掏土孔应力扰动法下的塑性区范围研究

针对普通浅层掏土法下倾斜建筑回倾速度慢、沉降不均匀的问题,提出掏土孔应力扰动法。在岩石力学的弹性圈和塑性圈应力解中引入修正系数,得到掏土孔应力扰动法下的塑性区半径计算公式。在进行现场掏土孔周应力扰动试验时,采用地锚反压的形式模拟上部建筑荷载,利用长钉在掏土孔周围进行深度为50 mm的螺旋扰动,通过测量应力扰动前后的孔周土体应力并结合有限元模拟结果,得到实际塑性区范围,验证了塑性区半径公式的正确性。结果表明:当掏土孔半径为100 mm,应力扰动范围为孔径的1/2时,塑性区范围扩大30%~40%,掏土孔应力扰动法对于扩大塑性区范围、加快建筑纠倾速度具有工程应用价值。

周边眼偏位空孔爆破设计优化研究与应用

依据已有研究对空孔效应和设置空孔时裂纹扩展规律进行探讨,发现空孔有利于裂纹贯通,对提升爆破效果有一定帮助,但也发现传统的直线型空孔布置会导致裂纹偏向,即在空孔附近转向、偏离原发展路径,影响原设计开挖轮廓。若设置偏位空孔,则可充分利用空孔效应及导向作用以提高开挖质量。对于偏位空孔在爆破中的效应,采用数值模拟研究了不同炮孔间距、空孔偏位角下的裂纹扩展规律和炮孔间贯通情况,探讨了最优偏位角度设计,并根据模拟结果对现场爆破方案进行优化,研究实际应用效果。研究结果表明:偏位空孔对爆生裂纹具有较直线空孔更明显的导向作用,主要表现在爆生裂纹尖端向空孔本身发展或被空孔裂纹引导偏向、最终主裂纹与空孔连通或在空孔范围之外主裂纹相贯通,更利于炮孔主裂纹扩展与贯通;通过提取模拟结果并测量裂纹范围,对于孔间距在60 cm及以下时,适用于周边眼爆破设计的最优偏位角为15°,在此情况下炮孔连线方向形成了与孔心连线相平行的裂纹,能显著提升贯通效果;对于优化后的福厦铁路某隧道爆破施工方案,通过振速监测及超欠挖断面扫描分析,发现周边眼起爆引起的爆破振速降低了超过50%,超欠挖值也由平均25 cm降低至15 cm以内,整体应用效果良好。该项研究可为隧道爆破减振及超欠挖控制研究提供一定参考。

《山海经》夏启“右手操环”解码——佩玉环的史前巨人

论文以文学人类学的视角,利用四重证据法,探讨镇原县博物馆墓葬中,史前“巨人”佩玉环和《山海经》夏启“右手操环”的文化意义。史前巨人左手腕部的墨绿色玉环,将问题引向史前的玉环与葬俗文化间的关联。通过考察多个史前遗址考古新发现情况,认识到龙山文化时代较普遍的葬礼现象是将玉镯、玉环等套在墓主人右手或手臂上。这种奇特礼仪行为模式寄托着死者魂灵升天的幻想目标和动力。以此为基础,论文转向对《山海经》中“夏启右手操环”的叙事解读。通过考古发现与历史文献相结合的方式,发现该神话叙事与龙山文化时代右手戴玉环的葬俗吻合。玉环在史前文化中具有通神和象征永生不死的意义,关于夏代开国君王“右手操环”叙事之解码长期以来真相不明,如今得到史前玉环镯葬俗的考古真相之印证。玉环镯在神话传说与考古新发现之间的相互印证,彰显了四重证据法的“物证优先原则”在中华文明探源中的独特作用。

煤矿岩巷掘进技术现状及展望

巷道是矿山的“血管”,其掘进效率高低、技术的成熟与否及安全性直接影响着矿山的开采效率。目前,国内煤矿岩巷常用的掘进手段主要有爆破掘进、机械化掘进和爆破-机械联合掘进。爆破掘进分为人工钻爆法掘进和液压钻车钻爆法掘进;机械化掘进有综掘机掘进和TBM掘进;爆破-机械联合掘进主要是针对硬岩,通过超深孔爆破对岩体整体强度进行弱化,最后采用机械化进行掘进。本文归纳分析了煤矿岩巷掘进应用实例,首先介绍了以上三种方法常用的钻孔设备,对比分析各掘进技术的优缺点,然后阐述这几类掘进方式存在的技术性难题。人工钻爆法具有成本低、使用便捷等优势,但因其劳动强度大、凿岩效率低,以及工作面环境差等劣势十分明显,大多数矿山爆破掘进则采用液压钻车钻爆法,案例分析发现人工钻爆法和液压钻车钻爆法平均循环进尺分别为1.7 m和2.1 m,随着巷道断面面积增加,单位巷道断面面积的炮孔数目和炸药单耗有变小的趋势;机械化掘进可以有效提高掘进效率、节约劳动力,但对于强度较高的岩石,会导致其截齿的快速损耗,并且粉尘率较高;另外TBM过大的转弯半径、体积、造价限制了其在中小型矿山使用。爆破-机械联合掘进具有较大的灵活性,但在地应力条件下的爆破裂纹空间形态、堵塞长度等方面理论研究不够深入。最后,本文阐明了当前煤矿岩巷掘进面临的一些有待解决的理论技术问题,以及未来岩巷掘进的发展趋势。

PBA法地铁车站全过程沉降规律及控制优化研究

以沈阳某地铁车站工程为依托,建立三维数值模型,对PBA法六导洞双跨地铁车站施工全过程沉降规律展开研究,采取相应措施控制地表沉降。研究表明,地表沉降随着施工进度推进而增大,随着与车站中心距离的增大而减小;沉降曲线以车站中线为轴呈对称状态,影响范围为车站中线两侧40m左右。整个施工阶段导洞开挖对地表沉降的影响最大,扣拱施工次之,两者引发的地表沉降比例高达89.21%。导洞施工顺序在施工过程中引起的沉降最小;导洞开挖进尺越短对地层扰动越小,施工过程中引起的地表沉降越小。

煤层折曲构造区巷道深孔预裂爆破卸压研究

为了解决掘锚一体机进行巷道掘进的过程中造成的巷道片帮问题,以某煤矿的一条掘进运输巷爆破工程为背景,采用理论分析、数值模拟及现场测试等方法对预裂爆破卸压机理、预裂爆破前后应力分布、巷道爆破振动衰减规律等几个方面展开深入的分析。通过分析可知,预裂爆破对于降低巷道快速掘进导致的压力过大和巷道出现的片帮问题,具有较好的作用。研究成果希望能对快速掘进巷道爆破卸压提供有意义的参考。

液氧相变气体膨胀技术在隧洞开挖中的应用研究

为了实现在不许可使用炸药爆破条件下的隧洞快速开挖施工,应用新型氧气膨胀破岩技术,成功探索、研究、总结出一套适用于一般隧洞开挖的掏槽、扩槽、辅助、周边孔气体膨胀破岩施工方法,详细给出了适用于隧道开挖的优化钻爆参数。隧洞穿越的山体为花岗岩,试验研究段属于Ⅳ~Ⅲ围岩,岩石的抗压强度为90~100 MPa,非常坚硬,解理裂隙比较发育,可爆性一般。采用现场试验研究方法,经过不断总结、改进、优化,对于面积约65 m^(2)的隧洞,实现了2 d一个循环,平均循环进尺约2.5 m,基本满足在不能使用炸药爆破情况下一般隧洞快速开挖施工的要求。研究表明:新型气体膨胀破岩技术可以在坚硬岩体中进行隧洞开挖,具有操作安全、破岩效率高、不涉及民爆物品和易制爆危险化学品、不产生爆炸冲击波、振动幅值较低等优点,可有效地解决复杂环境下不许可使用民爆物品及使用机械法开挖进度慢的问题。

基坑爆破开挖对邻近隧道的振动影响分析

为了研究基坑爆破施工对邻近隧道的振动影响,以珠海某城轨隧道邻近基坑爆破开挖工程为背景,基于爆破设计方案,通过FLAC3D软件模拟隧道在爆破荷载下的动力响应,分析了爆破振动随爆心距变化的规律,研究了隧道的振动效应,并结合现场监测结果,评价了减振孔的降振效果。研究结果表明:场地系数和衰减指数对同段起爆最大药量的影响较大;爆破振动随爆心距的增加呈衰减趋势,离爆源较近的断面振动效应明显,衰减较快,离爆源较远的断面衰减较慢;爆破开挖的振动效应对隧道安全性影响显著,尤其是隧道迎爆侧;减振孔的设置会改变隧道断面的峰值振速分布规律,1排减振孔的降振效果显著,减振孔排数继续增加的降振效率则相对趋于平缓。该研究成果可为后续类似工程提供借鉴。

宽孔距爆破技术在大断面硬质岩石隧洞开挖中的应用

在乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞开挖施工中,为了解决大断面硬质岩石隧洞开挖炮孔数量多、钻孔时间长、施工进度慢等问题,实际施工中调整了隧洞爆破布孔思路,改变了传统布孔方式,提出了“隧洞开挖宽孔距布孔”的理念。通过一系列爆破试验,成功将原设计上台阶开挖炮孔数量246个减少到181个,有效降低了炮孔数量,实现了快速掘进。试验表明:在大断面硬质岩石隧洞开挖中,通过采用宽孔距爆破技术,炮孔数量降低了26.42%,有效缩短了钻孔时间,加快了开挖单循环速度,最终实现了主洞上层开挖单面月进尺230.2 m(开挖断面102.02 m^(2)),为同类隧洞的开挖提供了经验。

基于小孔扩张理论的顶管施工扰动分析应用

针对顶管穿越施工扰动影响问题,依托某污水处理厂顶管下穿箱涵工程,基于岩土介质小孔扩张理论采用MATLAB平台对顶管-土-箱涵相互作用进行编译计算,考虑不同开挖面支撑力和不同顶管埋深,分析顶管施工引起的既有箱涵结构受力和位移变化。结果表明:顶管施工导致的箱涵附加竖向位移及弯矩沿顶管轴线左右对称,箱涵附加应力以顶管轴线为中心向两侧递减;随着顶管埋深和开挖面支撑力的增加,既有箱涵的最大位移、应力以及弯矩逐渐变小。根据顶管埋深,选择合适的开挖面支撑力,可有效降低顶管施工对既有箱涵的施工扰动。同时通过现场实测数据分析,验证顶管穿越地层及构筑物变形的理论分析与现场实测规律的一致性,拓宽小孔扩张理论在顶管工程领域的应用。

已开挖深基坑地下水上涨应急状态下降水技术

考虑已开挖高水位深基坑砂卵地基透水率高,基坑内降水井成井和封井需在有水环境下施工,成井难度大,降水井封井质量直接影响到工程整体的防水效果,基坑地下水控制难度大。结合实际工程,创新采用液压潜孔钻机成井技术和遇水膨胀阻水木塞降水井复合封井技术,可克服有水作业环境施工难度大、基层砂卵石地层钻机成孔难度大、封井难度大等施工难点,降水井成井效果好、施工效率高,封井质量优、防渗漏效果好。

卸压孔设置对冻结暗挖隧道冻胀卸荷影响研究

冻结法暗挖隧道施工中,冻胀常导致土体和隧道等发生大变形,给地铁隧道和周边环境以及建(构)筑物带来不利影响。以福州市滨海软土地层冻结暗挖隧道工程为例,通过对原型工程建模和非线性分析,综合实测数据及工程情况,分析冻胀变形分布规律和设置卸压孔前后冻结暗挖隧道的位移变化特点。研究结果表明:人工冻结加固技术结合卸压孔应用,对土体冻胀力的释放和冻胀变形的控制效果较好,与没有设置卸压孔时的地层相比,卸压孔在冻土帷幕冻结交圈形成后,为土体冻胀提供自由变形空间,降低了土体的冻胀位移和冻胀应力;冻结期末2个冻结暗挖隧道中心点纵向剖面处冻胀位移最大值由28.88 mm降至16.75 mm,冻胀应力最大值由335 kPa降至265 kPa,卸压作用效果明显。研究结果可为人工冻结暗挖隧道工程提供借鉴和参考。

大断面暗挖车站隧道开挖的地表深孔注浆技术

密集城市地铁车站建设受既有建筑物的影响,暗挖车站小导洞开挖时,在导洞上方通常以超前支护加固地层。东南湖大路站采用一次扣拱暗挖逆作法施工,采用洞内注浆的施工效率不高,故提出了暗挖车站地表深孔注浆技术,在保证地层加固质量的基础上,节约了施工工期。本文详细探讨了东南湖大路站一次扣拱暗挖逆作法下的地表深孔注浆技术工艺,通过现场开挖变形数据分析,揭示了车站主体和既有管线沉降变形值以及变化规律,验证了地表深孔注浆加固技术的合理性,成果可为类似工程提供技术借鉴。

含砾砂岩地层下盾构隧道掌子面工作洞开挖技术

盾构机刀盘发生磨损会导致盾构掘进困难,严重影响了施工效率。刀盘修复作业需要在盾构隧道掌子面位置开挖工作洞,为人工修复刀盘提供站立行走的操作空间。为此,以深江铁路SJSG-1标段盾构项目为例,提出一种盾构隧道掌子面工作洞开挖技术,重点阐述了作业人员进仓流程、掌子面工作洞开挖技术、洞门凿除施工注意事项等技术要点,为后续盾构机施工提供借鉴。

多层全装配式综合楼设计与施工

全装配式混凝土结构可极大提升建筑建造效率及施工质量,减少建筑建造过程的湿作业。通过分析国内针对多层全装配式建筑的研究成果,根据项目特点选取适宜项目的预制构件连接方式,并应用于长沙地区某具体采用多层全装配式墙板结构体系建造的学校综合楼项目中;该综合楼的结构构件竖向承重墙、楼板、梁、楼梯均采用全预制,竖向承重剪力墙间连接设计基本采用预留手孔螺栓连接;全预制楼板之间连接设计采用预埋钢板螺栓连接,详细阐述该栋建筑的结构设计、预制构件设计、施工,并探讨该类多层全装配式墙板结构体系的应用价值。

智能采掘装备在阶段空场嗣后充填法中的应用

随着国民经济建设的快速发展,地下矿产资源需求量不断增大,金、银、铜、铁等战略性矿产资源是国民经济的基础。为满足国家工业生产需求,需要提升地下矿山的开采效率,由于阶段空场嗣后充填采矿法便于实现机械化开采,在我国地下矿山得到了日益广泛的应用,但目前阶段其仍然存在关键环节和重点部位用人多、智能化程度较低、安全风险高等问题,如何实现安全、智能、绿色、高效开采是亟需解决的问题。本文详细介绍了采准、切割、回采三个环节智能采掘装备的特点及应用,提出了阶段空场嗣后充填采矿法的智能采掘方案,并已将该技术成功应用于矿山实际生产,实现了凿岩穿孔智能化、天井掘进无人化,对推动我国智能矿山建设提供了重要的技术装备支撑。

试论深孔爆破成井中VCR法的应用

VCR模式为球形药包垂向漏斗后嵌类矿场技术,地底矿石洞也普及推广使用在天井挖掘作业中。笔者以某露天兼地底采掘金石七十米标高地表废弃石料场景为项目环境,透过实验参数明确爆破工程中的药包最理想埋进情况。生产实际表明,透过使用适度的凿孔设施,适度的先进工艺,VCR模式能够挖掘超高矿井,而且能够保证矿井工程进度。

岩土复合地层双孔隧道开挖对地表沉降的影响

为研究岩土复合地层中双孔平行隧道开挖对地表沉降的影响,提出一种基于复变函数理论和随机介质理论相结合的计算方法,讨论不同隧道开挖半径、隧道间距以及土层主要影响角对地表沉降的影响。结果表明,相较于不分层理论,考虑岩土分层的计算结果与有限元结果更加吻合;随着隧道开挖半径的增大,地表沉降随之增大;随着隧道间距的增大,地表最大沉降值随之减小,沉降曲线形态发生变化;随着土层主要影响角的增大,地表最大沉降值随之增大,地表沉降槽宽度变小。

地下矿山工程井巷掘进爆破技术探究

掘进爆破是地下矿山工程开采的重要一环,爆破技术的应用效果直接关乎地下矿山工程井巷开采效益。因此,简单介绍了地下矿山工程井巷开采背景,以深孔控制预裂爆破技术为例,提出了地下矿山工程井巷掘进爆破技术方案,并对地下矿山工程井巷掘进爆破技术实践要点进行了进一步探究,希望为掘进爆破技术在地下矿山工程井巷中的有效应用提供一些参考。

爆破掘进在煤矿岩巷中的参数优化及试验研究

鉴于某煤矿60采区0420工作面掘进工程中存在人工效率慢的缺点,同时为了解决掘进难度高和不合理的爆破方式,基于BP神经网络设计,优化爆破参数,建立模型结构,进行现场试验,结果表明:工作面爆破开挖后,巷道成形基本保持完整,少数局部有超挖现象,数值都控制在100 mm以内,提高了掘进效率,保证了爆破效果。