黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析

对不排水均质黏土地基隧道开挖失稳三维破坏模式进行改进,弥补了目前隧道开挖稳定性问题中三维极限分析上限法的不足。采用截椭圆柱体构造多块体平动破坏模式,克服了现有三维多块体平动破坏模式与隧道开挖面不完全接触的缺陷;进一步针对三维多块体平动破坏模式存在的问题,提出了多块体转动–剪流组合破坏模式,得到了均质黏土地层中隧道开挖稳定的上限解,明显改善了现有的极限分析上限解,并与三维弹塑性有限单元法结果及文献中的离心试验结果进行对比,验证了上限分析方法的有效性。

基于非线性M–C准则的深埋土质隧道三维塌落破坏上限分析

围岩条件较差时,深埋土质隧道在隧道开挖过程中容易发生塌方,准确预测深埋土质隧道塌方土体的范围极其重要,目前能预测深埋土质隧道塌落范围的理论研究不够成熟。为了提前预测土质隧道围岩顶部塌落体的范围,基于非线性Mohr–Coulomb准则和极限分析上限法,推导出深埋土质隧道在三维破坏机制下塌落体的上限表达式,得到了深埋土质隧道塌落体范围的精确解。通过数值软件Matlab绘制出了塌落体的三维形状,研究了各参数对深埋隧道塌落体形状的影响,并与既有研究进行对比分析,研究结果表明:土体中各参数、隧道顶部圆弧的半径和支护力对深埋土质隧道塌落体的范围影响比较大;基于非线性Mohr–Coulomb准则下深埋土质隧道塌落体的上限分析可以求解出有、无支护力条件下塌落体的高度和宽度,求解合理、可靠,并能给出防止深埋土质隧道塌方发生的支护力大小,可为隧道工程设计提供理论依据。

节理化块体边坡失稳机理数值分析

针对三峡库区移民新址的工程地质问题，用改进的岩土工程软件系统FINAL，研究了节理化块体岩坡的失稳机理，指出除了节理的C，值控制岩块的滑移、倾覆变形，倾倒等破坏形式外，岩块的模量E也对倾覆变形破坏起重要作用，从而不仅说明了保护坡脚，防止岩块浸水软化的必要性，也说明了应用传统离散元法分析这类问题的局限性。

复杂断块油藏特高含水期剩余油控制机制实验

为研究复杂断块油藏特高含水期剩余油控制机制,指导该类油藏剩余油的高效挖潜,文中利用三维物理模型研究了地质及开发因素对剩余油的控制机制和影响程度。结果表明:断层遮挡是该类油藏高部位剩余油的主控因素,对应于矿场上的屋脊一线及断层夹角剩余油;储层非均质性严重影响剩余油的分布状态,造成平面剩余油分布不均衡;开发中的井网形式也是造成最终剩余油富集的因素。针对不同类型的剩余油提出了对应的动用措施,研究结果对现场的开发有一定指导意义。

浅谈沁水盆地郑庄区块陷落柱形成机理及分布规律

陷落柱的存在使煤层的连续性受到破坏,并且沟通了相邻富水层,已成为制约煤层气勘探开发成效的重要因素之一。为了提高勘探成效,规避风险,对沁水盆地郑庄区块煤系地层陷落柱的成因机理和条件、剖面形态及其地震反射特征、分布规律和影响因素等方面进行了系统分析与研究,认为该区在由南西向北东倾伏的大型鼻状构造背景控制下,陷落柱分布呈现北东向带状分布、东西成群出现的特点,主要是受奥陶系石灰岩沉积的不均质性、该区地下水强径流方向和区域构造背景控制,而与局部褶皱走向无关。

超支化聚合物HP-NH2的合成及防塌机理研究

井壁稳定是当前水基钻井液钻深层页岩气的技术难点。以二乙烯三胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺为原料,通过迈克尔加成反应合成了超支化聚合物HP-NH_(2)。采用红外光谱法、液相色谱-质谱联用法、凝胶色谱法、粒度分析法和热失重分析法表征了HP-NH_(2)的结构和特征。研究发现,HP-NH_(2)的数均分子量为3371 g/mol,多分散指数为2.7,分子量分布较宽,粒径280~1900 nm,抗温能力达到280℃。通过线性膨胀实验、回收率实验、泥饼分散实验和"人造泥饼"法分析了HP-NH_(2)作为防塌剂的防塌性能。研究表明,随着HP-NH_(2)浓度的增加,膨润土的线性膨胀率逐渐降低(最低为19.11%),岩屑的滚动回收率逐渐升高(最高为75.18%),人造泥饼的渗透率逐渐下降。小分子HP-NH_(2)能够插入蒙脱石的晶层间,交换出层间易水化的阳离子,拉紧基底间距,抑制蒙脱石的水化分散;大分子HP-NH_(2)能有效封堵泥饼的微纳米孔缝,起到一剂多用的功效。因此,HP-NH_(2)可作为一种潜在的一剂多用防塌剂应用于水基钻井液体系。

武昌倒口湖地区F地块岩溶特征、地面塌陷机理分析及治理措施

通过大量勘探资料,总结出该地区溶洞多分布在灰岩面附近及以下一定深度范围内,其中灰岩面往下5 m范围内溶洞最为发育,5 m以下溶洞相对较少;-14 m标高以上溶洞最多、最发育,为岩溶强发育带,-14 m标高以下溶洞相对渐少,为岩溶弱发育带。在水平方向上,多数为独立成洞,贯通的可能性较小,溶洞以单层为主,多层较少。岩溶地面塌陷是因上覆松散砂土颗粒受地下水潜蚀影响,长期不断流失,在砂土层中逐渐形成漏斗状疏松体,随着漏斗状疏松体的不断扩大,最后发生塌陷,属于"潜蚀—漏斗状疏松体型"塌陷。有针对性地采取高压水平帷幕、静压注浆以及渗透注浆的治理措施,可有效防止岩溶地面塌陷的再次发生。

钻爆法隧道工程常规地质围岩施工安全问题分析

钻爆法建造的常规地质隧道,相对于特殊岩土和不良地质隧道,安全问题原因分析更具有代表性和普遍性,针对钻爆法隧道施工安全,从围岩分级、开挖进尺、围岩排险、初期支护、衬砌步距和施工管理等方面进行隧道掉块、坍塌致因分析,并提出有针对性的对策,对提高隧道掉块、坍塌的安全预防有较强的指导意义。

准噶尔盆地中部4区块井壁失稳机理研究

针对准噶尔盆地中部4区块存在的卡钻、坍塌掉块等井壁失稳难题,利用X射线衍射、岩石铸体薄片鉴定、电镜扫描等分析测试手段,对易失稳井段头屯河组典型岩样的结构和理化性能进行了系统分析,研究了该复杂地层井壁失稳机理,并分析了工程因素对井壁失稳的影响。结果表明,该区块黏土矿物含量高,以伊/蒙混层为主,微间隙和微裂缝较发育,易发生泥页岩的局部水化分散,产生较大的水化膜斥力,使井壁失稳,易发生坍塌掉块及卡钻等井下复杂情况。

对220kV线路保护压力闭重开关量的研究

通过对河南平高ZF11-252(L)、新东北ZF6-252、山东泰开ZF16-252 GIS组合电气断路器操动机构的对比,从机构"重合闸闭锁"的定义入手,对"合闸压力降低"开关量的由来、作用,回路的实现以及与操作箱、保护重合闸的配合等多方面进行了研究,通过故障实例相关开关量变化的比较验证,总结出了此开关量在保护动作过程中的出现规律,并据此正确推断出一起重合闸保护未动作真正原因,排除了一处隐患。

关于川东红层近水平岩层隧道选线与围岩级别划分的探讨

汉巴南铁路巴中至南充段位于四川省东北部。褶皱宽缓、岩层近乎水平、软硬岩层互层分布是区内工程地质的典型特征。结合现场隧道施工情况,对坍塌、掉块的现象总结分析,得出了区内隧道围岩的工程特性、坍塌掉块机理,并总结不同岩性组合关系对围岩级别划分的影响,提出了适宜于区域内水平岩层的选线原则、开挖工法、初期支护建议,可为区内类似地质条件下的隧道设计和施工提供借鉴。

某近水平岩层隧道拱顶塌方掉块机制与应急处置研究

汉巴南铁路巴中至南充段位于川东红层地区。褶皱宽缓、岩层近乎水平是川东红层地区工程地质的典型特征。文章结合现场某隧道施工过程中地质揭示情况,利用Midas GTS有限元分析软件,对多种工况下隧道施工过程中位移及应力应变的情况进行数值模拟计算,得出了隧道开挖后围岩位移及应力分布特征,并总结了塌方掉块机理,提出了适用于区域内水平岩层的开挖工法和初期支护建议,可为区内类似地质条件下的隧道发生塌方掉块应急处置提供借鉴。