再论茅坪滑坡的复活机制与治理可行性

基于对茅坪滑坡体1993-2000年的监测资料分析，初步认为茅坪滑坡体复活是其东侧白岩危岩体中不合理的采煤活动引起的。为了证实上述推论，2004年7月-2005年1月，对滑坡体的变形、水位和降雨量进行补充监测。结合相关监测成果，进一步论述滑坡体的水动力条件变化及其对滑坡体变形的影响：（1）水动力条件演变包括两个方面，其一是采煤活动诱发的白岩危岩体开裂和崩塌以及由此产生的黄沟流水路径的改变：其二是水库蓄水与运行。（2）黄沟流水路径的改变不但抬升滑坡体的地下水位，且使地下水位在较长时间内维持在高水位。（3）黄沟流水完全来源于大气降雨；降雨，特别是强降雨对滑坡体的变形速度影响最大。（4）1999年后，水库蓄泄水对前缘次级滑体的影响减弱。作为隔河岩变形库区规模最大、变形最为严重的滑坡体，茅坪滑坡的失稳问题应该引起相关各方面的关注与重视。建议在治理工程时优先考虑截排来自黄沟流水。     

改进的拉氏乘子法在接触摩擦问题中的应用

以节理单元的刚度系数作为罚方法中的罚参数，将改进的拉格朗日乘子法应用于接触摩擦问题。给出了模拟物体接触时粘结、滑动与张开或闭合的迭代求解格式及刚度对称化方法。并对某坝基变形进行了分析。     

地下厂房岩锚梁裂缝成因分析

针对水电站地下厂房开挖过程中出现的岩锚梁与围岩结合部位的纵向裂缝,结合地质资料、监测成果和施工过程,对岩锚梁裂缝产生的原因进行较为详细的分析,认为裂缝形成的时间在2006年10月底至11月初,即地下厂房进行第Ⅴ层开挖施工期间;裂缝段围岩的差异变形是裂缝产生的主要原因;导致围岩差异变形的地质原因是存在岩脉断层,施工原因是支护措施不能有效地节制围岩变形.因此,考虑岩体的非连续性,加强施工期地质工作,及时预测侧墙可能出现的差异变形,并采取有力的支护措施对确保岩锚梁安全十分重要.     

旋转非对称边坡三维安全系数计算

基于滑面正应力修正模式,推导出旋转非对称边坡三维极限平衡安全系数显式解答。首先假设三维滑面正应力的初始分布,然后乘以含2个待定参数的修正函数;根据滑体竖直方向力平衡、垂直滑动方向水平力平衡及对旋转轴力矩平衡的条件,导出关于安全系数的2次代数方程;得到三维安全系数的显式解。本方法不需考虑条柱间具体作用力,满足主要平衡条件,计算过程简单,可应用于实际边坡工程。     

坑道中水的抑爆消波性能试验研究

强爆炸冲击波对坑道内部的人员、设备和结构等均能产生巨大的毁伤破坏作用,因此如何消减冲击波强度的防护技术成为研究热点。本文以模型坑道和实际坑道为平台,系统开展了不同数量的集中置水(袋装水)和不同长度均匀置水(均布水)的消波效应试验,对试验结果进行了分析对比;并结合试验现象对水的消波机理进行了初步探讨。结果表明:无论集中置水还是均匀置水都具有显著的消波性能;直坑道内爆炸近区两者的消波效果相近,而在爆炸远区均匀置水的要高出约10%;较复杂的穿廊结构坑道比直通坑道具有更加明显的消波效果;增加置水量能提高超压衰减率,在相同位置增加相同数量水(15kg)时,即集中置水每增加1袋和均匀置水每增长1m时,超压衰减率分别提高约2%和5%;总体来说,均匀设置的消波效果更优于集中设置。     

Hoek-Brown岩体中轴对称隧洞渐变扰动分析

现有的Hoek-Brown(HB)岩体地下开挖分析模型中,常将通用HB准则(2002版)的扰动因子D取为一固定值,与之不同之处在于将该因子从洞室开挖面至弹塑性分界面按渐进衰减考虑。结合非线性的非关联流动法则,给出了轴对称隧洞的临界支护压力、塑性区半径、应力和位移评价公式,相应的值可通过数值积分法获得。对节理岩体中洞室开挖爆破损伤和应力释放所致的渐变扰动分析,所提模型实质是对围岩塑性区软化问题的描述。算例表明,模型对D进行不同处理,也可得到轴对称隧洞理想塑性和弹脆塑性情况的分析解,为实际工程检验爆破开挖面附近岩体渐变扰动程度提供了理论解参考。     

岩爆问题中岩块弹射速度的数值计算与实验研究

发生岩爆时,弹射出的岩块携带着大量的动能。为计算破坏块体的弹射速度,首先建立了数值计算的平面模型,利用能量守恒原理和破坏前后模型的应变能差计算出能量释放量,进一步算出岩块的弹射速度;后通过单轴压缩实验,运用高速相机拍摄试件破坏的过程,根据2张照片的时间差和岩块移动的距离,得出岩块的弹射速度。经比较,实验与数值模拟的结果相近,验证了数值方法的合理性。这种较简单的数值方法可为计算岩爆问题中岩块的弹射速度和地下采场发生破坏时能量转移的定量计算提供参考。     

基于“深地-地表”联动的深地科学与地灾防控技术体系初探

地球是已知唯一适合人类生存的行星,揭示地球深部奥秘对于人类生存与发展具有重大意义。随着人类社会的快速发展,地震地质灾害频繁发生、深地工程动力灾害事故更加凸显,机理不清、难以预测和有效防控,其根本原因在于,人类无法准确认知地球科学基础规律以及地球深部过程与浅表层过程的耦合关系,现有地球深部基础科学研究已滞后于人类深部工程实践活动,传统地质灾害信息的浅表监测存在较大局限。在此基础上,开展深地科学探索与地质灾害防控联动技术研究对解决资源保障、生命演化与可持续发展等重大科学问题具有重要的意义。“深地-地表”联动战略体系以深入理解深地科学与地质灾害内在联系、进行深地科学与地质灾害领域的超前战略谋划为核心目标,通过基于典型深部工程的“深地-地表”联动科学研究平台,充分关联我国广布的地表灾害信息监测群及纵深的深地科学实验室、矿区以及深地工程示范基地,借助区块链大数据技术建设“深地-地表”智慧中心,统筹不同区域、不同类型、不同深度研究平台,最终在此基础之上以“深地-地表”联动为核心,建设“深地-地表”地灾防控联动探测大科学系统,全面构建深地科学规律及重大地质灾害孕灾机制战略研究体系,服务全国乃至全球的深地科学前沿探索、深地工程安全与长期稳定性、重大地质灾害预警与防控,助力我国领跑世界深地科学和地质灾害的相关领域研究。     

虹口高原大桥的破坏机制分析

摘要：基于汶川地震现场考察资料,分析了都江堰市虹口乡高原大桥的破坏机制。分析表明: 大桥的破坏模式与震区大部分梁式桥因强烈的震动而破坏不同,场地效应表现更为明显,大桥地基与上部结构之间存在明显的刚度差,两者在地震作用下的位移不协调则是大桥被破坏的主要原因。地震期间桥面向右岸整体移位1.8 m。鉴于龙门山地区断层活动主要以逆冲压缩为主,灾后重建过程中桥址的选择尽量避开场地地质效应突出的区域,在桥梁结构类型的选择应因地制宜,简支梁桥应有必要的防落梁构造装置,以增强桥梁的容灾性。     

深地科学领域的若干颠覆性技术构想和研究方向

习近平主席指出“向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”,开发深地资源已经成为未来中国科技发展的重要方向。然而,目前人类对于地球深部的认知相当匮乏,国际上ICDP与GFZ等研究组织已经开展深地科学基本规律研究。因此,超前布局、抢占深地研究高地、积极推动深地基础前沿大科学问题探索已迫在眉睫。本文从深地能源和人类生存的角度出发,深度剖析了深地资源开发和深地空间利用的必然趋势,提出向地球深部进军研究的3个层次内容,即深地地质结构探测、深地行为规律研究及深地环境利用与资源开发。同时,围绕关系国家全局的地下空间资源开发、能源储备、核废料处置等国家长远战略,提出深地科学研究领域的3个颠覆性技术构想,即深地矿产资源的流态化开采、深地空间与地下城市、深地实验室与深地空间舱。最后,针对深地岩石力学、深地渗流力学、深地地震学与地球物理学、深地微生物能量溯源等国际最前沿的深地基础科学问题,明确深地科学研究的若干重要研究方向,即原位保真取芯技术,深地非常规岩石力学行为,深地结构与开采的透明推演理论,深地地震学与地球物理学,深地微生物学,深部资源开采与能源储存,深地地下水赋存、运移及水质变化,基于深井抽水蓄能的风、光、水、热一体化开发,地下空间生态、能量循环系统等。基于若干颠覆性技术构想的攻关和若干重要研究方向的探索,构建中国独有、世界领先的深地基础性科学前沿研究阵地。