水泥砂浆酸性侵蚀试验研究 Ⅰ非流动酸性水侵蚀试验

从现场调查资料与区域地质地理特征看，酸性水环境是混凝土建筑物的常见工程环境．由于对酸性水侵蚀作用特征及其机制的认识不足，导致了在国内外的混凝土的标准或规范中，侵蚀性环境水的分类及分类指标存在许多问题，故系统地研究酸性侵蚀作用意义重大．本文主要给出非流动的水动力条件下酸性水侵蚀试验的浸液ｐＨ值与时间的关系，以及体系侵蚀反应的平衡分析．

天然饱水条件下黄铁矿氧化过程的热力学探讨

本文从化学热力学角度讨论了黄铁矿在低温低压条件下通过化学作用氧化的历程，指出了决定黄铁矿氧化速率的步骤是黄铁矿的溶解作用。

非伴煤瓦斯隧道概念及其工程意义

从工程角度定位、定性及定量难易程度来考虑,交通隧道瓦斯可以分为煤层瓦斯(伴煤瓦斯)和非伴煤瓦斯两大类型。文章分析了数座瓦斯隧道来说明非伴煤瓦斯隧道概念的工程意义,指出非伴煤瓦斯隧道为赋存于煤系地层中远离煤层的非煤地层或非煤系地层地质体中的有毒有害可燃天然气体类型,一般以游离态为主;其在隧道工程中具有涌出地点、涌出压力和涌出量不确定性的特点;其燃爆灾害具有发生概率较低,但危险度极高的特点。因此,非伴煤隧道瓦斯最终出露状态需要依靠施工期间的超前地质预报手段和隧道开挖后瓦斯涌出情况而确定。

化学热力学分析中短缺组分概念的应用问题

本文从吉布斯自由能概念的定义出发，指出了△Ｇ、△Ｇ＿Ｔ在热力学分析中的使用条件。本着准确、直观、便利的应用原则，提出了应用于化学热力学分析中的短缺组分概念，并给出了这一概念的应用实例。

岩溶发育区深埋隧道水岩相互作用机理

结合渝怀铁路圆梁山隧道涌水实例,运用地球化学和断裂力学有关理论分析岩溶区深埋隧道的水岩相互作用机理,探讨水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生涌水、突泥的影响。研究表明:岩体的水力劈裂作用导致的裂纹扩展属于Ⅰ Ⅱ复合型裂纹问题;隧道开挖改变岩溶地下水循环系统的平衡,特别是深埋隧道在高水压作用下,施工爆破等作业使围岩裂隙的连通性增大,张开度增加,围岩体内裂隙发生扩展是最终形成大岩溶管道的关键;在高水头压力作用地段,水力劈裂作用造成导水裂隙进一步扩展,导致本来并不连通的岩溶管道产生水力联系,形成大型岩溶漏斗系统;如果隔水层在爆破过程中被破坏,大量岩溶水和填充物进入隧道可能会造成突发性大规模涌水突泥事故。超前地质预报或加强灌浆是确保隧道施工顺利通过隐伏大型岩溶区的有力工程措施。

红外探测技术在圆梁山隧道突水预报中的应用

隧道突水是隧道工程中的主要地质问题,是隧道施工中的安全隐患,突水危险地段的超前预报是安全施工的保证。阐述了红外探测仪的基本工作原理和HY-303红外探测仪在圆梁山隧道突水超前预报中的应用前景。圆梁山隧道进口段平导和正洞的红外突水预报结果证明,红外探测仪对透水区域的超前预报是准确的,值得在复杂地质条件下隧道工程实践中推广。

TSP超前地质预报在圆梁山隧道施工中的应用

介绍了TSP超前地质预报系统的技术特点和基本测量原理,结合渝(重庆)怀(化)线圆梁山隧道的实例,将TSP系统和超前地质钻孔预报结果进行对比,显示了该系统的实用性。

隧道围岩中黄铁矿的氧化对隧道混凝土衬砌耐久性的影响研究

当隧道工程施工遇到含黄铁矿的地层时,黄铁矿氧化形成的酸性环境以及其引发的一系列化学反应会对隧道混凝土衬砌的耐久性带来不利的影响。利用黄铁矿氧化形成酸性环境水的一系列化学反应和机理,并对隧道混凝土衬砌在酸性环境水条件下的侵蚀过程进行了实验室浸泡试验和理论分析,运用化学热力学对酸性环境下混凝土中不同硅酸盐矿物和铝酸盐矿物侵蚀反应的吉布斯自由能的变化ΔGT0和反应的平衡常数lgKT。计算结果表明铝酸盐抗H+离子侵蚀的能力比硅酸盐差;在酸性水中,高钙硅比、高碱性的是水化矿物一般比低钙硅比、低碱性的水化矿物稳定性差。研究结果结合具体的隧道工点调查,可以为穿越含黄铁矿地层的隧道混凝土病害整治和预防提出了针对性很强的工程措施。

秦岭越岭长隧道地区构造应力场特征分析

利用微断层研究方法,由定性到半定量,由点到面地分析了西安—南京线越岭长隧道地区的区域构造应力场演化、性质、方向和构造应力作用方式,为越岭长隧道方案比选提供了应力场依据。根据微构造法计算结果,本区新构造及现代构造应力场经历了:松弛期应力场、NW向挤压NE向拉伸的构造应力期、NE向挤压NW向拉伸的构造应力期。自第三纪以来,区域应力状态从总体上讲,是以垂直方向抬升、水平方向拉伸为主,现代构造应力场的性质是NE—SW或NEE—SWW向的挤压。从晚近地质时期到现代主压应力方向为NE向,σ1优势方位为NNE—NE向。自第二期应力场以来,主应力作用方式都是水平挤压或水平拉伸。

岩溶地区地下工程对环境影响的初步分析

在分析了岩溶地区地下工程对环境影响类型的基础上,以圆梁山深埋特长隧道为例,从环境工程角度阐述了其主要环境地质问题,分析了水文地质特征,利用化学热力学方法对隧道内水样的水质分析结果进行了侵蚀性评价分析,评价结果显示地下水对碳酸盐岩与混凝土具有弱侵蚀性,最后提出了在岩溶地区防止因地下工程造成环境影响的措施。

引汉济渭工程秦岭隧洞岩爆数值模拟与岩爆预测研究

以引汉济渭秦岭隧洞工程为研究对象,针对工程埋深大、地应力高和地质条件复杂的特点,进行高地应力条件下超长深埋隧洞岩爆的数值模拟预测研究。基于隧洞围岩工程力学性质和原始地应力反演数据,通过数值模拟技术,运用离散元法软件(3DEC),对研究区域的五个代表性埋深段进行隧洞开挖数值模拟,分析开挖后围岩的二次应力、位移变化和破坏情况。选择五种不同的岩爆判据对围岩岩爆等级进行预测,并将综合评判结果与实际岩爆发生情况对比。研究表明,基于离散元计算预测岩爆的方法是可行的,预测岩爆等级与实际岩爆发生情况基本吻合。

岩溶隧道中地下水侵蚀性的化学热力学分析与评价

本文从地下水的多组分角度出发,采用化学热力学方法对地下水中碳酸盐岩的侵蚀性作出了分析。以渝怀线圆梁山隧道为实例,通过隧道内地下水取样进行了全分析,其中CO2-3离子作为"中间过渡态"离子,由于只存在微小量未被检出;使用水质分析结果数据设计了五个化学反应方程式,通过活度、反应平衡常数及吉布斯自由能之间关系进行热力与反应进行两个方向化学反应判据开展分析,结果表明地下水具有弱侵蚀性,在隧学计算,依据二氧化碳气体分压PCO2道工程中应避免其引起危害。本文在方法上为地下水侵蚀性评价作了有益的探索,并对工程实践具有一定指导意义。

越岭隧道地区构造应力场测量方法研究

本文讨论了越岭隧道地区现代构造应力场研究方法和技术，提出了采用微构造法、岩石声发射法、数值模拟等方法，由定性到定量、由点到面地综合研究越岭隧道地区的区域构造应力场特征。为未来越岭隧道地区现代构造应力场的研究和测量提供了一套较为系统的新方法。

西安—南京线秦岭越岭长隧道地区区域稳定性研究

通过对西安—南京线秦岭越岭长隧道地区区域稳定性的总体评价 ,分析了影响区域稳定性的主要因素 ,进而采用模糊数学方法评价了西安—南京线秦岭越岭地区区域稳定性特征 ,并进行了稳定性分析 ,对指导西安—南京线越岭线路选线、长隧道方案比选。

硫化矿物氧化对环境水水质的影响

酸性水环境是常见的工程环境,对工程建筑物具有较强的酸性侵蚀。硫化矿物的水解和氧化作用对环境水的影响较大,尤其是氧化作用。应用化学热力学原理,对硫化矿物在不同氧化条件下,酸性环境水的形成机理进行分析。计算表明:在缺乏溶解氧的天然水中,也能满足硫化矿物氧化要求的氧逸度,并转变为硫酸盐,表生条件下硫化矿物是极不稳定的。

岩石风化与岩石化学成分的变化研究

研究岩石风化过程中岩石化学成分的变化规律 ,对于进一步研究岩石的风化机理以及岩石的物理力学性质变化过程有着十分重要的意义。本文通过对湘西地区陡山沱组黑色岩石不同风化程度的化学成分分析研究表明 ,岩石中的化学成分将随风化的进行而不断发生变化 ,在一定程度上反映了陡山沱组黑色岩石风化过程中其化学成分的变化趋势。

黑色岩层的风化特征研究

黑色岩层是一种分布广泛且较为特殊的一类岩石 ,它的风化往往会加速各类岩石以及工程建筑物材料的风化与劣化过程。本文从矿物岩石学特征、黑色岩层风化的环境特征、黑色岩层中硫化物矿物氧化的地球化学过程以及硫化物矿物氧化形成的酸性条件下其它矿物的稳定性等方面对湘西地区黑色岩层的风化特征进行了分析 ,为进一步深入研究黑色岩层的风化过程及机理打下了基础。

湘西地区陡山沱组黑色岩石风化与物理力学性质的变化特征

湘西地区陡山沱组黑色岩石因其特殊的矿物成份和地理位置,其风化作用具显著特征,即化学风化和物理风化作用相伴、相互促进。化学风化产生的矿物质一部分流失,一部分迅速结晶,形成物理风化作用,均造成岩石不断破碎,裂隙加深,因而又促使各种风化作用更加深入到岩石之中。这种风化所造成的岩石物理力学性质变化,将对岩土体的工程稳定性造成很大的影响。因而研究岩石风化后的这种变化有着十分重要的意义。本文对湘西地区陡山沱组黑色岩石不同风化特征进行了深入研究,结合其物理力学试验以及大量的点荷载强度试验结果,分析研究了岩石风化过程中物理力学性质的变化特征,提出了在该类岩石地区进行工程建设时应采取的措施。

片麻岩区隧道施工炮后碴堆燃烧现象初析

合武铁路金寨隧道至长岭关隧道之间大部分为片岩及片麻岩区域,多座隧道在施工放炮后掌子面碴堆出现燃烧现象,严重威胁隧道施工安全。简述了燃烧掌子面的基本地质情况并提出了部分隧道炮后碴块吸附气体及拱顶气体采样分析结果,对片麻岩区隧道施工中炮后碴堆发生燃烧现象进行了初步分析。

非伴煤瓦斯隧道施工危险度动态分级方法研究

在隧道工程中,真正有非伴煤瓦斯威胁的施工段落是短而少的,实现瓦斯灾害动态危险度等级管理对隧道瓦斯防治工作实际意义重大.提出了一种多指标综合分析判定隧道施工段落瓦斯危险度动态等级的方法,其基本指标包括:送抵施工掌子面的实际风量,施工掌子面和总回风断面处瓦斯浓度,超前地质钻孔及其残孔瓦斯浓度与压力,施工掌子面及其前方围岩岩性与构造面发育状态;辅助指标包括:已开挖洞身段的封闭情况,通风系统储备的通风能力等.方法的核心是综合分析隧道当前瓦斯涌出状态与能送抵掌子面的实际风量之间的配对关系.工程实例云顶山一号高瓦斯隧道算例表明,该方法是行之有效的.