灰岩地区人工挖孔桩施工安全综合动态模糊评价

在分析人工挖孔桩施工特点的基础上运用综合评价系统理论,建立了科学、及时、动态的安全评价体系,并运用模糊层次法对施工安全进行了全面评价,安全评价结果为一般,与实际情况吻合,实践证明将模糊层次法用于人工挖孔桩施工安全评价是可行的,且能取得很好的效果。

VTI介质中弹性波的波动特征研究

波动特征研究对各向异性介质的弹性参数反演,速度反演、NMO,DMO、时间域的偏移以及地震资料的精确解释有着重要意义.本文由Christoffel方程出发推导出二维VTI介质中XOZ对称平面内弹性波相速度与各向异性参数的关系式以及慢度面的计算式并通过理论模型分析得出以下结论:1)ε值决定了P波的水平相速度的大小,反映了P波水平传播的相速度与垂直传播的相速度的差异;δ值决定了P波垂直方向附近相速度的各向异性程度的大小.2)VTI各向异性介质中纵波偏振方向不再与慢度面是平行而是有一定的夹角,且SV波的慢度面不再完全与偏振方向垂直的.3)准SH波的波慢度面呈椭圆,准P波与准SV波慢度面为不规则椭圆.

EDA介质中地震波的传播特征

对Christoffel公式进行Bond变换得到EDA介质的Christoffel方程,并由其非零解推导出EDA介质中视横波(qSV)、横波(SH)、视纵波(qP)的相速度、群速度、偏振向量(质点的振动方向)的三维计算公式.通过模型计算分析了具有水平对称轴的各向异性(HTI)介质和EDA介质中介质对称轴的极角和方位角对相速度、群速度及偏振向量的影响,对其随极角、方位角的变化特征进行了分析,并采用Matlab进行了数值计算,对其特征采用三维显示.通过取极角或方位角为零简化得到HTI介质和具有垂直对称轴的各向异性(VTI)介质中地震波的相速度、群速度,对EDA介质中的三维计算结果进行退化验证.通过数值计算进一步验证了地震波相速度与EDA介质对称轴的相互关系.结果表明,通过广角地震勘探可探明地下介质的裂隙走向及密度,从而确定灾害体产状.

黏弹性EDA介质中地震波的衰减特性研究

本文首先由Christoffel方程推导出黏弹性EDA介质中均匀、非均匀P波、SV波和SH波的相速度表达式,然后参照极端各向异性介质的相关计算方法,推导出EDA介质中均匀、非均匀地震波相衰减系数和群衰减系数的表达式,并通过数值计算分析了相速度、相衰减系数、群衰减系数与裂隙方位的关系.结果表明:均匀介质中SH波的相速度和相衰减系数均可指示裂隙的走向;非均匀介质中SH波相衰减系数随非均匀角的增大而增大,且其对称轴与介质对称轴的夹角也相应增加;由于地震波振幅的衰减随岩石物理性质的变化比地震波速度的变化更为灵敏,而且携带了更多的岩石物理性质信息,因此可用来探明裂隙走向、密度及含水特性,进而应用于预测、预防地下工程地质灾害事故.

VTI介质中的AVO特性

理论和实践已证明,地层中广泛存在着各向异性.研究地层的各向异性,并利用它来提取用各向同性理论无法获得或更为精确地获得某些岩性信息,是一项非常有意义的课题,其中各向异性对AVO的影响是其中的一个重要的内容.本文主要从Kelvin-Christoffel方程出发推导出VTI介质中反射与透射系数的计算式,并通过对反射系数与各向异性参数之间的关系式的分析和模型计算来讨论各向异性对AVO的影响,并对计算结果进行了对比分析,最后通过实例说明其应用.

基于摄动法的弱各向异性介质地震波传播特征近似

地球椭球面上的经线交于极点而纬线则相互平行。地图上的经纬网是地球椭球面上的经纬网的拓扑映射。投影网中极点到坐标原点的距离函数关联着7类常规地图投影的分类。距离等于零时对应着方位投影;距离为有限由于精确传播特征表达式较复杂,不利于参数反演,因此有必要推导其近似的线性表达式,本文主要完成了三个方面的工作:用摄动法求解Christoffel方程,进一步用确定了qp、qs波的相速度、偏振向量;推导了极端弱各向异性介质中qP、qS波群速度的一阶表达式,并对已有的研究成果进行了补充和完善;在极端各向异性表达式的基础上,推导了VTI、HTI介质中的地震波属性表达式。

VTI介质中的三维波动特征

相速度与群速度是认识各向异性地震波传播规律的主要参数,研究VTI(具有垂直对称轴的横向各向同性)介质中相速度和群速度的传播特征,对地震数据解释具有重要意义。本文从极端各向异性介质Christoffel方程出发,推导三维空间VTI相速度、群速度、偏振向量、慢度面计算公式并通过数值计算详细探讨VTI介质中,相速度、群速度、偏振方向与各向异性参数的关系,并通过对称轴旋转得到TTI(具有倾斜对称轴的TTI)、HTI(具有水平对称轴的TTI)介质的结果的相速度、群速度随裂隙方位变化特征,探讨了相速度特征在确定岩石裂隙方位方面的意义。

水位涨落对库岸滑坡孔隙水压力影响的非饱和渗流分析

以某水库库岸滑坡为工程背景,根据饱和-非饱和渗流控制方程,针对不同滑坡体渗透性和库水位升降速率,研究库水位变化条件下滑坡体内孔隙水压力的动态响应,得到:(1)水位升降时,在相同的入渗条件下,饱和渗透系数对初始地下水位有明显的影响;增大饱和渗透系数能降低地下水位,使地下水位线变得平缓,滑坡体的动、静水压力减小,有利于稳定;(2)增加库水位升降速率,地下水位响应滞后变得显著,地下水位线形态整体变陡,滑坡体的动水压力增大,不利于边坡稳定性。

探地雷达的发展历程及其前景探讨

在总结近年来众多探地雷达研究者成果基础上,概述了探地雷达在仪器设备研制、数据处理及解释、应用范围这三方面的发展历程.指出了当前雷达设备研制所存在的问题、数据处理及解释技术的不足之处.并针对探地雷达以后的发展方向作了预测.希望通过此文能使读者对探地雷达有一个更深刻的了解,也希望本文对探地雷达工作有一定的指导作用.

基于Hoek-Brown准则的隧道围岩屈服接近度分析

为了建立Hoek-Brown准则围岩稳定性评判标准,通过理论分析,推导了Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则的关系以及Hoek-Brown准则参数表征的屈服接近度(YAI)函数;通过FLAC3D建立隧道三维数值模型,编制相应Hoek-Brown屈服接近度YAIhb的程序,分析了材料参数和应力变化的影响。结果表明:①自编程序计算的YAIhb=1区域与FLAC3D计算的塑性区分布范围相同,验证了程序的正确性,并且屈服接近度能够表征各单元的屈服程度,优于塑性区判定标准。②随着地质强度指标GSI的增大,YAIhb逐渐减小,两者之间的关系采用3次多项式进行拟合的精度较高;YAIhb随岩石单轴压缩强度σci的增大而减小,采用指数方程对两者的关系进行拟合,能得到较高的相关系数;随着单元损伤的加剧,其屈服接近度逐渐增大,表征单元破坏程度增大,YAIhb和岩体损伤指标D之间符合双曲线分布规律。③最大主应力σ1增大引起YAIhb减小,两者表现出显著的线性关系;中间主应力σ2增大引起YAIhb呈现先增大后减小的趋势,可用3次多项式曲线对其关系进行拟合;YAIhb随着最小主应力σ3的增大而线性增大。

TSP法与探地雷达相结合在隧道超前地质预报中的应用研究

在当前隧道超前地质预报变得日趋重要的情况下,本文详细探讨了如何选择合理有效的预报方法。首先分析了我国现阶段所有的超前地质预报方法的优缺点,然后通过对比分析,提出了隧道的超前地质预报以TSP法长距离探测为主,同时有效地与探地雷达短距离探测相结合的预报方案。通过对邵阳-怀化高速公路多个隧道的应用研究,此方案取得了很好的预报效果,给施工单位提供了有效科学的指导。

页岩发育区浅埋隧道超前地质预报方法研究

以页岩的不良工程性质和围岩分级依据为基础,探讨公路隧道页岩浅埋段的超前地质预报方法的优化组合.通过比较国内外现有的各种超前地质预报方法的优缺点,提出了以TSP法和双频激电法为主、根据工程项目的等级适当考虑采用探地雷达作为补充的一套组合方案.而在某些特别复杂地段建议采用水平钻探加以验证.应用这套方案在常(德)—张(家界)高速公路第十合同段的关口垭隧道进行了一次科研试验,对预报结果进行详细的处理和分析后,给施工单位提出了相应的施工建议.后期的跟踪调查结果表明,试验成果与实际情况基本吻合,给予了施工正确的指导,达到了试验目的.

层状岩体结构面特征及其拟合描述模型

为了研究层状岩体的压缩破坏特征,并建立相应的理论描述模型,利用快速拉格朗日元法对三轴压缩情况下的层状岩体进行数值计算,分析了层状压缩强度与结构面倾角的关系,建立了相应的理论模型。利用所建模型,对参考国外文献中的试验结果进行描述,并探讨了加载速率和岩体压缩强度的关系。结果表明:所建拟合模型能够较好描述层状岩体的强度特征,得到了数值试验和室内试验的验证;岩体压缩强度随加速速率增大而增大,二者符合线性关系特征。

滑坡勘探中的三极电测深法

物探是查明滑坡体岩性及判别滑坡体结构、滑带空间分布的有效而快捷的手段之一。其经济成本低、覆盖范围不受地形条件限制,在勘察工作中已成为配合地质勘探工作的首选方法。本文结合一个工程实例,介绍三极电测深法用于高速公路滑坡勘探的基本原理、野外使用方法、滑坡的地球物理特性、滑坡的电测深曲线特征、资料解释及钻孔验证情况,证明电测深在高速公路滑坡勘探中的有效性,对此类滑坡的电探工作提出某些见解。

隧道地质灾害地震波探测的高阶有限差分模拟研究

研究目的:研究隧道施工中不良地质灾害体反射波法探测机理问题。研究结果:采用吸收边界和加阻尼边界的方法,边界反射基本上达到完全吸收的效果;采用交错网络的高阶有限差分计算,能够直观、准确的反映出非均匀岩层、溶洞、软弱夹层等隧道复杂构造和不良地质灾害体的地震波传播特征。

全长锚杆的无损检测研究

锚杆是地下工程及边坡工程施工中的一种重要手段,是一种隐蔽性的重要工程,因而对其进行质量检测是非常必要的。目前锚杆检测主要采用动测法。全长锚杆是目前应用较多的一种锚杆,对于全长锚固锚杆中锚固质量为优的锚杆来说,由于看不到底端反射,因而只能根据经验或依据能量衰减与锚固段长度呈指数关系,用测定能量衰减变化量来预测全长锚固锚杆的长度。全长锚固锚杆底反射变得很弱或消失,这是很有意义的信息,应进一步深入研究。目前锚杆的注浆饱和度测试仅处于定性或半定量的状态,不能精确定量地给出注浆饱和度值,但它对锚杆质量判断仍具有很高的实用性。更精确的定量判断还有待进一步的试验研究。

全长锚固锚杆拉拔试验研究

支护设计最基本的指标是支护能力,即支护的最大承载力。锚杆的支护能力是锚杆对围岩的最大锚固力,由于锚杆在岩土介质中受力的复杂性、多变性,因此锚固能力的计算十分困难。工程中常用拉拔试验来确定粘锚能力,但由于拉拔试验时锚杆体上的粘结剪应力分布与锚杆实际工作时不同,拉拔力并不能作为锚杆的粘锚能力。研究认为,可根据拉拔试验和锚杆的实际承载状态下载荷分布规律的不同,得出最大拉拔力和锚固力之间的关系,为正确地利用拉拔试验来检验锚杆安装质量和评估锚杆锚固能力提供理论依据。

基于CPML边界条件的水下地质雷达数值模拟

水下的地质雷达探测与常规的地质雷达探测具有显著的不同点。文中对CPML吸收边界条件的公式进行推导,并通过数值模拟对均匀介质以及非均匀介质中吸收边界条件的吸收效果进行了验证,数值模拟的波场快照证明了CPML吸收边界条件在水下的地质雷达数值模拟中具有很好的吸收效果。通过对水平层状介质模型以及倾斜层状介质模型开展数值模拟,并结合实际探测的雷达图像,证明地质雷达对于水下地层的探测能够取得良好的效果;通过对空洞体位于不同深度时的数值模拟,证明了地质雷达对于水下的空洞探测也能对其位置及规模进行较为准确的判断。这为水下地质灾害的探测提供了理论依据及指导。

超声波平测法在隧道二衬裂缝检测中的应用

随着山区高速公路的不断发展,隧道应用也越来越广泛,且随着运营时间的增长,隧道病害越来越多,其中影响较大的是二衬开裂,一方面影响隧道的结构稳定,另一方面引起隧道渗水。因此对隧道裂缝的检测及加固显得越来越重要。超声波作为裂缝无损检测方法具有穿透能力强,检测成本低等优点,在混凝土桥梁、隧道等大体积混凝土质量检测中得到了广泛的应用。利用超声脉冲波在混凝土中传播的时间,接收波的振幅、频率和波形等声学参数的相对变化,可判断混凝土内部的充填状态、裂缝深度等。隧道衬砌只具有一个面,检测时只能采用平测法,平测时应在裂缝的被测部位,以不同的测距,按跨缝和不跨裂缝布置测点进行检测,通过对比分析判定裂缝的充填状态及其发育深度。将超声波法与裂缝宽度检测仪综合使用,同时探测裂缝的宽度及发育深度,并将检测结果采用Matlab软件进行三维显示,使结果更为简洁、直观,为后期的加固设计、施工提供了坚实的基础。

复杂地质条件下的公路隧道建设

在西部山区高速公路建设中,隧道所占的比例越来越来大,而且地质条件也越来越复杂,介绍了复杂地质条件下(软弱围岩及断层破碎带、高地应力、岩溶、采空区及堆积体)公路隧道建设中的经常遇到的问题,提出了勘探、设计与施工中应遵循的原则和处理措施。