纳米硅溶胶加固粉质砂土的性能研究

粉质砂土具有富含微细孔隙的特点,导致对其进行注浆加固较为困难。在传统注浆加固材料的基础上,引入纳米硅溶胶,研究纳米硅溶胶对粉质砂土加固的影响。以纳米硅溶胶加固粉质砂土为研究对象,通过注浆效果对比试验、无侧限抗压强度实验、渗透实验、SEM扫描电镜分析等试验方法,比较不同养护环境及龄期加固土力学性能。结果表明：纳米硅溶胶注浆性能相对与传统注浆材料能快速有效地渗入土体对土粒进行胶结,对孔隙进行封堵。通过设置干燥空气和水两种养护环境养护后进行相应力学试验及抗渗冲刷试验,结果发现：当填充率为25%时,纳米硅溶胶加固土强度最大可提高至280—290 kPa,连续水流冲刷下抗渗时间扩展至340 h。此外,比较不同养护环境及龄期的加固土组成成分及结构特征发现,水养护下加固土结构更为完整,孔隙更少。因此,纳米硅溶胶在富水地区对加固粉质砂土具有更大的优势。     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发,研究了矿区奥灰水突水危险性,计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查,探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性,形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明,利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯,可为矿区安全开采提供保障。     

地面-巷道瞬变电磁法探测采空区积水的应用

为探测呈祥煤矿副斜井在3#煤层下方是否充水,进行了地面-巷道瞬变电磁探测技术的应用。结合一矿81402工作面上方存在不明采空积水区、距离较远、井下正常超前物探难以覆盖的现状,制定了地面-巷道瞬变电磁探测方案。应用过程中发现,相对传统瞬变电磁法,地面-巷道瞬变电磁法受地形影响较小,对浅部数据地质信息反应较好,所观测的数据质量比较高。此外,3条巷道对采空区积水的位置有反映,与调查的采空区积水位置基本一致。实践表明,探测结果为采空区积水的防治提供了参考依据,可以运用到类似工程问题的实践中。     

富水破碎岩体帷幕注浆模型试验研究

利用自主研制的三维注浆模型试验系统,开展富水破碎岩体多孔分序帷幕注浆试验,获得注浆扰动下岩体多物理场演化规律:1被注岩体总压力及孔隙水压力变化强烈,历经急剧增长—峰值波动—渐进衰减—趋于稳定的变化阶段;2破碎岩体内部,浆液在隧洞拱顶和拱底位置发生优势劈裂扩散,同时引起洞周收敛位移;3注浆作用下破碎岩体压缩释水导致渗透性能显著降低,表现为分序注浆试验中超孔隙水压力激发程度逐次大幅提高。帷幕注浆试验结束后,揭露、分析了加固体内部特征,研究破碎岩体加固范围非均匀变化规律,归纳总结松散破碎岩体及泥质软弱岩体对应的渗透–劈裂型及微劈裂型两类注浆加固模式,揭示了劈裂浆脉形成的多重注浆叠加机制。基于以上研究工作,利用扫描电子显微镜(SEM)分析固结岩体微观特征,研究表明浆脉–黏土界面具有三维结构,可划分为渗透型和微劈裂型两种类型,网络状微型浆脉的锚固作用增大了界面粗糙度和强度;界面靠近黏土一侧发育损伤裂纹,推测为固结岩体物理力学条件突变位置,为加固岩体潜在破坏环节。研究成果补充和完善了室内注浆模拟试验方法,探索了多孔分序帷幕注浆试验中浆液扩散规律及注浆加固机理,为类似地质环境下岩体注浆提供了理论支撑与技术指导。     

掘进巷道降低爆破尘毒的工业试验研究 —以铜兴矿业为例

采用工业试验的方法,研究富水炮泥填塞炮孔降低掘进巷道爆破尘毒的效果。通过定性分析和定量分析得出,采取添加富水炮泥措施的爆破与常规爆破相比,爆破尘毒中粉尘和CO的产生量分别减少了62.2%、54.7%。研究结果对减少爆破尘毒污染、保护工人安全具有重要意义。     

富水软岩巷道稳定性控制技术研究

富水条件下软岩巷道容易出现大变形及围岩强度大幅度降低等情况,对矿井的生产安全造成极大威胁。为探索富水软岩巷道稳定性控制技术,结合新上海一号煤矿113082工作面运输巷工程实例,采用理论分析方法研究了地下水对巷道围岩及支护结构的影响,提出围岩稳定性控制对策,并对控制方案进行数值模拟验证。针对富水软岩巷道,首先采取导、疏结合的控水措施,减小对原有围岩强度的影响,降低对支护结构的损害;其次采用全断面、多手段联合加固的支护措施,控制围岩变形。工程实际及数值模拟结果表明,对于富水软岩巷道采取以上技术措施,能够有效保证巷道的稳定性。     

小保当井田2-2煤潜水采动影响分区研究

针对小保当井田在未来开采过程中造成的地下水资源大量漏失的问题,以小保当井田开采的2^-2煤层为研究对象对潜水资源受煤层采动影响分区进行研究。采用富水指数法通过AHP-熵值法建立评价模型划定了萨拉乌苏组潜水含水层富水性分区,根据相邻煤矿导水裂隙带现场实测类比确定了井田2^-2煤层导水裂隙带发育高度及层位,采用信息融合理论方法综合松散潜水含水层富水性分区和2^-2煤层导水裂隙带发育层位划分小保当井田内潜水资源受采动影响分区,得出结论：井田未来开采2^-2煤层时对松散潜水含水层的采动影响较小,仅存在一般失水区,位于井田南部且范围较小。由于在研究过程中采用了相邻矿井的资料,因此对相邻矿井未来进行相关研究和煤炭开采有一定的指导意义。     

西安富水砂层盾构施工Peck沉降预测公式改进

隧道开挖引起的地表沉降预测主要有公式法、数值法、解析法等,由于Peck公式法的合理、简便,被广泛应用于隧道开挖引起的地表沉降预测中。但由于Peck公式的局限性,在不同地层中预测隧道开挖引起的地表沉降时需要对其进行修正。本文以西安地铁某区间盾构穿越富水砂层为背景,通过现场实测数据、线性回归方法并引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β两个参数对原始Peck公式进行修正,得出α的取值范围为0.106 7~0.354 4、β的取值范围为0.539 0~0.681 9,将修正后的公式和现场数据对比发现拟合效果较好,参数取值合理。相关结论可供盾构在富水砂层中施工作为参考。     

富水卵石土地层盾构隧道运营对环境影响分析

针对富水卵石土地层颗粒分布不均、卵石含量高等特点,以成都某地铁区间隧道工程为背景,采用FLAC3D软件分析了列车振动荷载作用下地表及建筑物的竖向动力响应特性。结果表明:随着距轨道水平距离的增大,地表竖向动力响应逐渐减弱,且在距隧道较近处衰减缓慢,在较远处衰减明显;整体上建筑物的动力响应随楼层升高有缓慢增大的趋势;随着水平距离的增加,同一楼层处的动力响应有显著的衰减现象,且距离越远衰减幅度越大;地表和建筑物的动力响应均集中在0~12 Hz和20~25 Hz两个频率带内,属于低频振动。研究结果可为进一步完善城市振动控制标准提供参考。     

富水软土层中基坑的变形控制措施分析与应用

介绍了富水软土层处理中止水、挡土和降水三种措施,以某深基坑为例,挡土结构采用钻孔桩加二层钢筋混凝土支撑的复合支护形式,止水措施采用双轴深搅桩止水加高压旋喷桩,降水措施采用管井并结合排水沟与集水坑明排处理地下水,实际支护效果良好,可见支护方案在变形控制方面是有效的,整个支护体系是成功的。