灰岩角砾岩破碎带涌水综合注浆治理

灰岩角砾岩破碎带涌水是岩溶隧道建设中经常遇到的地质灾害,由于破碎带围岩稳定性较差且具有较强的不均一性,与一般的裂隙岩体涌水相比,其治理难度较大。针对中梁山隧道角砾岩破碎带高压大流量涌水,进行涌水地质分析和含水区域的瞬变电磁探测,对地下水的来源和通道进行深入分析,在此基础上提出并实施先分流泄压后浅层加固、上下分区治理、深部帷幕和堵排结合的综合治理方案,通过选择适当的注浆材料和配套工艺,取得较好的治理效果。为避免注浆压力可能造成的破碎围岩变形和失稳,在注浆过程中进行围岩变形和涌水量的动态监测,结合注浆过程深入分析其变化规律,较好地解决注浆过程中的围岩稳定性控制难题,实现涌水治理的信息化施工。     

厦门海底隧道的流固耦合分析

为了验证厦门海底隧道最小顶板厚度比设计厚度减小时隧道的稳定性。在厦门海底隧道轴线的地质剖面图上 ,选取了 4个典型剖面 ,根据设计方案 ,将隧道轴线高程比原设计升高 4m ,依据流固耦合理论 ,应用三维快速拉格朗日法进行数值分析。从隧道轴线升高 4m时 ,开挖后的应力分布、洞周位移、塑性区、孔隙水压力分布等结果 ,可以得出将设计方案的轴线位置升高后 ,隧道是稳定的。同时 ,得到一些对后续施工和其他工程有一定的指导意义的有益结论。     

深部厚顶煤巷道大型地质力学模型试验系统研制与应用

为研究深部厚顶煤巷道围岩应力演化规律与变形特征,研制了大型地质力学模型试验系统。该系统由反力装置、柔性均布压力加载装置、数字智能液压控制系统和高精度多元实时监测系统组成,具有可自由拼装、模拟空间大、荷载集度高、边界加载均匀和模拟精度高等特点。以赵楼煤矿3302工作面运输巷为工程背景,通过大量的相似材料配比及力学参数测试,确定了两种不同系列的材料分别模拟砂岩和煤层;设计制作了预应力锚杆（索）、箱型支护梁、钢带及托盘等相似构件;对让压型锚索箱梁支护系统进行了大比尺模型试验研究,得到了深部厚顶煤巷道开挖支护过程中的围岩内部应力演化与变形规律。结果表明,该系统能够较好地进行深井煤巷及其他大型地下硐室开挖支护全过程的模型试验研究。     

隧道格栅拱架喷射混凝土支护力学特性

目前大部分山岭隧道均采用"新奥法"施工,在"新奥法"施工中"格栅拱架+喷射混凝土"被作为初期支护结构越来越被工程界广泛采用,但其二者间相互作用的力学机理及其对支护效果的影响研究还不够充分。因此利用弹性薄壳理论建立了"格栅拱架+喷射混凝土"的力学分析模型,结合工程实例得到了"格栅拱架+喷射混凝土"初期支护的弹性解,分析了初期支护的力学特性。研究了喷层厚度及拱架间距对支护效果的影响,当格栅拱架间距在0.6~1.0 m调整时,格栅拱架间距对支护效果影响不是很明显,当喷射混凝土层达到设计强度后,围岩荷载主要由混凝土层承担。     

地下工程的风险分析研究

对于地下工程,进行风险管理是必需的.简要介绍了风险分析的基本概念、步骤、方法和意义;结合地下工程的特点,讨论了隧道、地下洞室群等地下工程的不确定因素、破坏机理等,重点介绍了风险分析的核心内容-风险评估的意义、方法,以及如何在风险评估的基础上进行准确的风险控制,科学合理管理风险;结合实际工程,说明风险分析应用于地下洞室的可行性;针对地下工程的风险分析指出需要解决的问题和今后的研究方向.     

真空-堆载联合预压加固软基现场试验研究

在软土地区修建高等级公路,工后沉降是亟需解决的问题之一.申苏浙皖高速公路浙江湖州段大部分为软基路段,采用真空-堆载联合预压法加固处理.为更好指导工程施工、研究加固机理,选取了试验路段,设计了试验方案,进行现场试验研究.通过现场试验,取得了加固区内的孔隙水压力、沉降、水平位移等资料,分析了它们的变化规律.结果表明:真空-堆载预压法是一种较好的提前消除软基沉降的地基处理方法,且路基稳定性不受填筑速度的影响.     

新型高预应力锚杆支护技术的研究及应用

在总结和研究了巷道围岩与锚杆支护体共同变形破坏规律的基础上,试验研制了具有高预应力的新型钢绞线锚杆.新型锚杆可提供强大的高预应力,能够很好地控制围岩产生的有害变形,实现锚杆与围岩的同步变形,更好地发挥围岩的自承能力.同时预应力钢绞线锚杆安装后不易松动,受外界放炮震动影响小,锚杆材料强度大,用于巷道支护后不仅技术上可行,而且同等支护强度条件下能够降低支护成本,对深部矿井软岩支护具有重要的推广应用价值.     

注取油循环荷载作用下地下水封油库运营性能评价

以我国首个大型地下水封油库工程为背景,采用理论分析和数值模拟等方法评价了注取油循环荷载作用下该油库运营期的稳定性与水封性。针对岩石疲劳力学特性,在常规运动硬化疲劳力学模型基础上,提出可考虑平均主应力影响的岩石疲劳力学模型;编写用户子程序,将所提模型嵌入有限元分析软件,实现了循环荷载作用下地下水封油库运营性能评价。评价过程中选取了同步注取和异步注取两种工况,从围岩稳定性和水封性两方面对洞库运营性能进行了分析评价。分析结果显示：同步注取石油对库区围岩拱顶沉降影响较大,异步注取石油对库区围岩水平收敛影响较大;异步注取条件下水位下降和涌水量均比同步注取条件大,但差异不大。两种工况下洞库运营期间总体稳定性和水封性均能保持良好。     

轴力及双向弯矩下钢筋混凝土截面新型快速应力积分算法

轴力和双向弯矩作用下钢筋混凝土构件正截面极限承载力分析需要通过迭代调整截面中性轴的位置和方向以使截面应力积分与给定的外荷载满足平衡条件。为提高截面应力积分的计算效率和求解精度,提出了一种新型快速应力积分算法。考虑到混凝土应力-应变曲线为分段函数的特点,该方法基于迭代步中的应变分布将截面单元分解为多个积分子域,并通过二次等参映射和高斯数值积分方法对各子域进行应力积分。该方法在迭代过程中无需对初始网格信息做任何修改,可适用于任意形状的钢筋混凝土构件正截面极限承载力分析。通过算例分析,考察了方法的计算效率和有效性。     

单模光纤耦合声发射传感器及其应用研究

根据声发射引起的扰动振动现象.提出采用单模光纤耦合器检测振动的声发射探测技术.单模光纤耦合传感器耦合输出与传感器耦合区长度和振动频率有确定的函数关系.分析和设计了熔锥耦合型单模光纤声发射振动传感器.搭建了相应的等强度悬臂梁振动监测及解调系统,通过与当前使用的压电振动传感器的室内实验,对比测试冲击信号和周期信号,验证了该传感器能有效实现振动扰动的检测.结合岩石试件破裂实验,进一步验证光纤耦合声发射振动传感器是能实现岩石声发射检测的一种新的检测技术方法.光纤耦合振动传感器以其灵敏度高,制作简单,抗干扰能力强,性价比高,使用简单等优点在其他光纤传感器和传统的电类传感器中,具有不可比拟的应用前景.