硬土-软岩工程地质信息管理分析系统及其应用

在中国大规模的工程建设实践中 ,人们积累了大量与硬土 软岩有关的工程经验和测试数据 ,总结这些测试结果并用现代计算机技术进行自动化管理是十分必要的。作者以中国科学院地质与地球物理研究所工程地质力学开放研究实验室多年来的室内试验结果为基础 ,研制开发了“硬土 软岩工程地质信息管理分析系统(HRGIMS)”软件 ,实现了岩土工程地质信息资源管理的自动化和可视化 ,并在信息管理的基础上强化了试验数据分析和工程特性预测功能。本文简要地介绍了HRGIMS系统的主要功能和实际应用。

基于Abaqus的软硬交错地层钻进过程仿真及动态特性分析

随着钻探技术向深部地层发展,研究钻进过程中钻头与深部复杂地层的动态特性及参数响应规律成为研究中的重难点。采用数值模拟和响应面分析相结合的方法,研究了聚晶金刚石复合片(PDC)钻头与典型复合地层在钻进破坏过程中的动力学特性,并对其进行了参数分析;以带倾角的软硬交错地层作为典型复杂地层为研究对象,基于Abaqus建立了全真尺寸的PDC钻头与软硬交错地层之间的动态破坏有限元仿真模型,得出了钻头在钻进过程中受到地层反力的动态特性;通过正交试验进行了数值仿真试验,研究了在不同的地层参数及钻进参数下PDC钻头的动力学特性;采用单一因素分析法和响应面分析法对钻进参数及地层参数与钻头受到地层反力之间的关系进行了建模与辨识,得到了多参数下钻头受到的地层反力变化趋势及回归模型。研究结果表明:软硬地层倾角越大,钻头受到的地层反力平均值和冲击峰值亦越大。随着地层软硬程度比的增大,钻头受到的平均反力和峰值反力大幅增长。在一定范围内,增大转速会降低钻头受到的反力冲击。研究成果可以为深部复杂地层钻进时钻头反力的预测提供依据,同时对深部复杂地层钻进轨迹控制起指导作用,对地质深部钻进有重要意义。

中国部分地区上第三系工程地质性质及岩性定名

对新生界上第三系(N)岩性的认识有岩类、软岩—硬土和硬土类三种观点。通过黄河西霞院、漳河岳城水库和万家寨引黄入晋三个大型水利工程对上第三系的工程地质进行研究,认为应属于硬土类。这对保障工程地质勘察、工程设计、工程施工及安全运行起到重要作用。对于其它类似工程,宜从上第三系地层岩性、工程地质性质入手,具体判定其岩土类型。

地震波斜入射下复杂地质中隧道动力响应分析

文章基于粘弹性人工边界理论,采用地震动力仿真模拟方法,建立了地震SV波斜入射下能同时考虑土体-结构动力相互作用、行波效应的地铁隧道-地基整体分析模型,系统分析了地震SV波斜入射下软硬土体相间复杂地质条件中地铁隧道的动力响应规律。结果表明:地震波入射角度对隧道结构动力响应影响显著,随着入射角度的增加,整个区间隧道的动力响应逐渐减弱;同一角度入射下,隧道在软、硬土体交接处的动力响应要显著高于其余部位,说明该处为抗震不利地带;随着软、硬土体弹性模量相差越来越小,整个区间隧道上各点的动力响应逐渐趋于接近;衬砌结构厚度的增加在一定程度上减少了软硬土体交接处隧道结构的位移和弯矩,提高了隧道的抗震性能。

领导力视域下软权力与硬权力的运用

"硬权力"与"软权力"是领导者影响力的两个基本组成部分。从领导者与追随者关系角度,领导者应正确运用"硬权力"与"软权力"。多用软权力,少用硬权力;先用软权力,后用硬权力;急用硬权力,缓用软权力。

威宁县猴场镇幺岩脚崩塌破坏机制初步研究

2006年1月27日,贵州省威宁县猴场镇幺岩脚发生崩塌灾害,上午10点开始有石块坠落,持续到下午5点左右,崩塌体规模0.5×104m3左右(残留2个危岩体),幺岩脚边坡岩层近水平,上部为灰岩,下部为泥页岩。因此,本区可以作为分析这类近水平上硬下软边坡失稳破坏机制的理论研究基地,通过分析该区域的变形破坏特征,对这类边坡的研究和治理具有一定的指导意义。

硬软突变场地PHC桩沉桩可行分析评价研究

PHC桩经常会遇到需要穿越硬软突变的工况,当桩尖穿越硬土层进入软土层时,桩身形成的拉应力波会引起桩身开裂。通过GRLWEAP软件对硬软突变场地工况的PHC桩进行沉桩可行性分析,同时在工程现场开展高应变打桩监测试验。研究发现当硬土层和软土层土阻力相差较大且软弱土层相对较厚时,沉桩过程中桩身会产生较强的拉应力波,当拉应力超出桩身允许值时,就会引起桩身开裂,尽管采取很多措施如如采用预引孔措施、改变桩锤、改变桩型、打闭口桩、更换打桩设备以及供桩单位、重锤低击等,但坏桩率仍然偏高,最终证明引孔加静力压桩是最为行之有效的施工方法,可以将坏桩率降到最低。

须家河组近水平软硬相间地层中斜坡破坏及处理对策

针对成自泸高速公路重点叙述了须家河组地层的地层特征,归纳了容易发生在须家河组近水平软硬相间地层中的斜坡破坏类型。在此基础上,分析破坏发生原因及其对工程的危害性和工程应对策略。通过工程实例具体说明在该类地质条件下进行地质选线和工程治理设计的原则。

高埋深软硬岩互层地质条件下敞开式TBM岩爆段施工方法研究

基于喜马拉雅山区域某软硬岩性互层地质条件下的深埋隧洞工程,为解决该区域TBM施工过程中的岩爆问题,统计分析了TBM施工过程中的岩爆特征;在施工过程中开展了多种岩爆规避试验,形成了一套较完整的有针对性的施工方法:1)岩爆风险巡查常态化;2)超前地质预报和超前处理措施相结合;3)支护材料和支护方式合理化;4)掘进参数动态调整。在后续的施工中加以应用,取得了较好的效果,可以为类似地质条件下的安全施工提供参考。

穿越软硬突变地层隧道纵向不均匀沉降分析

纵向穿越软硬突变地层的盾构隧道在外部施工因素影响下极易产生不均匀沉降,从而诱发管片环间错台、螺栓剪断和接缝渗漏水等病害。为进一步研究外部因素对其竖向位移的影响,基于Winkler弹性地基梁理论推导任意荷载作用下隧道竖向位移公式,结合Boussinesq解采用两段分析法分析地面堆载大小、尺寸以及隧道埋深对盾构隧道竖向位移规律的影响。以厦门地铁2号线某区间为工程实例,验证理论公式的合理性。研究结果表明:在地面堆载作用下,隧道竖向位移曲线多数服从正态曲线分布,且软土区盾构隧道竖向位移普遍大于硬土区;堆载长度对最大竖向位移的影响有限,当堆载长度超过一定界限时,最大竖向位移不再增大,但其范围会随之扩大;当堆载宽度超过一定限度时,竖向位移曲线基本不再发生变化;当埋深较浅时,软硬土交界处盾构隧道两侧竖向位移差异不大,随着埋深的增大,隧道最大竖向位移逐渐向软土区偏移。研究结果可为纵向穿越软硬突变土层地铁盾构隧道的设计提供参考依据。

上软下硬地层隧道稳定性因素及影响研究

采用正交试验以及极差分析法比较隧道跨度W、埋深h、高跨比λ、隧道开挖技术以及机械掘进尺寸对施工工程因素作用下上软下硬地层隧道稳定性的影响。当软硬地层组合不同时,比较W、h、λ和地层隧道的软硬地层分界面中关键的位置参数β同地层隧道上部较软的地层参数D_s与地层隧道下部较硬的地层参数D_x对这三者同隧道地质因素以及隧道工程因素彼此相互作用为上软下硬地层隧道在稳定性方面所产生的一系列影响。研究只有h因素变化时对上软下硬地层隧道稳定性的影响,并分析了隧道的破坏演化规律。研究结果表明:W和埋深h属于隧道工程因素给上软下硬地层隧道自身稳定性造成影响的因素里面最关键的,影响第二的是高跨比λ;当隧道在开挖后自身稳定时,W是影响地质因素、工程因素共同作用下隧道稳定性的主要因素,反之是D_s;软硬分界面改变了上软下硬地层隧道的破坏模式,当为深埋隧道时,上部较软地层是最薄弱的地方,实际工程中要加强支护。

监理对消除高层建筑桩基持力层危害的监控及建议

某高层建筑人工挖孔桩进入持力层施工监理中,发现桩端持力层承载力低且未做基底静载荷试验,会严重危害该高层建筑基础的安全。向业主发出停工建议,要求补充地质勘察和作静载荷试验据此调整设计,得到业主支持。经补充勘察和试验后,改变了持力层和修改了原桩基设计,从而消除了该高层建筑桩基持力层的危害,确保了高楼安全。

上硬下软反倾边坡变形破坏机理与稳定性研究

依托兰州至海口国家高速公路重庆至遵义段扩容工程YK71+590~+710右侧上硬下软反倾结构边坡工程,采用工程地质分析方法对边坡变形破坏机理进行分析,预测评价边坡稳定性。结果表明:坡体开挖和坡脚软弱地层遇水软化是发生变形破坏的主要控制因素;在现状条件下及开挖完成后,边坡稳定性均不能满足安全要求,必须进行治理,且应考虑边坡开挖完成后可能发生深层滑动。

静压方桩的试桩施工技术

安徽省马鞍山经济技术开发区科技创新产业园工程项目的基底土质复杂、分布不均,并处于软硬土层交汇、过渡区域,地基存在不均匀沉降,导致现场压桩施工经常遇到土质差异的情况,使成桩困难。基于此,通过试桩,并结合现场实际地质情况,对设计桩长、设计压桩力进行合理配置,从而保证了压桩力,确保顺利成桩,避免了工程桩浪费,亦为后续施工奠定了基础。

用复压法处理某管桩基础工程质量问题的实例

通过笔者参与的某房地产开发项目管桩基础质量咨询实例,针对"上软下硬,软硬突变"的锤击桩基问题,处理难度较大,总结归纳了该项目的分析处理过程,为同类地质桩基问题的处理提供借鉴参考。

软煤与硬煤加载过程中声发射差异性及峭度特征

探究软煤与硬煤声发射特征的差异性,对于准确进行地质灾害预测具有重要意义。在不同矿区有针对性的采集煤样以后,利用RMT-150B型岩石力学实验系统以及CDAE-1全数字化声发射监测与分析系统,对煤样加载过程中的应力-应变、声发射特征进行测试与分析,对其峭度特征进行了评价。测试结果显示:在声发射特征方面,软煤与硬煤相比,其连续性声发射产生时间较早,声发射值较小,并且声发射峰值的突变性不明显;在峭度特征方面,软煤的声发射峭度值整体较大。并且在峰值破坏前,声发射峭度值存在1个相对稳定期的特征可以作为煤样破坏的前兆,可以为地质灾害的监测、预测提供指导。