硬岩隧道TBM施工中的典型掘进破岩难题与对策

全断面岩石掘进机(TBM)在硬岩、极硬岩隧道掘进过程中存在岩爆灾害、滚刀磨损、低掘进速率等典型掘进破岩难题,严重影响隧道的安全高效施工。因此,查明产生这些典型难题的原因并提出相应的对策至关重要。本文首先从岩石硬度、单轴抗压强度、岩石脆性及耐磨性等角度分析了隧道硬岩的相关特征,并阐明了其对各典型掘进破岩难题的影响规律。随后结合国内外隧道施工案例提出了相应的对策：岩爆灾害可采用岩爆监测和岩爆防控相结合的方法进行预防和治理;滚刀磨损通过优化滚刀参数、改良刀圈材料、涂覆刀圈涂层以延长其使用寿命;掘进速率低的难题可通过优化滚刀布置设计、增加刀盘推力及扭矩、增设辅助破岩手段等措施改良。最后,从TBM与隧道围岩的相互作用机理、TBM隧道施工信息化建设、TBM掘进智能控制和优化决策等方面对未来硬岩隧道的掘进提出了几点展望。     

计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

电力系统灵活性不足与外送输电阻塞是造成弃风的两大根本原因,且在时序上具有一定的耦合关系。从储能分时复用的角度出发,利用弃风事件之间的耦合关系,配置储能同时解决调峰不足与输电阻塞问题,提出了计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法。首先,分析了调峰不足弃风、阻塞弃风产生机理及两者耦合关系。然后,分析了储能配置对源侧常规机组装机容量规划与网侧输电容量配置的影响。其次,构建了综合考虑常规火电装机投资成本、储能投资成本、弃风惩罚成本与输电线路扩建成本的源-储-网联合规划模型,并给出了模型求解流程。最后,通过对中国东北某局部电网输电工程系统和Garver-6节点系统的仿真,分析验证了所提方法的有效性与可行性。     

Parameter analysis of anchor bolt support for large-span and jointed rock mass

1INTRODUCTION Anchorboltsupportiswidelyusedintunne ling[1],mining[2]andundergroundopeningsupports[3]asaneconomical,reliable,simpleandconvenient method.Thismethodisevenwell knownforitseffec tivenessinthesupportofjointcontainingrockmass[4,5].Becauseoftheindeterminationandrandom nessofgeologicconfiguration,anchorboltsaremainlyusedexperientially,althoughlotsoffieldtests[69],la boratorytests[9,10]andnumericalstudy[1115]havebeencarriedoutathomeandabroad,andanumberofem piricalformulastorevealthew…     

Determination of ejection velocity of rock fragments during rock burst in consideration of damage

The ejection velocity of rock fragments during rock burst, one of the important indexes representing the rock burst strength, is used most conveniently in the supporting design of tunnel with rock burst tendency and is often determined by means of observation devices. In order to calculate the average ejection velocity of rock fragments theoretically, the energy of rock burst was divided into damage consuming energy and kinetic energy gained by unit volume of rock firstly, and then the rock burst kinetic proportional coefficient η was brought up which could be determined according to the rock-burst damage energy index WD, at last the expression of the average ejection velocity of rock fragments during rock burst was obtained and one deep level underground tunnel was researched using the mentioned method. The results show that the calculation method is valid with or without considering the tectonic stress of tunnels, and that the method can be a reference for supporting design of deep mining.     

某受力耐磨铸钢件脆性断裂的原因分析及改善措施

对断裂的受力耐磨铸钢件进行了化学成分、断口金相和能谱分析。分析结果表明受力耐磨铸钢件中残留铝含量偏高,当残留铝含量超过0.06%时,在一次奥氏体晶界上析出氮化铝而使晶界脆化,在恶劣工况运行条件下受力耐磨铸钢件产生脆断。     

循环点荷载作用下红砂岩的力学性能

利用MTS Landmark伺服加载试验对砂岩开展循环点荷载试验并对其力学特性进行研究。试验包含恒幅循环加载和荷载逐渐增加的多级循环加载两种方式,其加载频率和下限荷载比的变化范围分别为0.1~5 Hz和0~0.60。分析加载频率和下限荷载比对红砂岩疲劳寿命和滞回特性的影响。结果显示：红砂岩疲劳寿命随加载频率和下限荷载比的增加呈现先减后增的变化规律;在相同循环次数下,滞回环间距随加载频率的增大和下限荷载比的减小而不断增加。同时,红砂岩在循环点荷载作用下仍存在“锻炼”和“记忆”效应。     

运用有限元和神经网络为SHPB装置构造理想冲头

针对大直径岩样专用SHPB试验装置存在的三维效应问题,从三维实体研究入手,利用非线性动力分析有限元程序对不同形状系列冲头进行了实体模拟;并运用径向基函数神经网络对模拟所得数据系列进行网络仿真,然后利用该网络对理想冲头形状进行自适应识别,构造了半正弦波加载SHPB装置的理想冲头,进一步完善了大直径SHPB试验技术;最后与基于一维应力波理论反演设计的冲头进行了比较。结果表明,基于三维实体模拟和径向基函数神经网络构造的冲头产生的应力波形更为理想。     

京津冀与关中地区"以电代煤"大气环境与碳减排效益评估

研究了京津冀与关中地区"以电代煤"(简称"煤改电")实施后,对区域大气环境质量改善的影响以及碳减排效益.结果表明:截至2018年,京津冀地区"煤改电"共替代散煤用户258.4万户,每年可替代散煤706.6万t;关中地区"煤改电"替代散煤用户65.76万户,每年可减少散煤69.39万t.基于WRF-Chem(weathe...     

“多米诺骨牌”破坏现象下的矿柱群系统可靠度评价

采矿作业后残留的采空区对地下作业和地表建筑安全造成极大威胁,开展采空区系统的稳定性评价,有助于指导正常生产并预防灾害的发生。从矿柱“多米诺骨牌”级联破坏现象出发,构建并联矿柱承载模型。对矿柱强度进行估算,建立矿柱群系统承载力的极限状态方程。以某铬铁矿为例,基于Monte-Carlo模拟方法评价不同安全系数标准下矿柱群系统的稳定性,结果表明矿柱群的失效概率远大于失效标准,与矿山实际坍塌相符。在此基础上,研究发现矿柱承载力和矿柱数量是影响矿柱群系统稳定的主要因素。     

不同剪切速率下软弱结构面抗剪特性分析

为分析不同法向应力与剪切速率情况下软弱结构面的剪切行为,通过数值计算软件建立含软弱夹层的锯齿形软弱结构面模型,模拟不同加载条件下的结构面直剪试验,探讨其抗剪过程中峰值前后的应力应变关系,建立抗剪强度τ与法向荷载σn以及剪切加载速率ν的关系式。结果表明:在相同正应力情况下,随着剪切加载速率的增大,峰值位移呈线性增大趋势;加载速率的变化对峰值后的应变软化阶段有明显的影响,随着加载速率的增大,应变软化阶段应力下降速率先增大后减小,并且剪切速率在0.25mm/step的时候达到最大值。随着加载速率的增大,抗剪峰值强度τ1呈线性增大趋势,残余强度τ2呈线性减小趋势。τ2/τ1呈近乎线性减小趋势,变化范围在0.95～0.3;得到软弱结构面抗剪强度与法向荷载以及剪切速率的关系式:τ=m+νtanβ+τntanθ+nνσ_n+lν~2σ_n。