黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区结构面控制型边坡变形机制及稳定性分析

黄金峡水利枢纽大坝左岸Ⅰ区边坡开挖施工阶段发现了多条断层和多组裂隙,出现了多次变形突变现象,呈台阶状跳跃增长,且变形大多位于深部10~30m,局部累计监测变形值超过100mm。根据地质、监测及坡表开裂等资料综合分析影响边坡变形的关键因素,并采用三维数值计算方法论证加固效果,复核边坡稳定性。结果发现Ⅰ区边坡是典型的结构控制型边坡,变形范围及深度与结构面fz39、L920位置吻合,变形破坏模式主要是结构面fz39、L920构成的块体KT21滑动破坏。现状条件下边坡已接近临界状态,考虑削坡减载和边坡中下部增加大吨位锚索后,边坡安全性得到显著提升。研究结果丰富了边坡稳定性研究的工程实例,为工程自身建设提供了重要的技术支撑。     

High-strength aluminum alloys hollow billet prepared by two-phase zone continuous casting

The two-phase zone continuous casting (TZCC) technique was used to continuously cast high-strength aluminum alloy hollow billets, and a verified 3D model of TZCC was used to simulate the flow and temperature fields at casting speeds of 2–6 mm·min⁻¹. Hollow billets under the same conditions were prepared, and their macro/microstructures were analyzed by an optical microscope and a scanning electron microscope. During the TZCC process, a circular fluid flow appears in front of the mushy zone, and the induction heated stepped mold and convective heat transfer result in a curved solidification front with depressed region near the inner wall and a vertical temperature gradient. The deflection of the solidification front decreases and the average cooling rate in the mushy zone increases with increasing casting speed. Experimental results for a 2D12 alloy show that hot tearing periodically appears in the hollow billet accompanied by macrosegregation near the inner wall at casting speeds of 2 and 4 mm·min⁻¹, while macroscopic defects of hot tearing and macrosegregation weaken and the average size of columnar crystals in the hollow billets decreases with further increasing casting speed. 2D12 aluminum alloy hollow billets with no macroscopic defects, the finest columnar crystals, and excellent mechanical properties were prepared by TZCC at a casting speed of 6 mm·min⁻¹, which is beneficial for the further plastic forming process.

     

斜沟煤矿迎采掘巷水力压裂切顶卸压技术研究

本文针对斜沟煤矿迎采掘巷围岩控制难题,采用水力压裂切顶卸压技术弱化回采工作面18104材料巷顶板,通过钻孔窥视检验得出钻孔内具有显著的竖向裂隙带,可实现工作面回采当中及时切断基本顶,进而保证迎采掘进巷道围岩的稳定性。     

基于水足迹与SBM-Malmquist模型的长江经济带工业水资源绿色效率的研究

中国是世界上水资源供需矛盾最突出的国家之一,水资源作为人类生存、社会经济发展的必备资源,一直处于被过度开发利用的状态。文章对长江经济带工业水资源绿色效率进行研究,首先基于水资源效率的内涵,引入环境污染等负面因素,对工业水资源绿色效率进行重新界定,对水资源绿色效率的内涵进行补充,其次通过理论分析与实证分析相结合的方式,了解工业水资源绿色效率的影响因素和时空特征,以此来探讨长江经济带工业水资源绿色效率的提升方法。文章在蓝水足迹与灰水足迹概念的基础上,通过运用三阶段超效率SBM模型和Malmquist-Luenberger指数分解法,选择工业从业人员（劳动）、工业固定资产投资（资本）、蓝水足迹（自然资源）作为投入变量,将工业增加值作为期望产出变量,将灰水足迹作为非期望产出变量,构建了工业水资源绿色效率的指标体系,并对长江经济带11省市2009—2019年的工业水资源绿色效率进行了测算。结果表明,长江经济带整体和区域的蓝水足迹具有波动性,灰水足迹呈下降趋势。在剔除环境因素和随机误差后,发现环境因素对纯技术效率的抑制作用较为明显,规模效率和综合技术效率还有一定的提升空间。全要素生产率指数呈现上升趋势,虽然影响全要素生产率指数变化的因素在各个省份、不同阶段有所不同,但整体上长江经济带工业水资源绿色效率的主要驱动因素源于技术进步。因此建议长江经济带的不同省份可以结合各自的产业特点,发挥各个区域的资源禀赋,通过产业上下游供应链结合等方式来提高规模效率、加强区域合作,通过投入产出要素的优化提高效益、减少水污染。     

三峡库区消落带土壤金属污染特征的研究进展

三峡库区蓄水后的生态环境问题受到人们和政府的高度重视,库区消落带是水库生态环境的重要组成部分。近年来,针对库区消落带土壤金属环境问题,国内外相关学者开展了大量的研究工作。基于近十年相关研究成果,本文对三峡库区消落带土壤金属含量、时空分布特征及生态环境风险进行了梳理、归纳和分析。结果表明,三峡库区消落带土壤金属含量总体呈现库区上游及下游较高,库区中游较低的空间格局,不同水位高程不同土壤层中各金属元素的分布特征存在一定差异。与蓄水前期相比,库区消落带土壤金属含量随干湿交替周期的增加呈现动态变化,且存在向江水中迁移的环境风险。由土壤环境质量评价结果可知,研究区域土壤总体上为二类土,处于轻度污染等级,存在轻微生态风险,主要风险元素为Cd,其次为As和Hg,但目前其含量并未影响人体生命健康。针对库区消落带的研究现状,本文提出今后相关研究的着眼方向,以期为三峡库区消落带土壤重金属污染防控及库区水生态环境保护提供参考。     

水工隧洞TBM施工适宜性围岩分类研究

隧洞掘进机TBM已逐渐成为水工深埋长隧洞的常规施工方法,而现行规范的围岩分类主要以隧洞围岩稳定性和支护措施为判别因素,仅适用于钻爆法隧洞。为此,梳理国内外不同工程的围岩分类指标体系和TBM施工特点,在隧洞围岩基本分类的基础上,重点分析了TBM掘进效率和不良地质条件,构建了TBM施工适宜性围岩分类方法。总结大量工程案例,综合权衡超硬岩、岩爆、断层破碎带、大变形、突涌水(涌泥)和高外水压力六个关键因素对TBM施工的定量影响,提出了可量化围岩分类指标。工程应用表明,TBM施工适宜性围岩分类方法可依据工程地质资料快捷完成围岩分类,能有效指导TBM隧洞施工,且具有较好的通用性和易用性。     

基于Hoek-Brown准则西原模型的圆形隧洞黏弹塑性解

为进行流变围岩圆形隧洞工程应力、应变分析,将Hoek-Brown强度准则引入到西原流变本构模型,同时在力学模型中考虑掌子面推进效应和支护阻力对围岩应力释放率的影响,得到了支护条件下基于Hoek-Brown准则西原模型的圆形隧洞黏弹塑性解。通过锦屏二级水电站引水隧洞案例验证解析方法的可靠性,并进行了塑性区半径和围岩变形的影响因素定量分析。研究结果表明:(1)基于Hoek-Brown准则的西原模型更能反映实际隧洞工程岩体流变特性,建立的解析方法能够考虑围岩应力释放效应和塑性体积扩容特征对围岩变形的影响,其计算结果与实际监测数据吻合良好;(2)围岩应力释放系数、Hoek-Brown准则参数s、原岩应力和隧洞半径对塑性区半径的影响较大,是判断流变围岩隧洞稳定性的主要考虑指标,相对而言,岩石单轴抗压强度和Hoek-Brown准则参数m对塑性区半径的影响较小;(3)引入围岩扩容系数后,围岩位移量显著增加,但基本不影响围岩流变变形曲线形态和塑性区半径,从洞壁向围岩内部延伸,围岩扩容系数对围岩变形的影响越来越小。     

调剖剂对非目的层伤害的防治方法

注水井调剖作为控制油井含水、提高水驱效果的一项重要措施在注水开发油田发挥了十分重要的作用,而调剖效果的好坏很大程度上取决于调剖剂的选择性进入能力.本文以岩心实验为基础,针对调剖剂能否在非目的层形成表面堵塞的两种情况,分析了影响调剖剂的选择性进入能力的因素.对于调剖剂能在非目的层形成表面堵塞的情况,分析了渗透率级差、调剖剂的地面交联强度、非目的层绝对渗透率等因素对调剖剂选择性进入能力的影响;对于调剖剂不能在非目的层形成表面堵塞的情况,采用平面夹砂模型实验和数值分析方法研究了油水流度比、渗透率级差、调剖剂的阻力系数和低渗透层启动压力等因素对调剖剂选择性进入能力的影响.结合岩心实验对如何防治调剖剂对非目的层伤害的方法进行了研究,分析了控制注入压力法、形成表面堵塞法、暂堵剂注入法在减少调剖剂对非目的层伤害中的作用.     

考虑中间主应力的非均匀应力场圆形巷道围岩塑性区分析

基于Drucker-Prager准则,引入中间主应力系数,推导出不同侧压系数下巷道围岩塑性区边界线方程,用于预测不同侧压系数下巷道围岩塑性区的大小和形状。用单因素分析法,考虑不同中间主应力下,巷道围岩塑性区半径的变化规律。在侧压系数λ=1的时候,对在D-P准则下和在Mohr-Coulomb准则下巷道围岩塑性区的大小进行比较。侧压系数越偏离于1,巷道围岩塑性区水平方向和垂直应力侧差异增加,对围岩塑性区的大小和形状影响也越大;随中间主应力增大,塑性区范围越小。     

采区硐室U型钢支架壁后注浆机理研究及应用

 以裴沟煤矿42采区硐室群为研究背景,采用数值模拟、现场测试与试验相结合的研究方法,得出硐室群围岩稳定性特征及控制对策。利用地质雷达与钻孔窥视仪探测硐室群围岩松动圈发育情况;运用数值模拟软件UDEC分析了注浆的作用范围以及不同水灰比和注浆压力条件下浆液扩散规律。针对硐室群围岩岩性特点,提出U型钢支架壁后注浆一次支护技术,在此基础上,再进行永久支护。现场工业性试验结果表明,在采用合理支护方案后硐室群维护效果理想。