TSP203在灰岩地区隧道施工过程中的应用与探索

TSP203(Tunnel Seismic Prediction)系统是由瑞士Amberg测量技术公司专门为隧道施工阶段超前地质预报而研发的一套设备。通过笔者单位的TSP法隧道超前地质预报工作,发现对隧道施工掌子面前方断层破碎带及其影响带的宽度范围、节理裂隙密集带等不良地质体TSP法能较准确地预报,但是在灰岩地区针对岩溶的准确预报存在一定困难,隧道施工因为在可溶岩地区而引发的各种灾害地质情况也时有发生,对隧道内的施工作业人员及设备构成很大威胁,所以准确预报隧道内掌子面前方的岩溶发育区域迫在眉睫,通过大量的实践和总结,在针对岩溶的准确预报方面笔者积累了部分经验,本文通过TSP在灰岩地区几个不同地质模型上的成功预报案例来详细讲解灰岩地区隧道施工中对岩溶的预报情况及其在长距离预报中的指导意义。

基于GPS导航手机的Google Earth在野外地质勘察中的导航定位应用

本文基于GPS导航手机的导航定位功能,将Google Earth应用于野外地质勘察中,快捷直观准确地确定地质工作者所在的位置,辅助地质工作者更好地完成野外地质勘察工作。

浅谈提高室内岩土试验准确性应注意的问题

分析了岩土试验中须注意的若干问题,并阐述了对岩土试验成果进行综合分析的方法,介绍了提高室内岩土试验准确性的措施,为建筑物的基础设计及选材提供可靠依据。

桩基础在大型泥石流拦砂坝中的应用

"5.12"震后,震区泥石流处于高发期。拦砂坝是目前泥石流治理工程中主要的工程措施,新近泥石流堆积体上修建重力式拦砂坝对地基和基础要求较高。以魏家沟泥石流治理工程1#拦砂坝实例,分析桩基承台基础在泥石流治理工程中的应用,并为类似工程的治理提供参考。

强震作用下层状岩质斜坡破坏的大型振动台试验研究

以"5.12"汶川地震背景为基础,对不同岩性组合水平层状岩质边坡进行了大型振动台模型试验研究。文中介绍了振动台试验过程,通过对试验现象的观察处理分析,考察了边坡的破坏现象特征、变形破坏模式。实验结果表明,地震力作用下边坡的变形破坏程度、特征以及稳定性不仅与地震波的类型、加载方向、频率、振幅有关,同时还受边坡的岩体性质、高程、微地貌、结构面等地质因素控制,对于同一岩性组合边坡,在同种地震波和等振幅作用下,合成向ZX向、X向和Z向激振对边坡的破坏性依次增强;在等振幅和激振方向下,正弦波15Hz、10Hz和天然地震波对边坡的破坏性依次减弱;随着振幅增加,各种地震波对边坡的破坏程度加剧。水平层状岩质边坡破坏主要发生在顶部尤其是靠近坡肩部位,其破坏受层面控制。在地震作用下呈拉裂-剪切-滑移式破坏。在相同地震波作用下,上软下硬边坡先于上硬下软边坡破坏,大振幅作用时顶层岩体震碎呈散体状滑落,形成滑坡;而上硬下软边坡破坏主要是岩层后缘拉裂后整体剪切错动,最终形成崩塌。

贵州上洋水河流域拉裂-倾倒型崩塌机理研究

贵州上洋水河流域采矿工作引发了形式多样、成因复杂的崩塌地质灾害。以拉裂—倾倒式崩塌失稳模式为例,在分析斜坡结构特征的基础上,运用岩体力学理论对崩塌形成岩体的受力演化过程以及中间出现的压缩、挤胀等现象进行了深入研究,并采用离散元数值模拟再现了崩塌形成的变形破坏过程。研究结果表明:磷矿开采产生采空区引起斜坡的应力应变调整,使得岩体产生变形,出现挤胀扩容现象导致岩体失稳倾倒,继而引发崩塌。岩体受力变形过程分为应力调整结构面张拉贯通-岩体变形受压-坡脚岩体挤胀扩容-岩体失稳破坏等4个阶段。在这整个过程中,应力应变的调整和岩体的变形形态以及裂隙的张拉形成相互作用,共同影响着崩塌的进行。

层状岩质斜坡竖向动力响应特性的振动台试验研究

以‘5·12’汶川地震灾区典型斜坡岩体组合结构为模拟特征,采用水平层状上硬下软和上软下硬两种岩性组合概念模型,设计、完成了大型振动台试验。基于有限元计算的模态分析及仪器记录结果表明,模型箱具有一定刚度,既不会与模型产生共振,也不会产生放大效应。基于斜坡灾害中竖直向地震作用日益突出,相关试验研究少,通过绘制不同振动强度下斜坡模型竖直向峰值加速度及放大系数沿高程变化规律曲线,揭示了正弦波尤其汶川地震波作用下模型的竖直向加速度动力响应特性。主要有:①在两种波作用下,竖直向峰值加速度表现出高程放大效应,模型下段放大速度稍快,最大放大值出现在中上部;②在汶川地震波作用下,随着振动强度增加,斜坡模型上段的峰值放大系数逐渐降低至趋于变化稳定,下段基本不变,表明斜坡模型的高程放大效应逐渐减弱;③合成向地震波作用强度大于单向地震波作用,加载方向对竖直向加速度响应规律性影响不明显;④上软下硬斜坡模型的竖直向加速度响应程度高于上硬下软斜坡模型。对斜坡竖直向加速度响应特性的研究有助理解地震作用下一些由竖向地震力引起的变形破坏现象,也能为斜坡动力稳定性计算中竖直向地震力取值提供参考。

高围压与变温环境下大理岩的临界损伤度研究

为了掌握高温环境下岩石的强度及变形特性,对高温及变温条件下大理岩的损伤变形特性进行了研究。通过大理岩在不同温度下的静态压缩试验获得了不同温度环境下的力学参数,再结合空间应力状态下的损伤统计本构方程,反算出了不同温度下的分布参数和临界损伤度Dcr,并定性分析了温度和温度的更替对力学参数的影响。研究结果表明:温度的升高和交替加速了大理岩的损伤。相对于温度的交替变化,温度的升高对参数m和ε*、临界损伤度Dcr、损伤全过程的影响更加显著。

大型振动台试验相似材料研究

在分析总结近几年岩土工程物理模拟试验中常用的岩质相似材料研究现状的基础上,采用重晶石粉、石英砂、石膏、甘油配制振动台模型试验相似材料,通过不同配比的材料力学试验,考虑相似材料的含水率,分析研究了各种材料含量以及含水率变化对相似材料物理力学性质的影响规律,发现含水率对材料的抗压强度、粘聚力、弹性模量、摩擦角有较大影响,根据试验结果最终确定了振动台试验相似材料配比。试验结果证明,该相似材料力学指标稳定,能很好地满足相似材料的选材要求,便于一次性浇注较大尺寸规模的模型试件,适用于大型振动台等物理模拟试验。

矩形闭合墙桥梁基础研究现状及发展趋势

对矩形闭合型地下连续墙桥梁基础的国内外研究现状及发展趋势进行了详细的述评,指出:矩形闭合型地下连续墙基础是一种新型的桥梁基础,在日本的桥梁工程中得到了大量应用并取得了良好的社会经济效益,但是闭合墙基础的承载机理和基础-地基共同作用规律尚未清楚;在我国,还没有形成较为成熟的设计计算方法;由于墙内土芯的存在,矩形闭合墙基础的荷载传递机理和承载性状相对比较复杂。研究内侧土芯对承载力的贡献,恰恰是闭合墙基础承载机理的核心问题。对闭合墙基础荷载传递机理和承载性状的研究,应主要关注内侧摩阻力的产生机理、分布规律和计算方法,墙-土-承台相互作用,承台的荷载承担状况等关键问题。

隧道高温地下水处理理念探讨

地热对地下工程建设危害较大,在以往铁路建设中尚未遇到较严重的热害,也缺乏系统的理论指导和成熟的治理经验。文章通过玉蒙铁路旧寨隧道地下热水发育段及影响段的勘察设计与施工,介绍了地热段施工的困难状况,总结了地热对隧道工程的危害类型,针对隧道高地温热害分析评估标准的厘定提出了建议;通过对隧道附近区域地表温(热)泉特征的调查、洞内外热水的取样、氢氧同位素组成特征分析与氚放射性同位素测定等一系列工作研究分析了高温地下水成因;并通过现场试验、测试、方案设计及施工验证,在适应当前国内隧道施工水平的基础上,提出了"通风降温+减少热源+个体防护+局部机械制冷+调整施工组织"的地热处理理念,并提出了在地热发育区进行隧道工程选线的建议。

三联隧道围岩大变形原因分析及处治措施

贵昆铁路六沾复线三联隧道施工中,在玄武岩与煤系地层不整合接触带附近发生围岩大变形。结合地质勘察、施工揭示、施工支护衬砌及开裂变形特征,全面分析围岩地质环境、地层工程特性,结构受力特性及施工方法、技术措施的适应性,找出支护结构变形的原因,并在隧道开挖过程中进行进一步的试验,从而提出针对性工程处治措施,实施后效果良好。

黄土的动强度特性试验分析

在试验的基础上,对山西省万荣地区Q2原状黄土的动强度特性进行分析。结果表明:不同固结应力条件下,Q2原状黄土的动应力应变关系呈双曲线形式,固结应力条件对动应力应变关系有明显的影响;Q2原状黄土的Ed和Gd随动剪应变的增大而减小;不同固结应力条件下,动剪切模量比与动剪应变比的关系具有良好的归一化特性;阻尼比随动剪应变增大其分布没有明显的规律性,但总体上随动剪应变的增大而呈逐渐上升的趋势。

云南地区膨胀土详判试验

现行的蒙脱石含量试验有对现场试验环境要求较高、程序繁琐等诸多不便。作者通过试验得出云南地区的膨胀土详判试验中蒙脱石含量,可以通过公式,用得到的阳离子交换量进行计算。

陕西青山金矿床金的迁移形式与沉淀机制研究

青山金矿床是一个赋存于石炭系沉积岩中的中-小微细粒浸染型金矿床.采用原子吸收光谱、气相色谱仪等分析技术,利用地球化学热力学理论,对青山金矿床开展了成矿流体成分分析和热力学计算,解析了该矿床成矿物理化学条件及金的迁移形式和沉淀机制.结果显示,成矿流体呈弱酸性、弱还原性,为重碳酸钙亚型,可大致视为CO2-H2O-NaCl体系,来源于古大气降水,并且后期受到了大气降水的混合.成矿早期流体中的金主要以氯络合物形式[Au(Cl)4]-迁移,主成矿期与晚期流体中金以硫络合物形式[Au(HS)2]-迁移.成矿流体温度、盐度、pH值、Eh值、氧逸度等物理化学条件的变化、后期大气降水的混合、水-岩反应及硫酸盐还原菌是造成本矿床金沉淀的主要因素.

深圳地铁隧道邻接问题施工力学行为研究

针对深圳地铁2号线新建隧道邻接既有地铁隧道工程,利用FLAC3D软件进行有限元数值模拟施工力学行为研究,探讨了施工过程地层应力的变化幅度及影响范围、结构内力及结构安全性,提出了确保新建隧道施工和既有隧道运营安全的措施和建议,为隧道交叉段监控量测系统的设计、施工方案的优化及安全控制提供依据。

陕西青山金矿床成矿流体特征研究

陕西青山金矿床为赋存于石炭系沉积岩中的中—小微细浸染型金矿床。流体研究表明,矿石中方解石包裹体分为3种物理状态类型,均一温度为160～219℃;成矿流体盐度均值为7.88%(NaCl),密度均值为0.9305g/cm-3;成矿流体呈酸性,弱还原性,为重碳酸钙亚型,可大致视为CO2-H2O-NaCl体系,可能来源于大气降水,并且后期受到了大气降水的混合。主成矿期流体中金以硫络合物形式迁移,物理化学条件的变化是造成该矿床金沉淀的主要因素。

川西会理县莲花村4组滑坡形成机制及稳定性分析

通过对莲花村4组滑坡的变形特征以及岩性结构分析,判定该滑坡为古滑坡的局部残留体牵引式复活。对滑坡进行了稳定性验算,验算结果表明,在暴雨等不利因素情况下,滑坡变形会继续发展、加剧,滑坡前缘滑动的可能性大。

两河口水电站水库诱发地震震级评价

结合两河口水电站概况,从库区地层岩性、地质构造及库区地震活动背景和应力条件分析入手,对水库诱发地震进行概率计算和综合要素法预测计算,预测水库诱发地震的几率和震级的大小,对两河口水电站蓄水后水库诱发地震研究具有一定的参考意义。