中国工程院院士钱七虎教授的序言

本专辑是由 2 0 0 1年 9月在北京召开的“TBM及其在工程中的应用”专题国际研讨会上各位专家提交的论文或发言稿整理而成。中国工程院院士钱七虎、美国地下建筑协会主席J .Reilly教授专门为专辑写了序言 ,同时也收入了原国务院重大技术装备办公室董必钦副主任的一个报告。此外 ,中铁工程总公司刘春副总工在该研讨会上的报告《开敞式掘进机在通过硬岩及软弱围岩时的对策和分析》已刊发于本刊 2 0 0 2年和第 4期 ,其它尚有数篇在研讨会上提交的论文限于篇幅未能在本专辑中全部刊出 ,本刊将在后续杂志中陆续刊登     

地下空间支撑下的电力能源系统：构想、挑战与展望

为应对日益严峻的气候变化问题,中国提出了碳达峰与碳中和的战略目标,为国家气候治理与能源低碳转型描绘了宏伟蓝图。碳源减排与碳汇增容是实现“双碳”目标的2个重要途径,但受到政策、空间、技术等因素制约,其低碳清洁潜力难以得到充分释放。地下空间作为一类具有广阔开发前景的国土空间资源,可为各类减排增汇措施提供稳定充足的空间支撑,对实现“双碳”目标具有重要意义。首先,该文基于地下空间的功能特性,揭示地下空间的减排增汇潜力;其次,提出地下空间支撑下的未来电力能源系统构想;最后,展望所提构想的未来研究方向和亟待解决的关键问题。     

滑面正应力分布对边坡安全系数的影响

极限平衡法计算边坡安全系数的结果依赖于滑面正应力分布的假设，研究滑面正应力分布对安全系数的影响具有重要的理论意义。采用五点插值三次样条函数构造出滑面正应力多种分布形式，分别求解对应的满足整体力和力矩平衡条件的安全系数，比较其差别，并验证其内力分布的合理性。算例研究表明，滑面正应力分布的不同对边坡安全系数影响差别达19％左右；验证条间力分布合理性后，其差别可减小到7％以内。     

深埋巷道分区破裂化机制

深部巷道外部受到远场原岩应力的作用，而内壁受到一个随时间变化的内压作用，开挖过程是动力问题，其运动方程可以用位移势函数来表达。通过对运动方程进行Laplace变换，进而求得其通解。根据弹性力学知识和边界条件得到巷道围岩由于开挖扰动和原岩应力作用引起的弹性应力场和位移场。当该弹性应力场满足破裂条件时，岩体发生破裂，位移不连续，形成破裂区。结合断裂力学知识，确定破裂区岩体的残余强度和产生破裂区的时间，进而确定破裂区和非破裂区的宽度和数量。数值分析结果表明，巷道分区破裂化的产生跟开挖速度与岩石强度有关。该研究可为深部岩体的开挖和支护设计提供初步的理论基础。     

高放废物地质处置系统安全评价及其指标体系

摘要高放废物地质处置系统的安全评价不同于其他工程系统的安全评价，主要表现在：(1)所考虑的时间尺度长。(2)所涉及的空间范围大，且具有明显的非均质特征。伴随未来生物圈和近地表环境条件的不确定性而来的是高放废物地质处置系统安全评价将面临的许多不确定因素。主要介绍了高放废物地质处置系统安全评价的基本特征、方法和所采用的安全指标体系。     

深部岩体的构造和变形与破坏问题

随着经济建设与国防建设的有断发展，地下空间开发不断走向深部，如逾千米乃至数千米的矿山（如金川镍矿和南非金矿等）、水电工程埋深逾千米的引水隧道、核废料的深层地质处置、深地下防护工程（如700m防护岩层下的北美防空司令部）等。伴随着深部岩体工程响应发生了一系列新的特征科学现象，这些特征科学现象与浅部岩体工程响应相比具有迥异的特点，而且用传统的连续介质力学理论无法圆满地进行解释，从而引起了国际上岩石力学工程领域专家学者的极大关注，成为近几年该领域研究的热点。根据深部岩体的构造特点、高地应力及含能和非协调变形的特点，围绕深部岩体工程响应发生的静、动力特征科学现象，提出了深部岩体的构造和变形与破坏需要研究的科学问题。     

中国地下工程安全风险管理的 现状、问题及相关建议

地下工程建设具有投资大、施工周期长、施工项目多、施工技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点,是一项高风险建设工程.建立风险管理制度,对拟建和在建的城市地铁工程项目进行风险评估,继而进行风险控制十分必要,并应扩大到整个地下工程建设领域.主要论述地下工程安全风险管理的现状和地下工程安全风险管理实践中的问题,这些问题包括:(1) 缺乏规范的安全风险管理体系;(2) 工程安全风险管理责任主体不够合理,安全风险管理经费不到位;(3) 工程安全风险管理专业队伍不够规范,专业水平参差不齐;(4) 风险管理相关技术规范、标准不符合目前地下工程发展现状;(5) 缺乏合适的信息化安全风险管理平台.针对我国安全风险管理实践中的问题,提出4条建议:(1) 加强针对地下工程安全风险管理的法规建设工作;(2) 推行安全风险管理计划,将安全风险管理作为地下工程建设管理的一个必要组成部分;(3) 安全风险管理要有基于信息化技术的风险管理和预警决策支持系统;(4) 加强地下工程安全风险管理、重大事故预测预报以及防治技术的研究.     

沉管隧道的发展与琼州海峡的沉管隧道方案

1　沉管隧道的发展1 .1　水底隧道工程由于海峡的存在 ,陆地被分割 ,造成两个区域之间的交通障碍及文化差异。连接海峡两岸主要有 3种方式 :轮渡、桥梁和隧道。轮渡受气象影响较大 ,并且不能直接连通 ,人员物资的转运十分麻烦。修建桥梁往往受跨度、水深的影响 ,且建成运营后也同样受到气象影响。而修建海峡隧道既可以穿越较大跨度直接连通海峡两岸 ,又可使其运营很少受气象条件影响 ,能保持连续通行。世界上已建成许多海峡隧道 ,也有一些正在研究中。日本关门海峡两岸在本世纪 40年代即用隧道连接 ,以后又建了桥梁。该隧道是世界是上最早的…     

我国高放废物地质处置战略研究

我国高放废物地质处置规划设想及经费预测 （1）规划设想 我国高放废物地质处置的总目标是：在我国领土内选择地质稳定、社会经济环境适宜的场址,在21世纪中叶建成高放废物地质处置库,通过工程屏障和地质屏障的包容、阻滞,保障国土环境和公众健康不会受到高放废物的不可接受的危害.     

岩体的构造层次粘性及动力强度

岩体具有复杂的构造层次,这种构造层次可以从原子尺度水平一直延伸到地质构造水平。这种情况使连续介质力学中使用的基本体元的概念及圣维南变形协调条件受到了置疑。内部构造层次影响岩体的粘性及动力强度。但到目前为止还没有看到连接微细宏观层次上粘性及动力强度的研究。基于已有的资料及物理力学理论对材料的粘性及构造层次之问的关系进行了系统研究。由研究可以看出，不同的构造层次对应着不同的强度、粘性及应变率。宏观层次通常对应着低的强度、低的应变率及高的粘性系数，而微细观层次对应着高的强度、高的应变率及低的粘性系数。通常随着外载的增加，变形速度的增大，发生变形与破坏的层次逐渐由宏观经由细观逐步向微观层次过渡，动力强度增加，粘性系数逐渐降低。在中高应变速率区，岩石的强度增加很大，而粘性与变形速率成反比。因此，强度及粘性系数对于一种介质来讲不是常数，而是在不同的构造层次上具有不同的大小。表现在破坏块体的尺寸上，最小的破坏尺寸与所能达到的强度有直接的关系。通过不同层次上岩体的力学行为的分析，建议了强度、粘性对于构造层次及应变率的依赖关系及岩体破坏块体尺寸的确定公式。