高地应力深埋隧道断裂破碎带段大变形控制现场试验研究

丽香铁路中义隧道出口平导玉龙雪山西麓断裂破碎带段围岩软弱、破碎,受高地应力及断裂破碎带影响严重,边墙大变形灾害突出,以此为研究背景,开展了4种围岩大变形控制措施的现场试验研究。试验结果表明:采用普通加强支护措施(工况1),无法控制该段围岩变形;采用"抗放结合"控制措施,下部围岩应力释放需缓释,采用工况3(双层支护+下台阶、仰拱分开施作)方案,试验段围岩应力得到较好控制,但其工序繁琐,施工进度缓慢;采用"强支"理念的工况4(单层支护+加强拱架+预留应急加固措施)方案,最大日变形速率、累计最大变形量均最小,分别为3.2 cm/d和62.2 cm,试验段全长围岩累计变形量在可控范围内,施工工序较为简单,施工月进尺可达90 m以上;考虑到平导需发挥超前作用,建议中义隧道出口平导玉龙雪山西麓断裂破碎带段采用工况4方案进行施工。研究结果可为类似工程提供参考。     

岩石声发射Kaiser点信号的小波分析及其应用初步研究

针对目前岩石声发射采用参数法确定Kaiser点所存在的问题,提出基于波形分析的确定Kaiser点的小波分析研究方法。利用RMT-150C岩石力学试验系统与WAE2002型全波形多通道声发射检测仪,进行单轴加载岩石破坏全过程声发射试验。首先,对砂岩声发射Kaiser点信号进行了频谱分析,确定了Kaiser点信号的频率范围,提出基于小波变换的Kaiser点信号的信噪分离方法;其次,进行现场套孔砂岩岩芯的单轴加载声发射试验,结合Kaiser效应原理和现场实测结果确定了Kaiser点,提取相应的波形信号,并进行小波降噪处理。研究结果表明,小波分析是处理岩石声发射Kaiser点信号的一种有效的方法,从而为通过波形分析方法确定岩石声发射Kaiser点及声发射机制研究奠定了一定的试验基础。     

江坪河水电站坝址区初始地应力场-三维数值反演分析

在对江坪河水电站区域地应力场特征进行实测分析的基础上,通过对三维模型施加不同的边界载荷,对比分析应力拟合点处的计算应力与实测应力,采用三维数值分析方法对水电工程坝址区初始地应力场进行反演分析。结果表明:江坪河水电站坝址区初始地应力场量值较低,最大主应力为2.5 MPa,方向为N45°W;最小主应力为1.5 MPa,方向为N45°E。应力拟合点处应力计算值与实测值较为接近,表明反演得到的坝址区初始地应力场是合理的,符合坝址区地质构造历史背景。     

套孔应力解除法测量断层区域地应力(英文)

为了减小断层区域地应力分布对采矿安全性的影响,采用套孔应力解除法及UPM40三轴应变地应力测量系统开展断层区域3处9点的地应力现场测量。结果表明,尽管岩石内部孔裂隙较发育,从岩芯围压-应力曲线仍可看出3处测量点岩石表现出较好的线弹性。断层区域的水平及垂直应力分量在不同方向上存在明显差异,最大侧压系数高达6.15,最大主应力为8.01~14.93 MPa,应力方向为N78.07°W~N17.55°W。断层区域地应力以水平构造应力为主,由于断层及其破碎带的应力释放,其数值比类似地质区域的应力值低。此外,断层及其区域剪切力部分导致了矿体的非对称延伸及西南向偏移。     

徐州矿区深部地应力测量及区域构造作用分析

为了指导徐州矿区深部巷道维护及开采安全,在5个埋深超过800 m的深井采用空心包体三维应力解除法进行了原岩地应力测量。实测数据表明：所有测点的最大水平主应力均略大于垂直主应力,方向呈NW-SE向, 近水平方向;由于受区域地质构造作用,地应力存在东西差异,西部和西北部矿井,近似呈静水压力型,东部矿井水平应力是垂向应力的1.19～1.23倍;分析了深井地应力量级、主应力与侧向系数随深度的分布规律;分析了区域郯—庐大断裂左旋平移的基础上形成的北东向徐—宿弧形推覆构造作用影响,确立了矿区实测地应力场与区域地质构造的一致性关系,为深部开采提供可靠的地应力基础数据。     

复杂初始地应力场的反分析

提出了复杂初始地应力场的力学模型。在该模型中，地应力不必符合某种特定的分布，通过求解构造应力在边界上的节点力，可以确定这种地应力。讨论了在线弹性介质中，通过有限元计算求解这种地应力的方法、过程，并给出算例。     

以地应力为基础的锚杆支护设计方法

综合应用计算机数值模拟，现场试验与监测和工程类比等方法，进行锚杆支护参数的优化，是一种包括“地应力测试-地质力学评估-初始设计-现场监测-反馈信息-修改设计”的煤巷锚杆支护动态设计方法。     

围岩与初期支护间缓冲层的大变形控制效果及合理厚度研究

以丽江至香格里拉铁路中义隧道为依托,采用数值计算的方法,结合试验段的现场监测资料,对在围岩和初期支护间设置缓冲层控制初期支护变形的效果及不同地应力侧压力系数下缓冲层的合理厚度进行了研究.研究表明:在围岩与初期支护间的边墙段设置合理厚度的高密度泡沫板(EPS)可显著提高初期支护的稳定性,并使初期支护最大水平收敛、拱顶下沉...     

川藏铁路雅安至新都桥段地应力特征及工程效应分析

拟建的川藏铁路雅安-新都桥段地处川滇藏构造交汇区,地应力场复杂,针对该区现今地应力场的研究有助于川藏铁路的科学建设.基于水压致裂法地应力实测数据,对川藏铁路雅安-新都桥3个区段(雅安-泸定段、泸定一康定段和康定-新都桥段)的地应力特征和分布规律以及其工程效应进行分析.研究结果表明:(1)主应力值随埋深具有较好的线性关系...     

大型地下洞室围岩稳定性数值模拟分析

结合泰安抽水蓄能电站的工程建设实际,在现场地质调查和场区地勘资料分析的基础上,深入分析了工程区的地质力学环境条件,建立了能够反映研究区地貌、岩体结构和地应力环境条件的力学模型.以地应力实测结果为参照依据,采用线性有限元法反演分析了初始地应力场,采用非线性有限元方法模拟了地下厂房等主要洞室开挖施工与支护过程中的围岩应力和稳定性状况,全面论证了大型地下洞室开挖方案的可行性,揭示了大型地下洞室不同开挖阶段应力的集中部位和围岩的潜在破坏部位.