坑工程变形控制优化设计及其有限元数值模拟系统SDCDEFEM。利用该系统对基坑变形(周边沉降、结构位移、坑底隆起) 的实测时序数据系列进行关联维数d 和实质性状态变量个数m 的计算; 对H = 10 , 18 , 26 m不同深度的深基坑进行了设计和全过程数值模拟; 对影响基坑变形的各个因素进行了有限元数值模拟分析; 对实测和模拟的最大位移um 、最大沉降vm 和最大隆起w m 及其位置x um , x vm , xwm 进行了数理统计分析。运用该系统对北京东大桥商业大厦、武昌水果湖大厦、厦门建设银行大厦3 个深基坑工程实例进行了设计和数值模拟。以室外试验、测量和施工等生产实践与室内试验、模拟和查阅近20 a 大量的中外文文献等详实资料为基础, 将理论与实践相结合; 将定性分析与定量计算相结合; 将优化设计与数值模拟相结合, 对基坑变形进行了详细系统的研究, 取得了一些创新性的成果: (1) 形成了深基坑工程变形控制优化设计及其有限元数值模拟系统SDCDEFEM; (2) 从理论上证明了基坑系统是一个耗散系统; (3) 提出了基坑有效系数Ke 、有效区、失效区和临界线的新概念; (4) 推导出了求支护桩的弹性模量、抗拉强度、抗压强度、粘聚力和内摩擦角的公式及土体的抗拉强度和抗压强度的公式; (5) 应用SDCDEFEM 系统得出了估算基坑最大沉降、最大水平位移或最大隆起及其位置的统计关系式; (6) 提出了变形控制参考标准和经济有效的控制变形对策。     

用于低速渗流实验的低渗流传感器设计

针对岩土体低速渗流实验中μL/min级别流量难于测量的问题,提出了一种利用电解极化示踪的低渗流流量测量方法。介绍了传感器的测量原理、结构及测控电路。制作了量程为10～100μL/min的渗流传感器,并运用毛细管整体柱电渗泵进行了流量测定实验。结果表明：传感器结构简单、体积小,在10～60μL/min的流量范围内,传感器的线性相关性大于0.998,能够满足岩土体低速渗流实验的要求,具有良好的实用价值。