岩洞处置库围岩胶体对Sr^(2+)的吸附性能研究

岩洞处置环境中,围岩作为阻滞放射性核素进入环境的最后一道屏障,其在长期处置过程中产生的围岩胶体增大了核素迁移的风险。本文以围岩胶体和处置库拟处置的Sr^(2+)为研究对象,开展了围岩胶体稳定性及胶体对Sr^(2+)的吸附性能研究。稳定性研究表明:pH、温度及岩洞处置库地下水中部分离子均对围岩稳定性有影响,围岩胶体在处置库地下水环境中拥有良好的稳定性能。通过吸附试验,考察了时间、pH、不同离子等因素对吸附的影响,并对其吸附动力学及吸附等温模型进行了分析。结果显示:围岩胶体吸附Sr^(2+)在12 h达到平衡,平衡吸附量为41.79 mg·g^(-1);碱性环境下,吸附量随pH而增大;不同离子均对围岩胶体吸附Sr^(2+)有抑制作用,其阳离子抑制作用大于阴离子。围岩胶体对Sr^(2+)的吸附符合准二级动力学模型及Freundlich吸附等温模型。

内衬岩洞式储气库采气过程热力研究

内衬岩洞式地下储气库(LRC)作为天然气储存与调配的重要方式具有显著优势。采气过程中的天然气温度变化对LRC储气库内衬钢罐体及采气管线的材质、地面设施及工艺控制方案有较大影响。通过对LRC储气库注气采气过程建立热力学模型,分析采气过程中储气库洞室及采气管线中天然气压力与温度变化特征,分析采气过程中采气速率、竖井终端处理设施压力对采气过程热力变化的影响规律,选择合理的控制工艺,确保储气库采气过程中的安全与经济。

城市地下岩洞开发利用研究进展

岩洞开发今后可能成为城市地下空间开发的一种主要趋势。北欧国家(如瑞典、挪威和芬兰)、新加坡和中国香港等国内外城市在地下岩洞开发方面处于世界领先水平,并且在岩石资源调查与区划、岩洞三维建模、开发可行性与适宜性评价及岩洞开发规划等方面已取得了成功经验。首先概述了国内外典型城市在地下岩洞开发方面的现状和发展特点,然后结合实例,着重介绍了城市地下岩洞开发利用相关技术研究进展,并分析了目前存在的问题。为实现我国内地城市(尤其是山地城市)可持续发展,建议重视并开展基于岩洞开发的城市地下空间理论和关键技术研究。

湖南道县后背山福岩洞2011年发掘报告

福岩洞位于湖南省道县乐福堂乡，2011年9-10月间，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和湖南省文物考古研究所在道县文物管理局的配合下，对该洞穴进行了发掘，揭露面积约20m2。调查显示，福岩洞属于大型管道型溶洞，发育于上古生界碳酸盐岩系内，遗址周边属于峰林和溶盆地貌，处于岩溶发育的后期。洞内堆积发育，以砂砾石层和红黏土为主。本次发掘出土5枚古人类牙齿化石和大量哺乳动物化石，其中人类牙齿总体形态特征与现代人（Homosapiens）接近哺乳动物化石中己鉴定出39种（含未定种），其中灭绝种只有巴氏大熊猫、最后鬣狗、剑齿象、巨貘、南方猪等；结合铀系法初步年代测定和动物群面貌判断，古人类活动的年代大致为晚更新世。本次发掘表明，该遗址仍有较大的工作潜力，对其进一步发掘和研究将为探讨古人类在该区域的演化和生活方式提供有价值的科学信息。

桂林甑皮岩洞穴的形成、演化及古人类文化遗址堆积浅议

研究发现甑皮岩(洞穴)新石器时代遗址文化层堆积不仅具有重要的古人类活动-史前文化研究价值,而且具有旅游观赏价值,是重要的史前文化遗产,是揭示和反映中华远古文明的典型代表。据洞穴石笋、钙华测年及年溶蚀率推测,桂林甑皮岩洞穴形成年代大约是在晚更新世时期。而据文化堆积层中的陶片、古动物化石测年、炭灰和孢粉记录表明,文化层从距今12500年左右开始沉积,并于7600年结束,延续时间长达5000年。该遗址在史前考古中占有重要地位,为华南地区史前文化的发展序列和探求桂林历史文化的渊源提供了极为重要的考古依据。

国外地下水封岩洞石油库的建设与发展

概述了国外地下水封岩洞石油库60余年的建设与发展过程,介绍了亚洲、非洲和欧洲大型地下水封岩洞石油库的建设计划,并将地下水封岩洞储油库与地上储油库进行了比对,结果表明,水封岩洞储油库在安全、储存容量、经济性和环保等方面更优于地上储油罐。

湖南保靖县白岩洞地下河流域水文地球化学特征研究

白岩洞地下河系统工程主要是解决保靖县城供水水源问题。本文通过三个时段的大量野外实测数据,分析了白岩洞地下河流域内岩溶泉、地表水体和地下河水的岩溶水文地球化学特征及其动态变化。结果显示,该流域内岩溶泉可分为两个主要类型,一类是与深循环有关、沿区域断层带分布,其水文、水化学动态相对稳定,水化学变化受深源CO2浓度控制;另一类为岩溶表层带泉,受地表环境、降雨量影响大,水化学动态变化较大。而地下河及其支流水的水化学变化特征介于表层带岩溶泉和地表水之间,其三个时段的变化规律跟表层带泉相似,主要水化学指标枯季(12月)>雨季1(次年4月)>雨季2(次年7月),说明明显受降雨的稀释作用控制。

地下储油岩洞数值模拟的正交试验设计

针对地下储油岩洞群设计的数值模拟试验,提出了用正交试验设计方法进行数值模拟试验岩洞群的优化设计,获得了岩洞群的最佳布局方位、合理的岩洞断面尺寸比例、最佳水平的洞室间距和施工顺序。建立了相应的试验指标计算方法和分析思路,使地下储油岩洞库的设计方案更合理。

洞穴医疗及柳州响水岩洞穴医疗研究

洞穴医疗，是利用洞穴自身所具有的特殊性能，使病患者进洞后身体逐渐得到康复。洞穴医疗主要用于治疗慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等呼吸道疾病。通过我国首家洞穴医疗站——柳州响水岩洞穴近几年的洞穴医疗实践，及对其若干主要环境因素进行历时二年的长期观测、分析和研究，结果表明，洞穴环境是一种较完美和理想的“天然康复医院”。洞穴环境以一种特殊的形式对人类组织器官有积极的正向作用，对多种疾病的治疗及康复有显著效果。

广西大岩洞和岩头2号洞洞穴动物群落结构及其与环境因子关系分析

通过对广西大岩洞和岩头2号洞进行深入调查,采集到动物标本5048号,隶属35科42属69种。其中大岩洞共获洞穴动物标本3324号,隶属26科30属50种;岩头2号洞共获洞穴动物标本1724号,隶属29科36属46种。根据两洞不同光带中洞穴动物类群和个体数量组成不同,可将其划分为6个动物群落。经过群落多样性分析:均匀度指数从高到低的顺序是群落F(0.9790)>C(0.8392)>B(0.7553)>E(0.7355)>A(0.6970)>D(0.6487),群落E(6.3717)和群落D(5.6321)的物种丰富度指数最高。群落多样性指数最高的是群落F(3.0261)和C(2.7694)。此外,还研究了部分环境因子与群落多样性的相关性,结果表明:S与AT(气温)呈显著正相关;D与ACO(CO2含量)呈显著正相关;H'与AN(N2含量)呈显著正相关;H'与ACO呈显著负相关;H'max与AT(温度)呈显著正相关;J'与AN呈显著正相关;J'与ACO呈显著负相关;H(湿度)与AO呈显著负相关;S与ACO呈极显著负相关;其余的相关性均不明显。从所列的环境因子与物种和群落的多样性的欧式距离分析来看,S与D的欧氏距离最小,为66.753;S与AO的欧氏距离最小,为28.736;D与SOM(土壤有机质的含量)的欧氏距离最小,为8.035;H'与SOM的距离最小,为2.132;J'与AN的欧氏距离最小,为1.790。

地下水封岩洞油库设计、施工的基本原则

我国对大量石油储存的需求使石油贮备库的建设势在必行,地下水封岩洞油库是储存油品的最好形式。文章介绍了地下水封岩洞油库的密封原理、类型、优点等并重点对其选址、设计、施工进行介绍。笔者旨在提出地下水封岩洞油库的主要特点和规划、设计、施工的基本原则及标准,并指出我国尚未形成关于大规模地下水封岩洞油库设计、施工的完整技术,缺少指导性规范。开展地下水封岩洞油库的关键设计与施工技术研究具有重大的现实意义。

白岩洞地下河洞穴系统及其开发方案的优选

:白岩洞地下河洞穴系统位于保靖县城东南 7km,为一个复杂的现代地下河型洞穴系统。白岩洞洞穴系统由主洞道和吉库、两岔河、三岔河和铁匠洞等 4条主要支洞构成。主洞道分为白岩洞入口 -三岔河、三岔河 -金塘湾洞冒水处和金塘湾洞冒水处 -金塘湾洞 3段 ,长约5151m,高差 10 4 m,坡降 2 0‰。金塘湾洞冒水处 -金塘湾洞只有一条支洞 ,洞道结构相对简单 ,最枯流量 2 7l/ s(1999年 2月 2 9日 ) ,高程36 3m,能够满足与目前最低的灌溉渠道 (350 m高程 )联网要求。因此 ,建议在金塘湾洞引水 ,设计隧洞长度 330 0 m,取水高程 36 3m ,出口高程352 m。

白岩洞地下河开发的环境效应研究

湖南省保靖县设计以引水方式开发白岩洞地下河为城镇生活供水水源。该地下河的补给有大气降水和地表水 ,几个主要地表水入口多为岩溶洼地 ,洼地中分布着农田和人口密集的村庄 ,地下河系统森林覆盖率较低。地下河出现一些环境问题 ,如地下河水中出现农药和化肥的残留成分、泥沙含量在雨季剧增、地下河水细菌总数和大肠杆菌群超过国家饮用水标准规定的量等。同时 ,开发地下河也会对引水工程沿线地区的自然、社会和生态环境造成有益的和不利的影响 ,如挖掘隧洞可增加引水工程水量、高位自流供水可降低成本 ,白岩洞地下河淤积、部分村庄缺水、生态不良反映等。应抓住开发白岩洞地下河的机遇重新整理地下河流域土地资源 ,调整用地结构 ,增加林业用地面积和投资 ,建立水源卫生防护带 ,控制农药化肥用量和类型。

基于Q系统与数值模拟的地下岩洞锚喷支护参数研究

针对山东某地下水封液化石油气库工程,基于洞室截面尺寸和场区结构面发育特征,采用Q系统计算出特定Q值洞室围岩段的初步锚喷参数。基于场区地应力分布特征,采用GSI和Hoek-Brown准则建立起Q值与岩体等效力学参数的联系。基于3DEC离散元,分别从连续和非连续围岩角度对锚喷参数进行校核,并基于超载安全系数法评价支护结构的安全性。结果表明:连续围岩条件下,锚喷支护对围岩位移的控制作用明显,锚杆的最小安全系数为2.75,喷层的安全系数为1.25,表明锚喷参数是安全、合理的;非连续围岩条件下,由于出现局部失稳块体,锚喷支护破坏失效;Q系统不针对局部块体失稳问题,表明结合离散元等数值模拟技术进行综合设计的必要性以及施工期对局部失稳问题进行提前甄别的重要性。

软岩洞室最优支护的广义SMP准则解与对比研究

现有洞室最优支护设计均基于Mohr-Coulomb(简称M-C)准则,不能真实反映岩石强度的中间主应力效应以及围岩的三向不等应力状态。基于广义SMP准则和稳定蠕变J_3准则,考虑中间主应力对岩石强度的提高作用,建立了软岩洞室最优支护力与围岩允许最大位移的理论解答。洞室最优支护解答对M-C准则、外接圆Drucker-Prager(简称D-P)准则均具有很好的拓展性,且工程实例验证了其正确性。研究结果表明:3种强度准则结果间的差异实际反映的是对中间主应力效应的不同考虑,M-C准则和外接圆D-P准则对应的结果是两个极端情况,推荐选用广义SMP准则解答;岩石长期强度是洞室最优支护设计的关键参数,围岩凝聚力与内摩擦角的影响亦很显著,应合理测定岩石的强度参数并充分考虑变异性。

低放废物近地表岩洞处置实践

利用辽宁兴城退役铀矿山废矿井的+43m中段处置退役的镭厂低放废物。对该处置设施基本情况、需处置的废物来源、整备设施及运输、废物处理处置方法及环境影响进行了分析。该处置设施已接受8 747m^3废物、尚有2 000m^3的容量空间,待剩余空间接受其他来源的废物后实施处置场封闭。

天然气盐岩洞室群长期存储能力

对某天然气存储场盐岩洞室群的长期变形进行了三维有限元法流变分析。盐岩洞室周边附近区域内围岩的应力较低,其分布呈现出抽水井附近的水压力特征。当达到设计使用年限(80a)时,该天然气存储场内单一洞室的剩余存储能力保有初始存储能力的29.1%。进一步研究表明,当洞室间距较大时,单一洞室的剩余存储能力较大。间距400m的洞室群中单一洞室的剩余存储能力比间距280m的大5%～10%。

THLM岩洞勘测系统的研制

THL M(非接触式测距经伟仪 )岩洞勘测系统是由经纬仪和手持式激光测距仪集合而成。本文介绍了 THL

穿岩洞矿地下转露天开采的关键技术研究

针对穿岩洞矿地下转露天采矿面临的特殊地质条件。从矿体顶底板及夹层处理、采空区防治、生产工艺及爆破工艺等关键技术出发进行了研究,对其地下转露天安全高效采矿具有重要的意义。

基于岩石强度应力比的35~50 m跨度硬岩洞室围岩稳定性评价

为了研究35~50 m跨度的大型硬岩地下洞室围岩稳定性,分析了34例18~35 m跨度硬岩洞室的工程资料,就不同岩石强度应力比对不同跨度、不同高度下35~50 m跨度硬岩洞室围岩稳定性的影响进行数值模拟。结果表明:(1)岩石强度应力比对围岩稳定性影响的敏感度曲线可分为基本不变、缓变、陡变三个阶段,基本不变与缓变阶段的界限值为7.4~7.8,缓变与陡变阶段的界限值为4.3~4.8,随着洞室尺寸的增大,敏感度曲线界限值有所增加;(2)34例大跨度硬岩洞室的岩石强度应力比均处于基本不变或缓变阶段,敏感度曲线的三阶段划分与工程实践吻合度较高,能较好地评价硬岩洞室设计的可行性;(3)工程类比下硬岩洞室(跨度大于35 m)在岩石强度应力比大于5.0~5.7时围岩变形和塑性区深度与金沙江某硬岩洞室基本一致,具有较好的围岩稳定性。相关研究思路和成果可为大跨度硬岩洞室设计与施工提供参考。