不同接触倾角的砂砾石与粉土的接触冲刷试验

在渗流作用下土层之间的接触面极易发生渗透破坏。为了研究接触面倾角对接触冲刷破坏的影响,开展了砂砾石和粉土的接触冲刷试验研究。改变两种土层的接触面倾角,利用大型竖向渗透试验仪研究砂砾石与粉土接触冲刷的发生、发展过程以及接触面倾角对土样的渗透性以及抗渗能力的影响。研究结果表明:渗流过程中土层的接触面最先发生渗透破坏;试验中,接触冲刷过程可分为稳定渗流、细颗粒移动、过渡和破坏4个变化阶段;细颗粒的启动和试样的破坏可由平均启动坡降和破坏坡降进行判别;细颗粒启动和试样的破坏坡降均随接触面倾角的增大而增大。研究结果可为斜交土层的接触冲刷破坏判别提供依据。

软硬地层接触面倾角对盾构隧道纵向力学性能的影响

针对现有盾构隧道纵向力学性能研究中较少考虑纵向穿越软硬变化地层,且接触面倾角影响规律尚不清晰的问题,基于实际工程建立盾构隧道-地层三维纵向精细化模型,并提出一种同时考虑管片错缝拼装、纵环向螺栓、地层与隧道接触面真实力学性能的精细化模拟方法;采用改进的Timoshenko梁理论验证模型可靠性,并分析穿越软硬变化地层盾构隧道的纵向力学性能,探讨地层接触面倾角的影响规律。结果表明:盾构隧道沉降量在软硬地层接触面急剧变化并在软硬地层两端趋于稳定,隧道两侧沉降差异在倾角为30°和150°时更为显著;管片张开和错台量集中分布于软硬地层接触面附近,分布范围随倾角增大逐渐向软土层侧移动,最大管片张开和错台量在倾角120°时最大,分别为0.183和1.270 mm;倾角对盾构隧道纵向内力影响较大,大于90°后影响逐渐显著;纵向上,管片纵向螺栓和地层-隧道接触面的变形更为显著。研究结果可为进一步发展盾构隧道纵向分析方法和保障此类盾构隧道的安全运营提供参考。

煤岩体接触面不同倾角的传热影响

为得到煤岩体接触面倾角不同时的传热规律,对6种不同倾角组合的煤岩体进行数值模拟研究,建立不同孔隙率和渗透率的多孔介质稳态传热模型,考虑煤岩体y轴方向的重力加速度,黏性阻力系数和内部阻力系数,运用传热学,流体力学,多孔介质对流传热等相关理论,并引入Brinkman-Forchheimer的扩展Darcy模型,采用控制体积法对煤岩体模型进行求解。计算结果表明:通过温度场可知,随着倾角的增加,高温边界下部导热增强,煤岩体中央对流换热开始占主要作用,低温边界上部导热减弱;通过流场可知,岩石区域中央处流场的对流作用最弱(Ф=0.000 1),靠近边界条件处对流作用最强(Ф=0.001 3),随着倾角的增加,对流作用减弱。流动状态在接触面有突变,温度场和流线相互对应。

考虑接触面倾角的充填体——围岩组合体能量特征分析

为研究充填体—围岩组合体能量特征,以空场嗣后充填采场为物理原型,将充填体与围岩系统考虑,概化出接触面非线性特征下不同接触面倾角的充填体—围岩组合体实验室尺度模型,基于单轴压缩试验对包括7个角度(0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°),2种灰砂比(1∶4、1∶8)充填体—围岩组合试块的变形、声发射特征和能量耗散特性进行了系统分析。结果表明:接触面倾角0°、15°和30°时,组合体破坏发生在充填体区域;接触面倾角45°和60°时,组合体破坏发生在充填体和接触面区域,沿接触面有剪切滑移现象;0°~60°组合体破坏过程声发射能率表现为多点小幅度突增现象,累计能量曲线阶梯状现象明显。接触面倾角75°和90°组合体破坏发生在充填体、接触面和围岩区域,破坏过程声发射能率表现为“多点突增—持续增大—激增”的变化趋势,幅值数量级高,累计能量曲线平滑。不同接触面倾角组合体试块的弹性能和耗散能曲线在应力峰值前变化规律一致,呈非线性增加,耗散能曲线斜率随接触面倾角增加逐渐减小。峰后破坏阶段曲线变化规律与组合体破坏形式有关。能量耗散率曲线呈“先增大,后减小”变化规律,随接触面倾角变化,峰值个数和出现位置不同。声发射累计能量和能量耗散率曲线斜率变化特征与组合体试块破坏过程中裂隙发育、发展、贯通和失稳信息相关性好,可为组合体破裂预测提供有效前兆信息。

津头-白沙一带“红层”赋存特征及其找煤前景分析

文章探讨了龙永煤田津头-白沙一带"红层"沉积的特点,并分析其与下伏、周边地层及系地层接触关系,对"红层"沉积厚度进行了分析,探讨了津头-白沙一带"红层"不整合接触面倾角大小及其下伏地层埋藏厚度等两个因素决定了"红层"下找煤前景。

浅埋复合地层地铁区间隧道施工力学特性分析

以贵阳地铁某区间土岩复合地层隧道为例,采用数值模拟软件FLAC3D分析红黏土与中风化白云岩接触带倾角对隧道围岩位移、结构变形和支护应力的影响。结果表明:不同土岩接触带倾角地质情况下,监测断面内拱肩、拱腰、拱脚竖向位移相对较小,拱顶及拱底竖向位移明显较大,且拱底竖向位移约为拱顶的2倍;监测断面内最大水平收敛值出现在拱腰处,当土岩接触带倾角α由30°依次增加至75°时,竖向位移值以及水平收敛值出现先减小后增大的趋势,说明土岩接触带倾角过大或过小时,将引起土岩接触带处隧道拱底产生较大竖向位移,隧道拱腰产生较大水平收敛;土岩接触带处隧道支护结构拱顶及拱底出现主拉应力集中区域,且拱底主拉应力大于拱顶主拉应力,当α=60°时拱底主拉应力最大。