深埋隧道围岩稳定影响因素的敏感性分析

选取隧道洞径、埋藏深度、岩层倾角、板砂岩的厚度比和侧压系数等5个典型因素,通过正交试验法进行设计,利用3DEC数值模拟分析,得到了各个因素对隧道围岩稳定的影响规律。侧压系数是影响最显著因素,岩层倾角是影响最小因素。随着洞径的增加,衬砌最大位移和最大应力也相应增加;当洞径大于9 m时,洞径对衬砌位移的影响作用开始加剧。当埋深在500~700 m时,埋深对衬砌位移与应力的影响最显著。随板砂岩比例的增加,衬砌位移和应力总体呈减小趋势。侧压系数为1.0时,衬砌最大位移和最大应力最小;侧压系数大于1.5时,最大位移和最大应力随侧压系数增加而急剧增加。     

杂质盐岩渗透特性试验研究

利用四川大学THMC岩石三轴试验系统,针对中国天然气储库杂质盐岩开展全过程渗透试验研究,并通过试验结果拟合出同时考虑围压、扩容体积应变以及杂质含量的多因素耦合杂质盐岩渗透模型。研究表明:杂质含量、杂质分布及成分对盐岩渗透性均有显著影响,不同杂质含量盐岩损伤恢复后渗透率均有所降低,其塑性变形可分为2个阶段,I阶段渗透率增长迅速,II阶段渗透率增速减缓甚至渗透率下降,盐岩破坏后渗透率明显增大,残余阶段能维持在相对稳定的水平;低渗夹层制约盐岩垂向渗透性,而泥质成分盐岩较钙芒硝质盐岩渗透率更低。由拟合的多因素耦合渗透模型可得到:围压越高渗透率越低,扩容体积应变越大渗透率越高。当杂质含量大于0.46时,渗透率随杂质含量的增大而增大,当杂质含量小于0.46时,渗透率随杂质含量的增大而减小。     

基于表面分形特征的煤岩冲击倾向性评价

对于煤岩体冲击倾向性的评价,目前主要采用煤的冲击能量指数K_E,弹性能量指数W_ET和动态破坏时间D_t三种指标。由于煤岩体的孔隙越发育(也就是孔隙率大、孔隙数量多、结构复杂等),则一般情况下其宏观力学强度就越低,岩体内积聚的能量容易通过塑性变形或破裂消耗掉,冲击倾向性就越低;同时,通过研究煤岩扫描电镜(SEM)图像,计算其孔隙特征参数和分形维数,发现煤岩体具有良好的分形特征,并且孔隙发育程度可以很好地被分形维数所描述,因此引入分形维数D_f来描述煤岩冲击倾向性是合适的,一般来说分形维数越大则冲击倾向性越小。     

中国北方荒漠区降水多时间尺度变异性研究

依据我国北方荒漠区35个站点1951—2005年月降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,运用降水集度、游程检验、功率谱、Morlet小波分析、MannKendall秩次相关及气候趋势系数等方法,分析了北方荒漠地区降水在年内,年际和年代际几种时间尺度的变异规律及其变化趋势,探讨了同期该地区上空大尺度环流异常对当地降水时空分布及变化趋势的影响。结果表明：我国北方荒漠区降水存在5a、9a及准14a主周期,1988年以来以9a及14a周期为主;降水年内分配的差异趋缓,年际波动呈增加趋势。年代尺度下,以多年均值衡量,21世纪内蒙古高原东部地区降水将减少,平均减幅为15～40mm/a,北疆大部分地区平均增幅为10～40mm/a。各年代,春(秋)季降水占全年百分率变化不大,维持在14.4％～17.5％(17.3％～21.2％),夏季是主要降水期,占全年降水的58％～62％,冬季所占比例较小,最高为5.1％。预计未来：春、夏季降水将增多,冬季降水逐渐减少,年降水有增加趋势;极端干旱区和干旱区的降水有增加趋势的地区概率分别为83％和70％,而半干旱地区降水有明显减少趋势的概率为58％,西部有向暖湿变化、中部地区趋于暖干、而东部地区趋于干旱的可能。     

闸坝地基渗流计算中边界条件敏感性分析研究

在渗流计算中,计算结果的准确性与渗流区边界条件的选取有很大关系.为获得渗流场数值模拟时边界条件对渗流场及渗流特征参数如渗流量、水力坡降的影响程度,本文进行了渗流边界条件对渗流场及渗流特征参数敏感性分析,主要针对沙湾水电站闸坝基础渗流计算模型的入渗边界η1、出渗边界η2及相对不透水层边界ηD等渗流区边界处于不同位置时,分析其对计算结果的影响,及对渗流参数的敏感程度.结果表明,上下游渗流边界及相对不透水层对渗流场、渗流量及渗透坡降均存在敏感区间.     

降雨移动方向对山区小流域洪水过程的影响

为分析降雨移动方向对山区小流域洪水过程的影响,结合流域地表径流汇流路径特点,基于物理概念的流域分布式水文模型,通过设计不同雨强下多种降雨移动方向工况,对比研究了各种工况对山区小流域洪水过程的影响。结果表明,降雨移动方向对流域洪水过程的影响主要表现在洪水峰值的差异上。在相同雨强和降雨量下,降雨沿着流域汇流路径减少的方向移动会比沿其相反路径移动产生更高的洪水峰值。在相同雨强和降雨移动速度下,流域内降雨移动的路径越长,形成的洪水峰值越高。随着降雨移动方向的改变,较低雨强(120 mm/h)模拟得到的洪峰也可能高于较高雨强(180 mm/h)模拟得到的洪峰。结合降雨的移动特征,流域的地形形状和汇流特点共同控制了降雨移动方向对径流过程的影响。     

冲击荷载下轴压对峰后破裂砂岩力学特性的影响

针对深部工程围岩常处于峰后破裂状态且遭受动力扰动影响的特点,利用动静组合加载SHPB实验装置对经静态压缩制备的峰后破裂砂岩进行冲击压缩试验,开展一维动静组合加载下破裂岩石的力学特性研究。试验中预先设置轴向静载为8,24和48 MPa三个系列,然后进行不同应变率下冲击加载,研究轴向静载对峰后破裂砂岩动力学特性的影响。对比完整砂岩试验结果表明:轴向静载8 MPa和相近应变率条件下,峰后破裂砂岩组合强度与冲击强度均低于完整砂岩组合强度与冲击强度,两者变形模量相差不大,但峰后破裂砂岩单位体积吸收能大于完整砂岩单位体积吸收能。轴向静载相同时,峰后破裂砂岩组合强度与冲击强度均随着应变率的增大而增大;轴向静载不同时,峰后破裂砂岩组合强度随着轴向荷载的增大而增大,而冲击强度随着轴向静载的增大先增大后减小。随着轴向静载的增大,峰后破裂砂岩单位体积吸收能也随之增大。动静组合加载下峰后破裂砂岩呈剪切破坏模式,且原始裂纹影响破裂面的扩展方向。     

基于Copula函数的叶尔羌河水沙丰枯遭遇研究

为了解叶尔羌河水沙关系发展规律,采用叶尔羌河卡群站、库鲁克栏干站的径流量和输沙量资料,利用模比系数法、滑动t检验法和滑动相关系数法诊断水沙关系变异点,基于Copula函数构建水沙二维联合分布模型,对比研究不同时段下的径流量与输沙量丰枯遭遇状况.结果显示:水沙关系在1993年前后发生突变,1993—2015年水沙相关性要...     

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。     

纵向增强体新型土石坝稳定性研究

纵向增强体土石坝具有成本低、施工效率高等优点,尤其适用于病险老坝的整治与改建,或缺少合格黏土心墙料地区新建的中小型坝。但因缺乏设计经验和可借鉴的先例,新坝型在渗流稳定、增强体心墙受力变形、坝坡稳定等方面亟待深入探讨。方田坝水库是国内首例采用纵向增强体土石坝的工程,基于其建立模型,采用有限单元法和有限差分法对其稳定性进行了分析,同时讨论了坝坡坡比的可优化性。研究结果表明:新坝型防渗性能较好;混凝土心墙受力以压应力为主,出现整体性破坏的可能性较小;理论上坝坡坡比有可优化的空间,但仍需要经过工程实践的进一步检验。若坝高较小、坝坡坡比合理且保证施工质量,纵向增强体土石坝稳定性较好。