不同嵌岩深度圆形地连墙的受力及变形特性数值分析

对于土岩结合地质基坑圆形围护结构,国内外学者多数是基于嵌岩深度相同情况下对圆形地连墙的变形或力学特性进行研究,而根据基坑地质具体情况采用不同嵌岩深度的地连墙则可缩短施工周期,节约施工成本。清晰认识墙体在基坑开挖过程中的受力及变形特性对于预防潜在的安全风险至关重要。结合某竖井工程基坑土岩结合的地质特点,通过有限元计算软件建立了不同嵌岩深度圆形地连墙三维模型,分析了基坑的最大坑底回弹位移及圆形地连墙的水平、竖直位移与轴向弯矩和剪力变化规律。结果表明:基坑坑底回弹整体呈“N”形变化,且基坑软土部分开挖出现的坑底回弹要远大于岩层部分的开挖;墙体嵌入深度小于1/2基坑开挖深度,墙体水平变形呈“弓”形变化;墙体嵌入深度为50%~100%基坑开挖深度时,其水平变形呈“悬臂”形变化;墙体嵌入深度不小于基坑开挖深度,墙体水平变形呈“W”形变化,并且地连墙的竖向变形会在整个基坑开挖过程中呈现先上升后下降的变化规律;地连墙的轴向弯矩及剪力最大值均出现在土岩交界位置处,并且其最大值会随地连墙嵌岩深度的增加而增大。

东昆仑古特提斯造山带巴隆地区中性岩墙群的岩石成因与构造意义

岩墙群是研究造山带构造演化过程与大陆地壳生长机制的重要探针。本文以东昆仑古特提斯造山带巴隆地区中性岩墙群为研究对象,开展了岩石学、年代学和地球化学研究,分析其岩石成因及其对古特提斯造山作用过程的启示。巴隆中性岩墙群以闪长玢岩为主,其锆石U-Pb年龄为250.2±1.3 Ma,属于早三叠世岩浆作用的产物。岩墙群的SiO_(2)含量为52.8%~59.6%,全碱(K_(2)O+Na_(2)O)含量为3.98%~6.25%,Mg#值为24~46,铝饱和指数为0.91~0.98,属于高钾钙碱性、准铝质岩石。样品的轻重稀土元素分异显著,(La/Yb)N值为5.44~7.76,Eu异常不明显(δEu=0.91~1.11)。样品均富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,且具有显著的Nb、Ta负异常。岩石成因分析表明巴隆早三叠世中性岩墙群主要起源于古老镁铁质地壳物质的部分熔融,且岩浆受到一定程度的壳–幔混合影响。综合分析区域地质资料,本文认为巴隆地区中性岩墙群形成于东昆仑古特提斯洋俯冲消减的陆缘弧环境,且大陆弧古老地壳物质重熔和壳–幔混合作用是东昆仑古特提斯造山旋回大陆地壳生长演化的重要方式。

超厚硬岩层地下连续墙旋铣入岩技术研究

以深圳市福田区沙头街道金地工业区城市更新单元一期项目01地块基坑支护与土石方工程项目为研究背景,根据工程实际情况,对地下连续墙超厚硬岩层的入岩施工技术进行了深入研究实践。依靠对现有机械设备的组合使用,通过改进施工工艺,完善施工技术,摸索出一种利用旋挖钻机先行引孔、再用双轮铣槽机铣岩成槽的入岩施工技术,极大保证和提升了地下连续墙施工进度和施工质量,降低了施工成本,为国内同类型的深基坑工程地下连续墙超厚硬岩层的入岩施工技术发展提供相关参考。

穿越煤系地层隧道预留岩墙破坏力学行为与安全厚度研究

为研究穿越煤系地层隧道在瓦斯压力和地应力作用下的力学行为变化,以贵州的天成坝隧道的瓦斯煤系地层为工程案例,通过相似模型试验搭建三维试验物理模型,分别研究预留岩墙在2种不同隧道跨度下的力学行为变化,并与数值模拟相结合研究不同因素下隧道开挖岩墙厚度变化规律。结果表明:1)隧道开挖改变了围岩的原始应力状态,在隧道掌子面前方的岩墙出现应力集中,且隧道在开挖后掌子面一侧的应力卸载使竖向应力和水平应力差值最大。2)隧道所在的地质环境相同时,预留岩墙上部垂直地应力越大,隧道的开挖跨度越大,预留岩墙的厚度越小,预留岩墙发生破坏失稳的可能性越大。3)隧道开挖过程中,预留岩墙垂直应力与位移监测点竖向位移同步变化;垂直应力达到峰值时,竖向位移变形最大;随后垂直应力减小,竖向位移变形趋于稳定;垂直应力突变导致预留岩墙破坏,位移量急剧增大。4)建立不同瓦斯压力、不同围岩等级、不同隧道跨度情况下的数值计算模型,通过正交试验法,设计8种不同工况,得到不同因素组合下预留岩墙厚度的变化规律;最后通过多因素回归分析法,拟合得到最小预留岩墙厚度的计算经验公式。

紧邻既有线岩墙爆破极限失稳厚度的试验研究

研究目的:扩堑石方的爆破安全一直是铁路增建二线急需解决的施工难题,目前,扩堑石方的开挖通常采用预留岩墙的爆破施工方法,该方法将整个工程的施工难点转移到预留岩墙的爆破拆除上面。为保证爆破拆除预留岩墙的安全,本文通过理论分析,并在渝怀铁路扩堑工程中开展逐排爆破岩墙来验证试验。研究结论:(1)提出了岩墙爆破极限失稳厚度的概念,并根据多边界石方爆破理论,分析了极限失稳厚度的计算方法;(2)通过分析岩墙表观、声波速度和振动速度的变化结果,并结合岩墙爆破拆除实际情况,确定了极限失稳厚度应为最小抵抗线的2倍;(3)极限失稳厚度是保证预留岩墙爆破安全的关键因素,该参数的确定可为复线铁路扩堑石方爆破开挖提供技术支持。

深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏的试验研究

为了研究深部直墙拱形巷道围岩板裂破坏特征,利用TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机,对含直墙拱形贯穿巷道的立方体花岗岩试样进行了三向不等压加载试验,并借助微型摄像机实时监控围岩破坏情况。试验结果表明,花岗岩直墙拱形巷道围岩产生平行于直墙的板裂化结构,呈明显的拉伸破坏特征。随着板裂破坏沿巷道两侧围岩逐渐向深部发展,最终在围岩两侧距拱底(0.20~0.25)h(h为直墙拱形巷道的高度)处形成对称的V型槽。在相同应力条件下,与花岗岩圆形巷道破坏特征相比,直墙拱形巷道围岩初始破坏应力较高,主要表现为静态破坏,产生的岩片较大,呈细长条状,具有明显的层裂现象;而圆形巷道围岩破坏较为剧烈,属于动态破坏,产生的岩片相对较小,但是两种断面产生的岩片均表现出中间厚两边薄的特征。通过对比不同岩性直墙拱形巷道围岩破坏特征发现,花岗岩的破坏较为剧烈,红砂岩的较弱。对于千枚岩直墙拱形巷道,随着层理角度的增加,围岩的破坏模式从平行于层理面的拉伸破坏转变为平行于层理面的剪切滑移破坏,再到穿越层理面的剪切破坏,最后转化为穿越层理面的拉伸破坏。

沿空留墙开采巷道围岩变形分析与预测

针对无煤柱沿空留墙开采中巷道围岩变形量过大的问题,以某煤矿1315无煤柱开采工作面为工程背景,采用数值模拟、理论分析和工程试验的方法,对二次开采扰动下巷道围岩变形规律及机理进行了研究。研究结果表明:较窄及较高的柔模墙会导致更大的岩体变形;构建了工作面前方巷道围岩最大变形量预测模型,并经验算知拟合误差小于3%;使用预测模型预测并对施工方案进行修正后,经过现场检测可以进行安全生产,验证了该模型的准确性。

土岩地层无岩肩吊脚墙基坑开挖变形与破坏特征模型试验

依托某深基坑工程开展室内模型试验,分析基坑开挖至加载破坏全过程吊脚墙顶沉降、支撑轴力、墙后土压力、墙体弯矩等变化规律,并揭示基坑破坏特征形态。结果表明:墙顶沉降量随基坑开挖逐渐增大,基坑开挖深度小于吊脚墙高度时,墙顶沉降量增长速率较小,大于吊脚墙高度时,墙顶沉降增长速率增大;支撑轴力随开挖深度增大逐渐增大,其中第2道最大,第1道最小;墙后土压力在开挖过程中由静止土压力转化为主动土压力,地面超载作用下的墙后附加土压力基本一致;墙体最大弯矩随开挖深度增大逐渐增大,最大弯矩位置随基坑开挖下移,最终位于第2道支撑与第3道支撑之间;12 kPa超载作用下,基坑沿岩壁段底部呈现滑动破坏,岩壁段隆起坍塌,岩层相似材料出现明显贯穿剪切裂缝。

浅析某软弱岩土体深基坑地下连续墙的施工及监测

为提升软弱岩土体深基坑围护结构的稳定性,降低施工对周边环境的不良影响,以横琴杧洲隧道工程为例,分析基于软弱岩土体深基坑围护的地下连续墙施工技术及监测。首先分析了该工程中地下连续墙的施工难点,即软弱岩土体上吊装施工和大型钢筋笼吊装施工。其次,针对施工难点提出施工技术要点,包括施工组织计划、钢筋笼制作与吊装、水下混凝土浇筑等。最后,对地下连续墙围护结构深层水平位移和基坑周边建(构)筑物的沉降情况进行监测。结果表明,围护结构深层水平位移累计变形较大,当土层深度超基坑底部后水平位移逐渐减小;基坑周边地表剖面竖向位移及支撑位移累计变形也较大,开挖完成后其整体沉降趋于稳定,该施工技术能够有效控制基坑周边沉降,保证工程质量和安全,为类似工程提供参考和借鉴。

房屋建筑外保温墙的岩棉外墙保温施工研究

文章以某住宅小区的外墙岩棉板保温施工为例,通过对施工环节的分析,总结了一套科学严谨的岩棉板外墙保温施工工序。研究发现,岩棉板的精准裁切和牢固粘贴是保证外保温系统性能的关键,接缝处的填充和找平处理是增强整体保温效果的有效手段。最后,文章针对抹面层施工提出了相应的控制措施和技术要求,对指导岩棉板外墙外保温工程的施工具有一定的参考价值,可为类似工程提供技术借鉴。

不剔除原有墙砖情况下岩棉保温施工技术研究

岩棉板通过在建筑物外墙上的设置,在增强建筑物绝热性能的同时,增强建筑物外墙的防火性能,从而增强建筑物的防火能力,使建筑物的安全性能得到有效保障。传统的建筑外墙岩棉板保温施工会将建筑外墙的瓷砖进行剔除处理,来提升岩棉板保温施工的质量。但这种方式在老旧改造项目中上会影响建筑物的正常使用,同时也会增加岩棉保温施工的费用。本文将以25304项目门诊医技楼外墙保温工程为例,在不剔除原有的外墙面砖前提下,保证岩棉保温施工质量,为建筑物的正常使用创造更好的条件,降低岩棉保温的施工造价,缩短施工周期。

灰岩区地下连续墙混凝土浇灌及浇灌次序控制

随着城市化进程的加快,地下空间的开发利用日益受到重视.灰岩区因其独特的地质结构,对地下工程施工提出了更高的挑战.地下连续墙作为灰岩区地下工程的重要组成部分,其施工质量直接关系到工程的稳定性和使用寿命.基于此,以下对灰岩区地下连续墙混凝土浇灌及浇灌次序控制进行了探讨,以供参考.

地下连续墙超深硬岩成槽综合施工工艺

在地下连续墙施工过程中,根据设计要求中风化或微风化岩的成槽深度较深,但岩石的强度比较高,如果按照传统的施工工艺进行施工,冲孔桩冲击入岩和方锤修槽的施工效率较低,还容易出现卡锤、斜孔等现象,且后期处理需回填大量块石或在孔内灌注混凝土重新进行冲击入岩施工纠偏,这就会严重影响施工进度。基于此,文章论述了地下连续墙超深硬岩成槽综合施工特点及原理,分析了地下连续墙超深硬岩成槽综合施工流程,提出了地下连续墙超深硬岩成槽综合施工质量控制措施,并以实际工程为例,对地下连续墙超深硬岩成槽综合施工效果进行了深入探究。

华北克拉通1.8Ga镁铁质岩墙群的地球化学特征及其地质意义:以晋冀蒙交界地区为例

华北克拉通1.8 Ga镁铁质岩墙群是我国规模最大的岩墙群之一。在晋冀蒙交界地区,岩墙群表现为NNW和EW向近直立具有冷凝边结构的岩墙,它们产出于统一构造体制之下。单条岩墙的长度达几十公里,宽度0.5～100m,通常20m左右。可以根据岩墙产状和岩石地球化学特征将这些岩墙群分成三组,简记为S-I、S-II和 S-EW,分别对应两组NNW向和一组EW向的岩墙群。岩墙的主要造岩矿物为单斜辉石和斜长石,其它矿物包括角闪石、Fe-Ti氧化物、黑云母、磷灰石、碱性长石和石英。S-II能见到橄榄石斑晶及围绕橄榄石和单斜辉石颗粒生长的斜方辉石和角闪石反应边结构,以及斜长石正环带结构。S-I相对低FeO(全)-TiO_2-P_2O_5,成分为相对高MgO拉斑玄武岩,而S-II高 FeO(全)-TiO_2-P_2O_5,由碱性到亚碱性高Fe玄武岩组成。S-EW包括高Fe拉斑玄武岩和安山岩。所有岩墙稀土总量(∑REE)和轻稀土含量(LREE)较高。它们相对富集Ba、K和P,并且亏损Nb和Ta。S-II和EW相对亏损Sr。分析表明,S-I表现为不同程度部分熔融的特征,内部又有一定的分离结晶作用和地壳混染过程。S-II表现为富铁贫硅(Fenner趋势)的分离结晶作用和明显的地壳混染。 而S-EW表现为富硅贫铁(Bown趋势)的演化过程,也有明显的地壳混染。我们认为岩墙群涉及两个或多个源区。

新疆西准噶尔红山岩体及其中闪长质岩墙的时代——来自锆石LA-ICP-MS定年的证据

作为一种特殊产状的岩浆岩,岩墙保存有岩浆活动和地球动力学背景等方面的重要信息。为了研究和探讨西准噶尔乃至中亚地区古生代晚期的地球动力学环境,我们对西准噶尔地区侵入花岗岩的暗色岩墙开展了卫星遥感影像解译、地表地质调查和相关室内研究工作。研究发现,新疆西准噶尔红山花岗岩体中发育大量环状和非环状闪长岩岩墙。环状岩墙从中心到外围,岩墙宽度逐渐变窄,矿物粒度也逐渐变细;非环状岩墙切割环状岩墙,宽度和矿物粒度都没有明显变化。为了确定这些岩墙的形成时代,对3个环状岩墙样品、2个非环状岩墙和1个花岗岩样品进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年,得到环状岩墙的年龄为:304±1Ma、302±1Ma、303±1Ma;非环状岩墙的年龄为:302±1Ma、302±1Ma;花岗岩的年龄为304±1Ma。结合不同类型岩墙及其与岩体的穿切关系,确定红山岩体的形成时代为304Ma左右,环状岩墙的形成时代为303Ma左右,非环状岩墙的形成时代为302Ma左右。这一年代学研究成果揭示出西准噶尔地区在石炭纪末期发育不同类型的岩浆活动,闪长质岩墙所占据的裂隙是在石炭纪末期形成的;为从岩浆活动和由这些岩墙所占据的裂隙研究,探讨该区古生代晚期的地球动力学环境,提供了有力的时间约束。

大同地区早中生代煌斑岩-碳酸岩岩墙群

大同地区密集分布的岩墙群由基性-超基性煌斑岩和碳酸岩组成,侵入于石炭-二叠纪煤层中。与地层的接触关系和Rb-Sr、K-Ar同位素年代学数据表明岩墙群的侵位于晚三叠世。Sr、Nd同位素比值显示,碳酸岩和煌斑岩都来源于壳幔混合型岩浆源区。稳定元素比值和相容、不相容元素同等富集则表明它们是碳酸岩和硅酸盐混合的原始母岩浆液态不混熔的产物。岩墙群形成的地质条件和构造背景表明,它们是在伸展构造背景下,受到不同级别的构造控制。大同岩墙群的研究对进一步认识华北早中生代岩石圈演化有重要的意义。

岩墙厚度对成矿作用的约束:以石湖金矿为例

根据透岩浆流体成矿理论,岩浆体是含矿流体的通道而不是来源,因而估算含矿流体注入岩浆体的能力是评价高位侵入体成矿潜力的有效方法。文中利用一维传热模型计算了石湖金矿区三类代表性岩墙(花岗斑岩、石英闪长玢岩和辉绿岩)不同厚度条件下的冷却时间尺度,同时估算了岩浆冷却过程中的粘度变化速率。假定岩浆侵位于约6 km,且完全固结时含矿流体才不能有效注入,石湖金矿区三类代表性岩墙的最小临界成矿厚度分别为33.45 m(花岗斑岩)、8.22 m(石英闪长玢岩)和1.02 m(辉绿岩)。模拟结果与石湖金矿区矿体的产状一致,暗示模拟结果具有较强的实用价值。结合岩墙长度/宽度比值,进一步估算致矿侵入体的最小临界出露面积分别约为312～1 561 m2(玄武质岩体)、0.014～0.068 km2(石英闪长玢岩)和0.011～0.034m2(花岗斑岩)。估算结果为野外地质找矿提供了一个定性的标准,对快速资源勘查具有参考价值。

浙闽沿海晚中生代伸展构造的岩石学标志:东极岛镁铁质岩墙群

在浙江舟山群岛之东极岛上,出露大规模的镁铁质岩墙群,它们沿晚中生代花岗岩和火山碎屑岩的节理侵位,产状近于直立且与围岩截然接触,指示岩墙岩浆以主动方式沿构造裂隙侵入。东极岛镁铁质岩墙群的岩性主要是角闪辉绿岩,全岩Ar-Ar年龄为93.4Ma。在地球化学上,它们属弱碱性系列,SiO2含量为46.88%～52.55%,CaO 5.40%～7.82%,Al2O316.30%～17.31%,TiO2 1.53%～1.18%,（Na2O+K2O）4.62%～6.88%,Mg#=34～42;具有轻稀土元素和大离子亲石元素（LILE,如Sr、K、Rb、Ba等）富集、高场强元素（HFSE,如Nb、Ta等）亏损等特点,它们的ISr为0.7084～0.7098,εNd（t）为-3.21～-8.11,与福建沿海的镁铁质岩墙群及浙闽沿海晚中生代基性岩浆岩（辉长岩/辉绿岩和玄武岩）相似。它们由起源于受消减作用影响的岩石圈地幔部分熔融而产生并受地壳混染的玄武岩浆,在伸展构造环境中形成,是浙闽沿海晚中生代伸展构造的重要岩石学标志。

新疆克拉玛依中基性岩墙群形成力学机制及其构造意义

克拉玛依岩墙群产出在克拉玛依北岩体及其围岩之中,具有不连续分段岩墙和连续分段岩墙两种类型,空间分布受区域张性构造裂隙控制,总体走向以北西-南东(280°～300°)为主,还有少量北东-南西(30°～50°)走向的岩墙。克拉玛依岩墙群所受最大主压应力方向垂直于地表,最小主压应力方向与岩墙扩容作用方向平行,并垂直于北西-南东走向的分段岩墙。岩浆沿构造裂隙贯入、充填形成岩墙,其发育程度与裂隙和区域各主压应力之间的夹角有关。岩墙分段的力学原因是岩浆在流动过程中,遇到与最小主压应力斜交的先存裂隙时,应力强度因子瞬间降低所致。估算的主伸长度为2.7%。克拉玛依岩墙群的大量出现进一步表明,二叠纪时,区域构造已经由碰撞挤压体制转变为伸展体制。

白云鄂博矿区周围火成碳酸岩岩墙地质特征

首次填出白云鄂博矿区周围火成碳酸岩岩墙的分布图，深入系统地研究了岩墙的地质产状、主矿物类型、岩石结构、人工重砂矿物组成、稀土元素含量等特征。反映了白云鄂博矿区周围火成碳酸岩岩墙的岩浆演化分异过程存在差异。对于研究白云鄂博矿区铁与稀土的矿化提供了物质来源的证据。