大断面隧道施工力学响应数值模拟研究

结合重庆市在建大坪隧道的工程地质和设计情况,对隧道洞身Ⅲ类围岩地段采用不同施工方法锚喷初支开挖时的力学动态响应进行了数值模拟,分析了围岩应力场、应变场、位移场,以及锚喷时喷层、锚杆的力学性态,通过综合比较得出,台阶三分部法开挖是适合大坪隧道Ⅲ类围岩段合理的施工方法。     

TGP12地质超前预报系统在隧道施工中的应用

超前预报可为隧道施工探明地质情况,为开挖方案的确定提供准确的依据.介绍了TGP12探测系统的原理、数据处理、解译技术及在大坪隧道施工地质超前预报中的应用,通过对比分析验证了预报结果的准确性,展示了TGP12探测系统在隧道施工地质超前预报中的广阔应用前景.     

深埋隧道围岩突变失稳风险预测

利用突变理论,基于现场拱顶下沉实测资料,建立了隧道开挖围岩失稳的尖点突变模型,导出了失稳的力学判据条件。结合工程实例进行预测,预测结果与现场施工情况一致。所提出的预测模型,可为预防深部隧道失稳破坏、采取合理施工措施提供参考依据。     

提高地震区隧道超前地质预报准确性的措施

隧道超前地质预报工作已是隧道施工中不可缺少的一部分,特别是在不良地质段施工中更应重视这项工作。当前,隧道超前地质预报方法已经从单一的一种预报方法向两种甚至多种方法相结合的综合超前地质预报方法过渡。同时,随着近年来全球地震灾害的频发,针对地震区隧道超前地质预报体系的研究还不成熟,因此,在总结地震区隧道灾害特征及成因的基础上,采用短距离地质分析与长距离物探监测相结合的方法进行超前地质预报工作,再根据预报结果,对影响隧道围岩等级划分的地下水、主要软弱结构面产状、初始应力状态等影响因素进行修正,进而对隧道围岩等级进行动态划分,提高隧道超前预报的准确性,对隧道施工提供更为准确的指导。     

岩盐储库建腔期难溶夹层的软化规律研究

 为揭示盐岩水溶造腔过程中难溶夹层力学特性与卤水浸泡时间的关系,更好地了解夹层的软化规律和范围,为预测和控制夹层的破坏垮塌提供理论支持,以云应盐矿中的泥质硬石膏夹层为研究对象,进行不同浸泡时间下的单轴压缩和巴西劈裂软化试验研究,发现其力学强度随卤水浸泡时间劣化明显,其中,单轴抗压强度、弹性模量、泊松比与卤水浸泡时间呈显著的DoseResp函数关系,抗拉强度与浸泡时间呈显著的Slogistic1函数关系,且试件的单轴压缩及巴西劈裂试验的破坏形式随浸泡时间的增加有从张拉破坏向剪切破坏的渐变趋势。通过分析试验结果发现,卤水对夹层力学强度的软化作用与夹层可溶物含量、夹层成分遇水膨胀的不均性、卤水的润滑作用和矿物晶键的软化作用均存在密切相关。推导了基于浸泡时间的夹层损伤演化方程,建立夹层轴向和径向的软化深度模型,并将其应用于水溶造腔过程中难溶夹层软化范围的划定。此外,基于夹层抗拉强度与卤水浸泡时间的关系,给出判定和预测夹层局部软化破坏的最大拉应力强度准则。     

欠平衡钻井条件配套的射孔工艺技术

欠平衡钻井条件下配套的射孔技术具有四大射孔难题:井口带压作业、全过程不压井作业、低围压射孔作业及便于后续作业.阐述了全通径射孔工艺技术、锚定射孔工艺技术及井口带压电缆输送射孔工艺技术等3种射孔作业方法.全通径射孔器可在负压条件完成油管输送射孔作业后自动将起爆器芯子、射孔弹碎屑、枪尾丢掉,使整个射孔枪串成为全通径完井生产管柱;锚定射孔工艺技术使用专用的模块式射孔枪和配套井口电缆防喷装置捞取射孔器,入井的射孔枪分解成独立的模块式单元,射孔后能在防喷管高度范围内进行带压、分段捞枪,实现整个射孔过程的不压井作业;井口带压电缆输送射孔工艺技术应用井口高压、大直径防喷系统,选择大直径射孔枪,采用优质射孔液,在井筒压力等于或低于地层压力时实现带压(负压)射孔作业,避免了正压射孔对油气层的伤害.这些技术在现场应用中见到较好的效果.     

隧道拱顶下沉时序遗传算法神经网络预测模型

传统神经网络算法不可避免会出现局部极值问题,可能导致训练失败。因此,作者在分析了隧道拱顶下沉规律及其主要影响因素的基础上,采用基于遗传算法的神经网络建立了隧道拱顶下沉时序的预测模型。模型在綦万高速公路麒麟寺隧道施工中成功应用,结果表明采用基于遗传算法的神经网络能够有效避免局部极值问题,收敛速度较快,能对隧道拱顶下沉时序进行较为准确的预测。     

基于支持向量机的燃气短期负荷预测

介绍支持向量机的原理和支持向量回归模型,提出支持向量回归(SVR)模型的城市燃气短期负荷预测方法。探讨输入样本数据的选择和预处理方法、核函数和支持向量机参数的选择,结合某城市燃气日负荷数据进行燃气短期负荷预测。与BP神经网络预测方法相比,支持向量回归模型预测方法用于小样本情况下的燃气短期负荷预测精度略高。     

基于低场磁共振的北山花岗岩热损伤研究

研究岩石的热破裂和损伤机制在高放废物地质处置工程中越来越受到重视。以我国甘肃北山的高放废物处置库的花岗岩岩样为研究对象,采用低场核磁共振系统、MTS岩石力学试验机、倒置镜像光学显微镜对重点预选场址花岗岩的热稳定性开展室内试验研究。研究发现:①核磁共振T 2谱图在0~400℃没有明显变化,当温度高于500℃时,T 2谱图振幅显著增大且向右大幅移动,T 2谱面积与孔隙率在加热过程中呈现幂率关系;②峰值应力随着温度和孔隙度的增加以幂律关系降低;③通过核磁共振成像(MRI)发现,温度低于500℃时质子密度分布均匀且没有发现明显的质子密度簇,说明岩石内部结构稳定。当温度高于500℃时,晶体裂纹和边界裂纹的产生致使出现大量的高质子密度区域,并随着温度持续升高质子密度高的微小区域融合成大的连通区域;④花岗岩岩样在不同温度条件下的核磁成像像素的概率密度函数都服从对数正态分布,当温度超过500℃,概率密度函数整体向右转移;⑤通过显微结构观察,500℃时在长石晶间和长石晶粒与石英晶粒间有边界裂纹产生,并在晶体内部出现少量的穿晶裂纹,当试样温度加热到600℃时,超过了石英α/β相变点,石英颗粒产生大面积透明状穿晶裂缝,同时伴随着明显的穿晶网络。     

CO2/CH4在狭缝型孔内竞争吸附的分子模拟

采用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)方法研究了储层温度、压力条件以及CO2/CH4混合气中CO2摩尔分数对煤中狭缝型孔分离CO2/CH4的影响。气体分子之间作用均采用单点Lennard-Jones(LJ)模型,气体分子与孔壁之间的作用势则用Steele 10-4-3模型描述。研究结果表明：CO2相对CH4的平衡分离系数SCO2/CH4最初都是随着压力的增加而增加,直到达到峰值,然后随着压力的增加而减小,在20 MPa时趋于恒定;压力低于20 MPa时,SCO2/CH4随着温度的增加而增加,压力高于20 MPa后,SCO2/CH4对于温度的变化不敏感; 压力为10、20 MPa时,SCO2/CH4先是随着CO2摩尔分数的增加而增加,直到达到最大值,而后随着CO2摩尔分数的增加而减少。因此,在现场实施CO2不可采煤层封存时,需要综合考虑各种因素对于CO2/CH4二元吸附的影响,对实际操作条件进行优化。