高地应力双隧道施工围岩应力变化规律数值模拟研究

以云县至凤庆高速公路隧道开挖工程为研究对象,采用数值分析和相似模拟相结合的手段,对其处于不同埋深岩层围岩变化规律展开研究。为保证隧道开挖施工安全,分别对隧道拱顶围岩压力、拱腰围岩压力以及上方围岩压力进行监测。基于监测数据分析围岩应力变化规律,明确了隧道开挖对其拱顶上部岩层影响程度和拱腰不同位置岩层应力在应力释放阶段所表现形式。研究表明,拱腰围岩竖向应力在左右隧道开挖整个施工阶段,应力变化曲线主要可分为3种类型,逐渐增大最终趋于稳定型、先增加后快速下降再缓慢增加型和先增加后快速下降至0型;根据拱顶及拱顶上方岩层竖向应力曲线,可将隧道拱顶上方岩层分为3种状态,拱顶上方0~50 m应力释放“高影响区”,拱顶上方50~150 m岩层属于应力释放“次影响区”,拱顶上方150 m以上岩层属于应力释放“缓影响区”。     

高地应力条件煤与瓦斯突出模拟试验研究

深部煤与瓦斯突出发生机理必然与浅部存在显著差异,将辽宁某矿12煤层型煤作为研究对象,采用自主研发的可同时施加轴压、围压、孔隙压的煤与瓦斯突出全过程模拟装置,以轴压模拟上覆岩层应力作用,围压模拟围岩应力作用,孔隙压模拟气体压力,进行了埋深分别为1100、1300、1500、1700、1900、2100、2300和2500...     

高地应力陡倾互层千枚岩地层隧道大变形研究

 在高地应力陡倾软岩地层中开挖隧道,易引发围岩发生大变形。为了明确大变形的诱发因素,分析围岩的破坏机制、变形特征及支护结构的受力规律,提出合理的控制技术,依托杨家坪隧道进行相关研究。通过岩石试验,分析绿泥石千枚岩显著的各向异性力学特性,明确岩块的破坏形式与荷载角度的关系。通过现场观测和数值计算可知,围岩变形表现为整体内挤,水平收敛大于拱顶沉降,边墙围岩以水平向的弯折破坏和层面分离为主,其最大主应力呈“＜”,“＞”形分布,拱部和仰拱围岩以剪切滑移破坏为主,其最大主应力沿隧道切向。综合分析该隧道大变形的主要诱因是：高构造应力、不利岩层产状和低岩体强度。通过现场测试,总结了各支护结构的受力分布及发展规律。现场试验成果表明：与岩层大角度相交的长短组合锚杆配合注浆可有效加固围岩,改善围岩压力;减少开挖分部,使初支尽快成环,可充分发挥初支承载力;优化断面轮廓,可改善结构受力。     

高地应力下白鹤滩地下洞室群含错动带岩体破坏模式及机制研究

 在建的白鹤滩地下洞室群规模巨大,具有“高边墙、大跨度、高地应力、复杂地质条件”的特点,在高应力开挖卸荷过程中,遭遇到延展性强且力学性质差的多条大型错动带的影响,使得含错动带岩体遭遇到不同程度的变形破坏问题。结合地质、施工、监测、测试及数值分析等资料,首先从错动带产状、成因和自身特点等方面对错动带的工程特性进行详细论述,然后对因错动带导致工程岩体结构变形失效或破坏的实例进行归纳总结,从结构控制因素上将含错动带岩体的破坏模式划分为塑性挤出型拉伸破坏、结构应力型塌方/掉块和剪切滑移型破坏3种类型;其次,研究分析各类含错动带岩体的破坏特征与机制,包括时空演化过程、形态特征、破坏规模等,初步揭示3种破坏模式对应的力学机制;最后,给出典型的含错动带岩体破坏模式分析预测和支护探讨实例,从而为白鹤滩地下厂房施工过程中含错动带岩体不稳定性问题的预测和调控提供借鉴。上述研究成果对于高应力条件下类似的地下洞室群含错动带岩体的稳定性研究具有重要的参考价值和指导意义。     

超深竖井工程围岩分级探讨

结合超深竖井工程围岩分级过程中遇到的问题,尤其是深部高地应力、高地温等复杂条件对稳定性的影响,根据工程实际资料对这些问题进行了分析和探讨,对分级方法中的定量指标岩体完整性指数Kv和岩石饱和单轴抗压强度进行了高地应力、高地温条件下的修正,并通过典型工程实例验证了该修正方法的实用性。     

圆形隧道应力-应变正交关系的力学行为研究

基于Detournay导出的在非静水应力场条件下(λ≠1)服从Mohr-Coulomn屈服准则以及不相关塑性流动势时圆形洞道平面问题位移场基本解,揭示出软弱围岩隧道在高地应力条件下的变形规律,即,软岩隧道的最大变位方向与最大主应力方向存在相互垂直关系的变形规律,这一结论与人们已认同的通常情况下隧道围岩所表现出的相互平行关系变形规律,截然不同。需要指出的是,这种“相互垂直关系”的围岩变形规律,与一些工程实例的现场位移量测结果,却表现出完全的一致性,例如在高地应力条件下已发生大变形的家竹箐隧道工程,其围岩变形规律便是如此。     

基于现场监控量测的龙潭隧道施工期围岩稳定性研究

龙潭隧道位于沪蓉国道主干线湖北长阳白氏坪-恩施段上,长8 600 m,最大埋深530 m,属国内第二长公路隧道.隧道穿越岩溶、断层、裂隙发育地段,受构造运动影响,围岩内赋存的水平地应力偏高,沿途地质条件复杂,是典型复杂地质条件下的深埋特长隧道.为研究施工期隧道围岩的稳定情况,进行大量现场监控量测.通过对监测数据的分析,研究围岩位移、锚杆轴力、二衬接触压力的分布特性及其变化规律,研究结果可为隧道后续施工和设计方案优化调整提供依据,也可为类似复杂条件下深埋特长隧道的设计、施工提供参考.     

高地应力下大型地下洞室群开挖顺序 与支护参数组合优化的智能方法

 针对高地应力下围岩变形破坏的特殊性以及大型地下洞室群开挖支护优化计算量大的特点,在三维弹塑性数值计算的基础上,采用反映高地应力下脆性岩石变形破坏特点的新本构模型,提出基于弹性释放能、塑性区体积、洞室周边位移与支护费用的地下洞室群开挖顺序与支护参数组合方案的综合优化新指标,综合集成粒子群与支持向量机的智能技术,提出高地应力下地下洞室群开挖顺序与支护参数的智能优化新方法。该方法通过典型施工方案的数值计算构建学习样本,采用支持向量机方法对样本进行学习与预测,建立起施工方案与综合优化指标之间的非线性映射关系,在具有一定约束条件的全局空间下,通过粒子群优化算法搜索出开挖顺序与支护参数的全局最优组合方案。将该方法应用于高地应力区黄河拉西瓦水电站地下厂房洞室群的开挖顺序和支护参数优化分析,结果表明该方法的可行性。     

引黄灌区泥沙农田化技术

黄河下游引黄灌区在引水的同时,也引进了大量泥沙,堆积在渠道和沉沙池两旁,不仅恶化了环境、形成沙害,而且也占压了大量耕地。三义寨灌区是较典型的引黄灌区,以沉沙条渠泥沙农田化和渠道两侧沙垄治理为重点,进行了堆沙高地作物品种、土壤改良、小麦灌溉、果农间作种植模式等试验研究,提出了一套较系统的泥沙农田化技术,为引黄灌区泥沙的处理和利用探索出了一条新途径。     

依托中金岭南锌都仁化成产业集聚新高地

据报道,依托境内的中金岭南丹霞冶炼厂和凡口铅锌矿,仁化不遗余力地推进有色金属循环经济产业基地建设,构建“中国锌都”产业集聚新高地。仁化县大力实施“双转移”战略,认真贯彻落实《珠江三角洲地区改革发展规划纲要》,主动承接珠三角产业转移,经济实现高速发展。近3年来,仁化县生产总值年均增长15．8％,地方财政一般预算收入年均增长37．99％,在2009年分别达到46．51亿元和26703万元。