地热异常矿井进入深部开采后热害现象严重。通过对三河尖矿地温场、地温梯度变化规律及岩石热物理性质的分析，揭示三河尖矿深部地温随深度的增大变化异常，大地热流值偏高，为典型地热异常矿井。总结分析得出三河尖模式高温热害特征，即冷源短缺地热异常。针对三河尖模式热害治理，结合三河尖矿地面供热现状，提出三河尖模式热害治理HEMS降温技...
福州长乐国际机场高速二期金鸡山隧道是双向八车道连拱隧道，隧道区域内节理发育，开挖过程易于产生块体，而块体稳定则是公路隧道施工过程中最为关键的问题之一。通过对金鸡山隧道中导洞开挖掌子面及其他出露区域的节理进行精细化采集与描述，经统计分析后预测隧道正洞区域内的节理分布，运用关键块体理论分析中导洞节理精细采集断面所对应的隧...
深井软岩及动压巷道支护难度大，传统的支护方式已难以满足需要。为此研发钢管混凝土支架，在实验室测试支架的力学性能，试验支架采用痧140mm×4．5mm钢管和C40混凝土，由4段构成，接头采用套管连接。在侧向约束、纵向点载荷加压条件下，试验支架的极限承载力为1504．1kN，纵向极限压缩变形为82．65mm，破坏方式为钢管材料屈服破坏。与U型钢支架...
加载速率会造成岩石材料破坏形态的改变，材料破坏过程中存在塑性向脆性转变的临界速率。在颗粒流程序下，通过Fish语言编程，虚拟实现岩石数值试件，并进行0．0005，0．0010，0．0050，0．0500m／s四个加载速率下的单轴压缩数值试验。分析加载速率对岩石破裂形态、裂纹数量和扩展、应力-应变曲线和能量转换的影响。发现：加载速率的增加破坏优...
隔离矿柱是地下开采矿山浅部转深部开采的衔接部分，其合理尺寸选择及其稳定性对深部开采安全极其重要。针对谦比希矿浅部转深部开采的实际情况，采用极限跨度法、经验公式法以及极限平衡分析方法，对原设计的隔离矿柱尺寸进行验算，提出合理的隔离矿柱厚度为21m；根据隔离矿柱尺寸，修正原隔离矿柱留设方案，对所修正的方案应用FLAC如对其稳定...
采用YTJ20型岩层探测记录仪，对新汶孙村煤矿埋深1300m、侧临采空的2222东回风巷内顶板破裂分区进行探测研究，结果表明：深部高应力是深部岩层分区破坏的根源；在侧空开采条件下，处于深部高支承压力集中的区域，顶板岩层内分区破裂数量将大于处于卸荷、大变形区域岩层分区破裂数量，但受岩层沉降大变形的影响，沿着卸荷、大变形区域岩层内原宽...
官庄铁矿是我国东部地下矿之一，埋深500～1000m，采用无底柱分段崩落法回采。通过应力测量得知，矿区最大水平应力为垂直应力的1．14倍。针对北采区510-550m水平开采引起的远区水平移动问题，在大量实测资料分析基础上，采用数值方法和随机介质理论对水平移动进行预测，同时对实测水平移动进行分析。通过分析发现，距当前采区边界500m处的水平...
围岩中分布的软弱夹层对地下洞室围岩稳定性、支护结构安全性有着重要的影响，以软弱夹层的变形、强度等效为出发点，基于接触面单元和软弱夹层影响带概念，提出一种在固定的有限元网格中模拟不同厚度的软弱夹层的实用化模拟方法，并初步验证该方法的合理性、正确性、实用性；利用提出的模拟方法，以奥地利岩土工程有限元分析软件FINAL为平台，...
实践表明，隧道掌子面前方含水、充泥等不良地质体对隧道施工构成潜在的危险和障碍，严重影响隧道施工速度。由于瞬变电磁法对低阻体反应灵敏，在进行瞬变电磁隧道超前地质预报时，这些含水、充泥等不良地质体通常又可以近似当成一种低阻夹层来处理，因此，利用瞬变电磁法对掌子面前方低阻夹层的探测研究就显得很有意义。采用建立在全空间理论上...
裂缝是运营期隧道衬砌结构的主要病害形式之一，特别是拱部纵向裂缝对隧道原有结构的承载力影响较大。通过公路隧道衬砌结构裂缝评价方法，对隧道主要裂缝进行安全评价，给出安全等级，同时应用刚度退化模型对隧道原结构进行承载力评价，给出加固前的隧道结构安全系数，通过工程实例验证说明，通过刚度退化模型计算承载力是可行的，为隧道的加固...
渝湘高速公路共和隧道地质条件十分复杂，隧道施工遇到很大困难，隧道开挖后初期支护多处纵向开裂。隧道开裂段围岩为页岩，现场实际监测资料表明页岩层理、节理发育，易风化，亲水性较强，有水软化倾向。页岩的这些性质对隧道初期支护结构的效果及隧道长期稳定可靠性具有重要影响。针对这一施工难题，先进行页岩基本力学试验，获得页岩基本力学...
针对地铁土压平衡式盾构隧道施工的特点，首先运用系统工程学的思想对盾构隧道施工存在的危险因素进行辨识，对地铁盾构隧道施工进行层次分析，然后构造安全评价指标体系，运用泛函理论确定指标层和准则层的权重，使用安全检查表法和作业条件危险性评价法等不同评价方法对指标层的款项进行评价，得出指标层、准则层的危险等级，最后使用模糊综合...
西安地铁穿越多条活动地裂缝带，地裂缝未来活动对地铁隧道结构造成严重威胁。论述西安地裂缝成因、活动方式和剖面特征，对未来地裂缝活动趋势和地铁设计使用期内地裂缝最大垂直位移量进行分析和预测。通过浅埋暗挖马蹄形地铁隧道穿越地裂缝带的三维有限元数值模拟，得出当地裂缝垂直位移量达到20cm时隧道出现开裂破坏，隧道结构抗裂设计时需分...
基于综放采场围岩宏观应力壳的发现及其力学特征的分析，采用现场实测、实验室相似材料模拟试验及计算机数值模拟（FLAC3D）综合方法开展留窄煤柱非对称综放开采采场围岩应力壳壳基、壳体应力演化特征、演化形态及演化参数问的关系分析。研究结果表明，应力壳演化是工作面推进过程中采动高应力在围岩空间的动态平衡过程，其演化形态随工作面推进...
多孔介质微、细观结构的非透明一直是阻碍深入认识深部条件下岩体损伤及煤与瓦斯突出机制的难题。为此，基于小波多分辨分析，提出一种复杂孔隙介质微、细观结构的可视化及多尺度、各向异性的精细描述方法。为验证方法的可行性，对不同地区的6种煤岩试样进行扫描电镜观测；应用小波多尺度变换、图像分割、以及图像重建技术对煤样的SEM图像进行“...
提出一种基于连续介质力学的块体单元离散弹簧法，并将其应用于地质体渐进破坏过程的数值模拟研究。该方法以连续介质力学的基本理论为基础，以八节点正六面体单元为离散对象，根据有限元的形函数理论及正六面体单元刚度矩阵的具体表达式，将正六面体单元离散成为12根棱弹簧，并推导各弹簧的弹簧力计算公式，给出各弹簧的弹簧力分量的物理意义、...
金坛盐穴地下储气库作为西气东输的重要配套工程，其主要功能是为西气东输管道的季节调峰和安全稳定运行提供用气，确保长江三角洲地区的天然气用气安全。地表沉降的准确预测是其保证储气库建设和生产运行安全的一种重要手段。先应用盐岩水溶开采沉降新概率积分三维预测模型，基于开采沉降的分层传递原理，对盐穴20a变形收缩引起的地表沉降及盐...
针对淮安盐矿深部层状盐岩的构造特征，对含泥岩夹层盐岩、纯泥岩和纯盐岩3种岩芯试样进行单轴压缩和不同围压下三轴压缩的全过程试验研究，对比分析3种岩样的应变和破坏特性。试验结果表明：（1）含夹层盐岩及纯盐岩在单轴及三轴条件下，表现出明显的塑性应变趋势，且其应力一应变全曲线表现出明显的应变硬化软化性质；（2）盐岩及含夹层盐岩表...
针对岩爆烈度分级预测评价中诸多因素不确定性问题，应用未确知测度理论并结合工程实际，根据岩爆的特点及成因，选取最大切应力σθ、单轴抗压强度σc、单轴抗拉强度σt及岩石的弹性能量指数Wet，并以应力系数吲印岩石脆性系数诉σc/σt及弹性能量指数形．作为岩爆烈度分级的评价指标，建立岩爆烈度分级预测的未确知测度评价模型。以国内外18组工程岩...
水电工程常常用原位岩体承压板法变形试验的变形模量昂与对应部位岩体的纵波速度Vp之间的关系来确定大范围及深部岩体宏观变形参数，E0-Vp的相关性与试点的地质代表性、测试方法、试验数量、选用的函数关系等有关。介绍建立E0-Vp关系的试验方法及影响因素，以典型工程为实例，从试验数量、地质代表性、试验条件及函数关系4个方面研究E0与Vp之间...
为探讨洞室围岩的破坏过程和机制，进行拉断裂和远场断裂破坏、V型坑破坏及分区破裂化3种破坏形式的试验研究。试验中采用平面和空间加载方式对预制洞室模型进行加载，通过白光散斑数字相关方法和声发射对模型洞室围岩的破坏过程进行监测，进而对3种破坏形式的形成机制进行分析。拉断裂和远场断裂破坏试验表明：远场断裂产生的力学机制主要是以...
变容压力脉冲法是一种快速（t50〈2．5h）、宽幅（10^-7～10^-1D，1D=1×10^-3cm／s）、高精度（偏差〈5％）的渗透系数测量新方法，介绍这种方法的理论特点、装置设计原则和试验操作过程。探讨采用该方法及其装置渗透系数测量的13种误差源，包括装置的、客观的和人为的误差源，总结为6种误差因素。通过采用ANSYS有限元软件中渗流模块瞬态脉冲法...
将华北地区分成11个应力小区，依据华北地区近期1111条中小地震震源机制解数据，利用格点尝试法分析华北地区主应力方向的分布特征，结果显示，华北地区现今构造应力场以水平作用为主，其中，唐山和晋南地区最大主应力方向为近EW向，其他地区最大主应力方向均为NEE向，方位为NE60°～80°。鲁西南万福煤矿深部水压致裂原地应力测试结果显示，水平...
煤层厚度是煤矿设计与开采必不可少的数据，准确地预测煤层厚度，不仅能给煤矿提供有力的地质保障，而且还能给煤矿带来巨大的经济效益。煤层厚度预测可根据已知钻井煤层厚度数据通过拟合或回归分析方法来计算，但由于钻孔数据量有限，因此，所预测出的煤层厚度在孔间与外推区域存在较大误差。三维地震资料在横向上具有良好的连续性，若能将稀疏...
地应力是漫长地质时期形成的岩体内生应力，成因复杂、影响因素众多，是影响深井巷道围岩稳定性的重要因素之一。应用空心包体式三轴应变计，采用钻孔应力解除法系统地对霍州矿区现有主采煤层进行地应力现场实测，得到不同位置和埋深的实测地应力数据。通过对实测数据的系统分析，得出矿区范围内地应力场的分布规律，验证霍州矿区地壳浅部地应力...
利用JQ200型岩石剪切流变仪，对武汉越江隧道围岩中的饱水砂岩进行剪切流变试验，得到不同应力状态下饱水砂岩的剪切流变曲线，研究其流变特性，并与干燥砂岩的流变特性做比较，发现饱水砂岩比干燥砂岩具有更明显的流变性，且饱水砂岩的应力门槛值比干燥砂岩的小些。基于得到的剪切流变试验曲线，用后验排除法进行流变模型的识别，最终选用五元...
宜昌-万州（宜万）铁路马鹿箐隧道DK255＋978m通过-高压富水隐伏溶腔（水压高达160m、水量高达1×10^6m^3），先后发生多达19次的突涌水（泥）灾害事故。基于隐伏溶腔水量大、水压高、泥沙含量高、破坏力极强，没有先兆、具有突发性与间歇性，兼具延滞性和突发性矛盾等特征，依托溶隙、脉管及填充物由于压力差从渗流扩大呈汇流，袭夺周围脉管和溶...
在复杂工程地质条件下，煤矿深部Y型大断面交岔点严重变形，牛鼻子部位破坏尤为严重。通过现场调查及理论研究，总结深部Y型大断面交岔点的典型破坏形式。研究表明深部高应力、牛鼻子部位两侧无约束分别支护是其破坏的主要原因，提出深部Y型大断面交岔点双控锚杆支护技术。将研究成果应用于夹河矿深部交岔点工程中，应用效果良好。
目前确定石油工程中地应力的方法均存在各自的局限性，为了得到直接反应地应力大小和方向的信息，提出一种基于实钻资料确定地应力的新方法，不将井眼看作理想的圆筒，而是通过力学分析建立井壁围岩的变形程度与岩石物理力学性质、地应力、孔隙压力及钻井液密度的关系，在此基础上由钻井液录井和常规测井，反演出地应力及孔隙压力，并进一步计算...
顶管穿越已固结完成的高速公路地基，将引起土体扰动和土层损失，使路堤产生纵、横向不均匀沉降。分析表明，在项管施工及降水过程中可采用路堤纵、横坡改变量不大于0．5％的指标对由不均匀沉降引起路堤稳定性进行动态控制和预警，有效防止路面裂缝的发生。现场试验和实测规律表明，顶管穿越过程中扰动区的沉降具有瞬时性和超前性，对于砂土地基...
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