基于数值模拟和变形监测的副井稳定性评价

急倾斜矿体开采时一般将副井布置在矿体下盘不远处,以致副井附近矿体开采可能诱发副井井壁应力集中或损坏。为此,以湖北三鑫为例,利用FLAC3D仿真软件,探究沿走向或垂直走向布置采场引起的副井围岩应力、位移变化,并采用应变计、位移计监测井壁应力与位移变化,评价副井稳定性。结果表明:沿矿体走向布置采场对采场围岩、悬空底柱及开采段副井井壁的稳定都极为不利,沿走向或大宽度垂直走向布置采场都不会引起地表及开采标高段附近的副井发生明显位移,但都会引起井口以下约250 m内的井壁因变形而发生应力集中;必须垂直走向布置采场并缩小采场宽度;采取4 m×4 m进路上向胶结充填二步骤采矿后,除岩土分界面附近井壁偶尔因开快车而造成连续2次垂直位移、应力差分别超1.2 mm、1.4 MPa外,其他监测值变化基本可忽略;地表基岩沉降观测表明各点沉降值变化一般不超过3 mm。

基于多点位移计的黄金峡水利枢纽施工期边坡实测变形特征分析

黄金峡水利枢纽左岸边坡在施工期发现了多组结构面,监测资料显示边坡出现了多次变形突变现象,且变形大多发生在20~30 m范围内,多点位移计深度区间位移最大值超过80 mm。为此,结合多点位移计监测成果,从时空变化规律、特征值统计、位移速率等方面综合分析了边坡岩体的变形特征。结果表明:爆破开挖和结构面是导致边坡产生较大变形的主要因素;边坡主变形区与结构面fz39、L920和fz15的位置吻合,坡体变形主要受上述结构面控制。与其他同类工程相比,目前边坡位移量级基本处于正常范围。随着加固措施的逐步实施,边坡已基本趋于稳定,应重点关注Ⅰ区和Ⅳ区边坡坡脚部位的变形情况,并加强支护和排水措施。

特高土石坝超长距离变形监测技术研究

为研究适用于特高土石坝坝体内部的超长距离变形监测技术手段,分析了现有200 m级高混凝土面板堆石坝变形监测技术存在的问题,研究了水管式沉降仪、杆式位移计、管道机器人、柔性测斜仪等内部变形监测仪器的改进发展方向与应用实践。结果表明:所研究的监测技术可以适应特高土石坝超长距离变形监测需求。研究成果为250 m级至300 m级特高混凝土面板堆石坝的安全监测研究和改进方向提供技术参考。

大型地下洞室塑性松动区围岩变形破坏特征及测试估算方法研究

塑性松动区的形成与扩展是地下工程围岩稳定的关注热点。结合弹塑性理论、工程物探和监测资料,探讨了大型地下洞室塑性区围岩的应力状态和变形破坏特征,并提出了基于多点位移计监测结果的塑性松动区估算方法。研究结果表明,多点位移计变形量沿孔深的分布主要累积于塑性区,可应用孔深-位移曲线估算围岩塑性松动区界限点的深度及位移量,估算结果与弹塑性理论计算结果基本一致,说明本研究具有一定的参考价值。

大冶铁矿巷道变形监测研究

为了解大冶铁矿尖林山巷道变形规律,在-40 m水平布置了4个收敛计和3个多点位移计测试断面,经过一年多的观测,获得了满意的观测数据。对数据分析后,得到的主要结论为:巷道总体稳定性较好,出现大规模垮塌的可能性不大。巷道的顶板变形较小,其稳定性较好。巷道破坏主要出现在有进路一侧两进路之间的岩体上。巷道的破坏与采动有明显的相关关系,影响范围为100 m左右。收敛监测系统能满足尖林山巷道生产期围岩稳定性预测预报的需要。

基于VIC-3D技术的高强混凝土单轴受压试验研究

以高强混凝土为研究对象,通过VIC-3D测量全场二维变形及应变。试件表面做随机散斑处理后,采用摄像机与一维位移计同时采集,对VIC-3D数字图像进行相关运算,获得其全场二维变形及应变值。分析了Y向应变与X向应变演化破坏机理,对比了一维位移计与VIC-3D测试结果,测试了外部环境对高强混凝土受压过程的影响。试验结果显示X应变可以大致推测裂缝破坏方位,VIC-3D相比一维位移计测试偏差较小,外部环境对VIC-3D的影响较低。解决了传统测量接触式、离散式的缺点,试验表明此系统可用准确测量高强混凝土单轴受压试验。

光纤光栅位移计组在围岩变形连续监测中的应用研究

针对多点变位计和滑动测微计在监测地下洞室围岩变形方面存在轴向位移分布连续性不足和无法实现自动化的问题,提出了将光纤光栅位移传感器通过组装成串应用在围岩变形连续监测的方法。该方法可准确得到仪器埋设沿线任一测点的监测量,由于光纤光栅位移计组具有精度高的特性,测得的围岩位移变化与洞室扩挖施工关系密切,与多点变位计监测结果总体变形规律基本一致,但光纤光栅位移计组能够监测到整个大尺度的监测线中任意间距的轴向位移分布,取得的成果信息量更大更为直观。作为对光纤光栅位移计在岩土工程变形监测中的应用探索,具有一定借鉴意义。

盘道岭隧洞围岩位移变形监测与分析

盘道岭隧洞衬砌结构变形、裂缝等病害问题日益突出,在重点病险洞段选取监测断面,构建变形监测系统,埋设多点位移计、应变计,进行隧洞围岩蠕动变形及衬砌结构应变监测。隧洞围岩位移、温度与衬砌结构应变随时间的相关关系表明,监测期内衬砌结构应变与围岩位移整体呈负相关、但相关性较弱,与温度呈正相关且相关性较强,说明监测短期内衬砌结构应变主要受温度效应影响。盘道岭隧洞围岩存在的蠕变变形是一个较为缓慢的过程,且多点位移计部分测点位移量与衬砌结构应变变化表现出一定相关性,围岩蠕动变形势必导致衬砌结构病害不断加剧。因此,应加强不同部位、深度隧洞围岩蠕动变形的长期监测,预判围岩蠕变对衬砌结构稳定状况的影响及发展趋势。

软土地基大变形位移计研制与工程应用

从高速公路沉降观测要求和现有位移传感器技术出发,合理选用了位移机电转换方式———多圈电位器,研制出软土地基大变形位移计;具体论证了摩擦力对位移计的影响,优化了位移计细节设计,阐述了大变形位移计用于测量软土地基地表沉降和分层沉降的方案。工程应用表明,大变形位移计有效地避免了沉降观测与路基施工相互干扰,降低了测量人员的劳动强度,提高了观测效率,精度满足要求。该位移计理论最大量程达1 625 mm,适合深厚软土、吹填土等地基沉降观测。

某大跨度地下厂房开挖过程变形监测研究

结合白山水电站抽水蓄能工程地下厂房施工实例,介绍了地下厂房开挖过程中的变形现场监测过程。监测地下厂房变形的仪器包括多点位移计和收敛计。随着同一施工层的继续向前开挖,引起地应力的进一步释放,导致地下厂房岩壁的向内移动,现场变形观测数据对于及时修改支护参数和开挖计划起到了关键的作用。

锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测设计及成果初步分析

锦屏一级水电站左岸人工岩质高边坡地质条件十分复杂,施工难度大,边坡岩体稳定性关系到整个水电站的安全建设和运行。利用高边坡典型剖面位移监测成果,对高边坡浅层及深层岩体变形规律进行综合研究,分析影响边坡变形的多种因素,结果表明,施工开挖因素对边坡变形影响显著。随着左岸边坡的开挖爆破施工,边坡高度逐渐增大,边坡边界条件发生变化,边坡水平地应力向临空面的逐步释放,使得边坡岩体向临空面变形。另外,时效因素对边坡的变形也有较大影响。但随着边坡锚固措施的实施,岩体深层变形得以控制,变形趋于平缓,目前边坡整体是稳定的。

成都地铁某深基坑变形监测分析

以激光位移计在成都地铁某车站基坑的应用为例,对该深基坑变形监测情况进行了对比分析,得到了深基坑的变形情况及其发展趋势,为深基坑的安全施工提供了合理有效的参考依据。

三谈变形监测自动化中的几个问题

简要阐述了重力坝坝基水平位移监测的重要性,讨论了CFRP无浮托引张线系统的应用范围,重点论述了将无浮托引张线系统应用于坝基斜坡坝段的可行性,拓展了重力坝坝基水平位移监测的范围;提出了采用串联杆式位移计监测土石坝的坝内水平位移,论证了应用大气激光准直系统构建土石坝坝内水平位移监测自动化系统的可能性;分析了现有土石坝沉降监测布置的局限性,探讨了在高面板堆石坝沉降监测中采用水管式沉降仪和横梁式沉降仪的必要性,并指出这种组合布置是确保高面板堆石坝混凝土面板施工质量和安全运行的重要保障。

智能变频位移计在突发型黄土滑坡中的应用——以甘肃黑方台黄土滑坡为例

滑坡变形监测是基于滑坡变形建立预警模型的基础。对于突发型滑坡的变形监测,现有常规监测设备受制于存储和供电负荷的影响,存在高频监测和长期监测无法同时兼顾的问题。通过分析突发型滑坡的变形特征,针对监测要点改进变形监测设备,研发了智能变频位移计,该仪器具备了当滑坡变形加快时自动加密监测频率的功能,解决了现有变形监测设备无法兼顾长期采集和短时高频采集的问题。基于智能变频位移计,以甘肃黑方台突发型黄土滑坡为例,通过调查并布设了多个监测点,成功获取了这类滑坡的完整变形数据,并通过对比常规GPS和智能变频位移计的监测效果,证实了智能变频位移计能有效适用于突发型滑坡变形数据的获取,为突发型黄土滑坡变形数据的获取提供了新的监测方法。

锦屏一级拱坝左岸边坡施工期的监测与分析

锦屏一级拱坝左岸边坡开挖高度大,地质条件较复杂,加之施工工期紧,施工过程中不可预见的因素较多。因此,加强该边坡的施工期监测,是非常重要且必要的。变形是反映边坡稳定性最直观的物理量,选取依托工程坝肩槽A-A监测断面为分析的典型断面,通过布设在该断面的多点位移计实测的变形数据,及时地进行了边坡岩石变形的监测和分析工作,为指导边坡开挖的安全施工,优化施工方案提供了实测依据。在坝肩槽边坡的开挖过程中,根据反馈的监测信息分析成果,针对岩石变形超过安全预警值的情况,及时地采取调整施工进度和加强支护等措施,确保了施工的安全顺利进行。

土工袋砌护农田排水沟边坡变形监测

为评估土工袋装新技术治理宁夏引黄灌区排水沟道边坡滑移坍塌的效果,在土工袋砌护边坡上布置了全站仪和多点位移计两种监测方式,探究这种新型柔性支挡结构的位移变形规律。分别介绍了针对排水沟边坡变形的全站仪监测网和典型沟道断面上多点位移计监测点的布设方法,通过获得多点位移计的边坡内部变形位移和全站仪测得的外部变形位移数据,对比分析了两种监测方式各自的特点、适用性以及土工袋砌护的农田排水沟道边坡的滑移变形规律。结果表明,两种监测方法监测得到的土工袋竖向位移变化规律基本一致,即沟道南坡变形始终大于北坡,坡脚处位移变化量最大;外部变形位移大于内部变形位移。最后讨论了监测柔性支挡结构变形的技术难点与实施方案,认为两种监测方式可以互相补充且全站仪监测维度和可靠性较高,成本更低。

远距离上向长钻孔煤层膨胀变形测定装置及技术研究

针对目前所使用钢楔测量煤层变形装置笨重,安装不方便,且深部基点砌合处可靠性低,容易受远距离长钻孔变形影响,测试过程中易滑移错位等问题,提出一种远距离上向长钻孔"鸡爪式"多点位移计测定煤层膨胀变形量以及装置的安装方法。本装置能够在送入钻孔过程中可以任意运动,不受钻孔阻碍物以及变形影响,能够方便准确的测量出远距离上向钻孔煤层膨胀变形量,并在平煤股份六矿保护层开采效果验证项目中使用,取得预计的实验效果。

西南某水电站边坡变形特征分析

以我国西南某在建的水电站工程边坡为例,借助多点位移计对工程边坡的变形情况进行了监测,分析了边坡的位移量级,探讨了大变形区域的变形规律,评价了锚杆和锚索对控制边坡稳定性所起的作用,进而总结了工程地质条件对边坡大变形的影响,结果可为其他工程边坡的监测提供参考。

光纤光栅传感技术在洞室围岩变形监测中的应用

光纤光栅传感器利用波长调制传递信号,具有测量精度高、抗干扰强、传输距离远、可连续测量等特点,在桥梁结构健康监测、火灾报警等领域已得到广泛应用,但在洞室围岩变形(应变)监测中应用较少。通过对光纤光栅传感器和多点变位计在围岩变形(应变)监测中的应用对比,发现光纤光栅传感器易受施工爆破振动影响,且随着运行时间的增长,有效测点数逐渐减少。为此针对性地提出了有效测点判别和异常测值内插处理的新方法,经处理,光纤光栅传感器能较好地反映洞室围岩变形(应变)变化规律,且与多点变位计测值在空间分布和时间序列上一致性较好,为洞室围岩变形(应变)监测提供了新方法。

中国的特种精密工程测量

介绍大坝变形观测、波带板激光准直系统等特种精密工程测量方法，在工程与工业建设、大型建构筑物变形观测及抗灾减灾等方面取得的成就和效益；阐述特种精密工程测量的成长道路，以及当前特种精密工程测量的热门话题与发展趋势。