昆明上公山隧道复杂地质条件下TBM卡机及护盾变形问题分析和对策

在褶皱、断层和软弱围岩共同作用时,岩石掘进机施工将面临很大困难。直径3 m多的昆明上公山引水隧道展布于普渡河背斜东翼,岩石掘进机在4 km 340 m～439 m近100 m长洞段砂泥质板岩中施工遇缓倾逆断层,发生数次卡机事故。开挖旁侧支洞时岩石掘进机后护盾出现严重挤压变形,现场对护盾进行了局部修护。结合复杂地质条件下软弱围岩矿物成分、力学强度及其构造控制作用,分析了旁挖导致护盾由近似两向转为单轴受压状态,提出了围岩蠕变发生条件和护盾变形破坏机理。采用人工扩挖旁洞、钢拱架支撑和超前导洞等工程处理措施收到一定成效。为尽可能避开前面地质条件复杂段,从该段开始隧道线路进行了调直。已有数个工程教训促使对岩石掘进机的适用条件进行认真反思。     

基于坐标投影图解的结构面和块体的计算机描述及其应用

随着人类活动（特别是工程活动）的增加，滑坡、地下工程干旱大塌方等地质灾害也在增多，相应的防灾减灾任务也越来越重。研究结果表明，这些，火害的发生往往与地质结构而密切相关。因此，在研究滑坡和塌方的方式、规模和防治方法的同时，应重点考虑地质结构面及其与临空面组合切割而形成的块体的几何条件。为了准确地描述这些块体外进行稳定分析，提出赤平极射投影作图法。赤平极射投影作图法的优点是能很好地把工程地质条件和块体稳定性分析结合在一起，不足之处则在于难以解决多块体问题且图解效率较低。针对前一个不足，提出坐标投影作图法。为了提高图解效率，还进一步根据坐标投影作图法的原理编巧相关程序，为滑坡、塌方的预测和防治提供了一种新技术手段。     

微裂隙对花岗岩力学性质影响的阈值研究

通过对高放废物地质处置阿拉善预选区巴彦诺日公花岗岩进行单轴压缩试验和薄片鉴定,研究微裂隙对花岗岩力学性质的影响。首先,采用面积裂隙线密度对花岗岩中的微裂隙进行量化。根据单轴压缩下全应力–应变曲线,求取花岗岩的力学参数。研究微裂隙密度与岩石的力学性质之间的关系。结果表明,微裂隙对花岗岩的单轴抗压强度和变形模量有明显的影响,且存在一个微裂隙线密度阈值,当微裂隙线密度大于该阈值,和单轴抗压强度、变形模量具有很好的相关性;小于该阈值,相关性很差,微裂隙对岩石力学性质的影响主要不是表现在线密度上。     

TBM施工遇险工程地质问题分析和失误的反思

当遇到不良工程地质条件,隧道工程施工选择全断面隧道掘进机(TBM)且对其选型和配置上未做充分考虑时,则往往出现各种工程地质问题。这些问题表明该施工技术对复杂地质条件适应性较差的先天不足。印度克什米尔、中国云南和台湾省3个TBM遇险并被常规钻爆法所取代的实例说明,过分依赖TBM而对后果估计不足往往造成决策性失误。此种情况下TBM的缺点充分暴露,其相对于钻爆法施工速度快的优势大大抵消,结果延误工期1～8a。在现代构造作用活跃、岩体破碎且地下水较丰富的复杂工程地质条件区选择掘进方式时,面临的最大问题是地质条件的不确定性和不可预知性。单靠现有技术改进和工程经验已不能很好地解决问题,需对此进行详细的风险分析并在设计中制定应对这种风险的工程措施。想得到1台适用于多种复杂地质条件的混合型多功能掘进机几乎不可能。是否选用TBM需经多学科专家论证,以便科学决策。     

多射孔压裂对水力裂缝扩展规律的影响

岩石水力压裂涉及到复杂的流固耦合过程,水力裂缝扩展规律及压裂液与岩体间耦合机理是目前研究的热点与难点。基于ABAQUS平台的扩展有限元法（XFEM）具有计算精度高和计算量小的优势,其中的Soil模块可用来模拟岩石水力压裂的复杂过程,分析水力裂缝的扩展路径、宽度、应力等基本参数。通过上述数值模拟方法,研究了单射孔压裂、两射孔异步压裂、两射孔同步压裂3种工况对水力裂缝扩展路径、裂缝宽度、裂缝长度、射孔眼孔压等参数的影响。模拟结果显示：(1)在两射孔异步压裂和两射孔同步压裂工况下,由于裂缝之间的干扰,最小水平主应力的大小和方向以及储层抗拉强度发生改变,进而改变了水力裂缝的扩展路径;(2)在3种工况下,单射孔压裂形成的水力裂缝宽度最小,储层岩石初始起裂压力最小;异步压裂形成的水力裂缝宽度最大,长度最大,储层岩石的初始起裂压力最大;两射孔同步压裂时形成的水力裂缝长度最短,宽度、初始起裂压力则位于前述2种工况之间;(3)射孔间距影响同步压裂和异步压裂时的初始起裂压力,缝宽最大值及裂缝长度等。模拟结果可为不同的场地条件及压裂需求下选取合适的压裂方法提供初步理论指导。     

纯棉卡其的生产实践

分析了有梭织机横档疵点的解决办法及改进措施。     

谷坊在泥石流防治中的作用--以云南蒋家沟2条支沟的对比为例

泥石流灾害严重威胁其影响区人民的生命和财产安全,但是泥石流灾害可以通过诸如控制侵蚀等工程措施来预防或者减轻。谷坊正是能够在泥石流形成区对泥石流灾害进行有效防治的工程措施之一。在野外实地调查的基础上,运用构造地质、工程地质、岩土力学等理论和方法,对比云南蒋家沟泥石流的2个主要支沟——门前沟(有谷坊布设)和多照沟(没有谷坊布设)在沟床纵坡降、沟谷两侧斜坡稳定性及泥石流侵蚀速率等3个方面的差异,来说明谷坊工程能够有效抬高泥石流侵蚀基准面,降低泥石流沟谷回淤段沟床纵坡及由此带来的泥石流流速的降低和能量的耗散,固定沟床、稳定岸坡、促进植被生长,最终达到防治泥石流的目的。此外,还讨论了谷坊设计时需要注意的几点问题。     

可用于确定水平地应力分量和围岩弹性模量的TBA位移反分析法

地应力、围岩弹性模量等参数的测定是岩石力学和工程地质学的重要研究课题之一。虽然已有许多有效的测定方法，但并非都能满足工程设计的要求。因此，一种有别于传统地应力量测方法的TBA位移反分析法被提出，并对相应的基本原理和方法进行讨论。为说明TBA法的实用性，给出了在“引大入秦”和三峡船闸边坡等工程中的应用实例。     

岩脉对隧道围岩稳定性影响分析

岩脉是一类特殊的工程岩体,旧堡隧道施工中遇到了辉绿岩和花岗伟晶岩两类岩脉。其中辉绿岩脉在400m埋深处发生了热液蚀变,试验测得其膨胀力为25kPa,自由膨胀率为0.75%,软化系数小于0.12,遇水软化是蚀变带围岩发生大变形的重要原因;花岗伟晶岩脉与围岩呈破碎接触,破碎带岩体呈碎裂结构,属Ⅳ-Ⅴ类围岩,塌方时有发生。通过施工工程地质勘察,查明岩脉工程地质条件是解决相关问题的前提之一,提出以超前地质预报和施工监测作为施工工程地质勘察的两大技术手段。针对辉绿岩脉蚀变带大变形问题,采用了注浆堵水的措施防止围岩大面积淋水软化变形,效果良好。     

落石冲击作用下棚洞垫层动力响应的颗粒级配效应耦合数值模拟研究

落石冲击垫层的动态冲击力与冲击深度是棚洞结构设计的重要依据。级配作为垫层颗粒粒度分布的重要特征，决定了垫层各级粒径颗粒的分配情况，影响了落石冲击垫层的动态过程。为研究颗粒级配对落石冲击垫层动态响应的影响，采用离散元–有限差分耦合方法，其中离散元模拟颗粒垫层，有限差分法模拟棚洞混凝土结构。在垫层平均粒径相等的情况下，开展了落石冲击不同级配垫层的动力响应数值模拟研究，通过对落石冲击力、顶板中心压应力、落石冲击深度的分析，揭示了落石冲击颗粒垫层的动态响应机制。研究结果表明：颗粒间力链的稳定性决定了垫层受冲击后的动态响应特征；颗粒间的摩擦是冲击能量耗散的主要方式，耗能占比达70%～80%；对于单峰型级配，单峰对应的粒径越小，力链长度越长，稳定性越差。峰值粒径d_t=75 mm时的峰值冲击力为d_t=25 mm的1.9倍，顶板峰值压应力为其3.6倍；对于双峰型级配，双峰的距离越近，颗粒周围约束的数量越少，力链的稳定性越差。非均质系数H_e=0.65时的峰值冲击力比H_e=0.33时的大40%，顶板峰值压应力大30%，...