秦岭公路隧道通风竖井岩爆预测和防治措施

秦岭公路隧道2号通风竖井,为国内乃至世界公路隧道规模最大的竖井工程。根据工程地质资料分析,岩爆是该竖井施工过程中的主要难题。为了从岩性角度评价竖井围岩的岩爆倾向性,开展了室内岩石单轴压缩变形试验和物理模型试验,根据改进脆性指数指标和模型试验的结果,表明竖井围岩有岩爆倾向性,必须加强岩爆预测和防治。根据水压致裂法的地应力测试结果和地应力分布特点,采用三维有限元回归分析反演了竖井工程区域的初始应力场。根据竖井围岩地应力场和Kirsch解得到的围岩二次应力场,结合Russenes和陶振宇岩爆判据,进行了竖井岩爆综合预测和分析,得出竖井有轻微和中等岩爆发生的结论,并提出岩爆防治措施。

公路隧道通风竖井岩爆机制颗粒流模拟研究

根据工程地质资料分析,岩爆是秦岭公路隧道2号通风竖井施工过程中的主要难题。岩爆机制是指岩爆发生的物理过程,与岩石的颗粒大小、颗粒胶结和粒间孔隙等结构特征密切相关。根据颗粒流基本理论和竖井混合片麻岩的基本力学特性,进行混合片麻岩细观颗粒参数标定研究。颗粒大小不是一个自由参数,通过颗粒流模拟的相似比分析,采用强度折减方法进行竖井岩爆机制的颗粒流模拟。研究表明,岩爆孕育的细观机制为平行于开挖面的微裂纹萌生—微裂纹扩展、聚合—宏观裂纹的形成,为压致张剪断裂破坏,主要是由张拉裂纹扩展、聚合引起的,是一个渐近破坏过程。研究成果为竖井岩爆稳定性分析提供初步依据。

单轴压缩下混合片麻岩脆性破坏特征分析

岩石单轴压缩变形试验是地下工程勘察中的基本力学试验。本文根据混合片麻岩单轴压缩变形试验的峰前应力—应变曲线,把其破坏过程分为裂纹闭合阶段、线弹性变形阶段、裂纹稳定扩展阶段和裂纹非稳定扩展阶段,并采用滑点回归分析技术得到了混合片麻岩各阶段裂纹临界应力值,即:裂纹闭合应力为23MPa,裂纹起裂应力为45MPa,裂纹损伤应力为86MPa,最后进行了单轴压缩下混合片麻岩脆性破坏过程细观模拟分析,为工程支护设计和围岩破坏机理分析提供参考。

机械化配套在秦岭公路隧道2号竖井施工中的应用

针对秦岭公路隧道2号竖井井筒深、岩石硬、直径大、交通不便以及工期紧等特点,提出了进行机械化配套对快速安全施工的重要性;采用合理的机械化设备配套方案和维修制度,做到了打眼配套、出矸配套、喷射混凝土配套,取得了连续数月掘进尺超过50m的好成绩。实践表明:机械化配套的应用具有良好的经济和社会效益。

秦岭公路隧道2号竖井地应力与岩爆分析

秦岭公路隧道2号竖井主要位于混合片麻岩地层中,高地应力和岩爆是该竖井的主要工程技术难题。根据竖井的工程地质资料和邻近工程水压致裂法地应力测试结果,采用三维有限元法对竖井工程区域内的初始应力场进行反演回归分析研究:竖井地应力存在较大的水平地质构造应力,地应力分区分布,水平地应力最高达到28.7MPa,垂直地应力基本受岩体自重控制。在地应力场分析的基础上,利用陶振宇岩爆判据对竖井进行岩爆预测,竖井岩爆为轻微或中等类型;并采用脆性岩体的常偏应力准则,模拟分析竖井岩爆破坏区的深度,岩爆区最大深度为0.6m。通过与竖井开挖后岩爆状况进行比较,结果表明反演得到的竖井地应力和岩爆分析是合理的。

特长隧道通风竖井设计与施工技术

通风竖井是长大隧道的重要配套工程,对解决隧道通风和安全运营等问题意义重大。本文介绍了秦岭终南山公路隧道2号通风竖井的支护结构,并采用数值模拟方法分析了围岩和支护结构的稳定性,同时介绍了竖井施工的方案、机械设备、爆破技术及监测方法。通过采用合理的设计和施工方法保证了竖井快速安全施工,可为类似工程提供参考。

人工地层冻结温度场试验台设计和研究

根据工程原型和冻结温度场相似准则 ,初步设计了冻结温度场物理模型试验台 ;并利用该试验台对双排管冻结温度场的温度分布规律进行了相似模拟研究 。

SM-B型热轧钢管芯棒润滑剂的研制

以水为载体,石墨作基体润滑剂,加有各种性能的添加剂.研制了SM-B型热轧钢管芯棒润滑剂.该产品制成胶体乳液.稳定性好、喷涂成膜均匀致密;对芯棒润湿固化性强;润滑脱模性好.

ANSYS在冻结壁温度场分布分析中的运用

冻结壁的热学分析是地层冻结法的关键技术理论,本文主要介绍了利用ANSYS有限元软件对冻结壁温度场分布进行数值模拟的基本过程,包括模型的建立,问题的求解及结果分析,具有一定的参考价值。

立井多排管冻结温度场的数学模型研究

人工地层冻结是地下工程施工中的一种特殊方法 ,本文以立井双排管冻结工程为例 ,对多排管冻结温度场的数学模型进行了初步分析和研究 ,并采用ANSYS软件对工程实例进行了数值计算 。

基于滑动裂纹模型的岩石损伤统计本构模型

采用滑动裂纹模型模拟岩石体内存在的缺陷,建立了基于断裂力学机理的岩石微元强度理论,并根据连续损伤力学和统计损伤理论,提出考虑损伤阈值的岩石损伤统计本构模型。根据脆性岩石的常规三轴试验结果对其进行比较验证,应力—应变曲线的理论结果与试验结果基本吻合。

公路隧道通风竖井硬岩爆破技术

秦岭隧道2号竖井地层岩性主要为坚硬混合片麻岩,施工难度大。通过对钻眼机具、掏槽形式、爆破参数和起爆方式进行分析研究和工程实践,确定了合适的竖井硬岩爆破技术,取得了良好的爆破效果,加快了施工速度。

土木工程学科研究生创新素质教育途径探析

结合土木工程学科的特点,阐述了在土木工程学科研究生教育过程中采取的积极参与科研项目、多听讲座和进行团队学术交流等途径,从而有利于提高研究生学习的主动性,对创新素质教育起到重要的促进作用。

深井双排冻结孔布置圈径优化分析

以某矿主井井筒冻结工程为例,介绍了采用ANSYS有限元数值模拟方法,系统分析双排冻结孔布置圈径对粘土层冻结壁厚度和平均温度的影响情况,对类似冻结工程有一定的参考价值。

油酸酰胺基非离子型表面活性剂的合成及其性能

以油酸、顺丁烯二酸酐、二乙醇胺为原料 ,经加成与酰胺化两步反应 ,合成了油酸酰胺基非离子表面活性剂 OMA。在催化剂 PB和 KOH存在下 ,控制两步反应温度分别为 1 70～ 1 80℃和 1 50～ 1 65℃ ,w ( PB) =0 .3 % ,n (油酸 )∶ n (顺丁烯二酸酐 )∶ n (二乙醇胺 ) =1∶ 1 .1∶ 3 .3 ,总反应时间 5～ 6h,产物收率达 82 %。OMA水溶性好 ,抗硬水、耐水解能力强 ,在 p H值 5～ 1 0水溶液均能稳定存在 ,具有很好的稳泡性和较好的润湿、乳化能力 ;在水中对黑色金属有优良的防锈性能 ,对铜也有一定的防腐蚀效果 ,适用于水基金属切削液等水基型体系。

水溶性油酸酰胺型防锈剂的合成及在切削液中的应用

以油酸、顺丁烯二酸酐、二乙醇胺为原料 ,合成了油酸酰胺基非离子表面活性剂OMA。研究发现 ,OMA水溶性极好 ,耐水解能力强 ,在水中对钢和铸铁有优良的防锈性能 ,对铜也有一定的防锈效果。用于多效型水基合成切削液中 ,试验结果满意。

舰船火灾模拟舱相似模型分析与设计

介绍了舰船火灾研究的方法与发展趋势 ,并以某型 30 0 0 t级舰船机舱为原型 ,根据相似理论建立了小尺度舰船火灾模拟实验舱的物理模型。根据物理模型的设置提出了建设多功能船舶火灾实验台的设计思路和实验方法 ,利用 FDS3.0对模型与原型的火灾相似性进行了初步的数值模拟实验研究。结果表明 。

冻结壁温度场模型试验及其导热系数反分析

冻土导热系数是计算冻结壁温度场的重要参数,本文根据冻结壁温度场物理模型试验的结果,建立非线性多维导热系数反分析的数学模型,采用选择法和有限元法,反分析冻结壁整体导热系数,为冻结壁温度场数值分析和冻结壁厚度的设计计算提供参考。

船舶机舱水雾灭火相似模型分析与设计

以某型3000吨级船舶机舱为原型,根据对船舶机舱火灾蔓延规律的相似理论分析,建立了小尺度船舶火灾模拟实验舱的相似物理模型;确定了船舶机舱细水雾模拟的相似准则关系,并建立了模拟机舱细水雾灭火系统相似物理模型;依据IM O相关细水雾灭火系统有效性评估的实验场景设置和相似模型设计,采用FDS(4.0)对模拟实验舱内细水雾灭火系统进行了数值模拟的实验研究。实验结果表明,在忽略热辐射作用的条件下,对细水雾灭火系统采用相似理论分析,并建立的相似缩比模型可以较好的模拟原型舱室细水雾灭火过程与规律。

基于工程岩体起裂判据的岩爆破坏区研究

随着深部地下工程的兴建,岩爆发生的概率大大增加,工程建设中常遇到的岩爆类型为应变型岩爆,确定岩爆破坏区范围和深度对地下工程支护设计和施工安全有着重要的指导意义。本文根据秦岭终南山混合片麻岩单轴压缩变形实验结果,采用裂纹体积应变法和侧向应变响应法,得到混合片麻岩的裂纹起裂应力。在分析混合片麻岩的起裂机制基础上,建立了基于裂纹起裂应力的工程岩体起裂判据,并根据围岩二次应力Kirsch计算公式,采用弹性理论推导了岩爆破坏区范围和深度的计算公式。岩爆破坏区的计算结果与秦岭终南山公路隧道2号通风竖井实际情况有很好的一致性,对类似地下工程有一定参考价值。