高架城市及其城市空间发展的三层结构模式

随着城市建设规模的不断扩大,城市交通拥堵、停车难及汽车尾气伴生的环境污染、热岛效应等问题日趋严重,已成为未来城市发展的瓶颈问题。近年来,全方位开发利用地下空间的呼声日渐升高,其中包括地下交通、地下商业空间、地下基础设施,甚至地下人居环境等,然而,人类需要阳光、雨露、空气,甚至风、雨、雪等自然生态。笔者认为,地下空间发展应该遵循的最基本原则,就是最大限度地满足人类生态环境的自然回归。基于这一理念,本文提出了以人为本的高架城市理念,通过人类活动空间层(高架层)、交通空间层(地面层)和地下基础设施空间层(地下层)的三层式空间结构,形成人居活动空间上移、影响人居活动的基础设施下移的城市规划建设新模式,为有效破解城市交通拥堵、人居活动空间短缺、城市空气污染等当代城市“综合征”提供新的思路。

基于微震能量演化的大岗山右岸边坡抗剪洞加固效果研究

微震监测技术在岩体工程监测中获得了广泛的应用,但如何依据微震监测数据来评价岩体工程的稳定性,至今还存在很多问题。以大岗山右岸边坡工程为研究背景,基于定量微震学原理,采用微震能量密度来综合反映岩体微破裂分布特征,并在理论上推导微震能量–频度关系,提出以b_ε值来表征岩体微破裂变形程度,进一步研究了该边坡抗剪洞加固前后边坡岩体微震能量转移特征、震源机制、变形特性及其稳定性演化规律。研究结果表明,微震能量密度可以帮助识别边坡潜在危险区域,能量–频度关系中的b_ε值的变化揭示了边坡微破裂与变形的演化过程;抗剪洞加固后边坡微震事件活动率和能量密度均明显降低,边坡受力性能明显改善;边坡开挖期间抗剪洞加固区岩体微震的b_ε值小幅降低,并在抗剪洞加固后有所增加,表明抗剪洞抑制了岩体微破裂及变形,提高了边坡稳定性。通过对比工程现场变形监测结果,验证了方法的可靠性。提出的微震能量密度及能量–频度关系相结合的评价方法,丰富了工程岩体稳定性微震分析方法,可为类似岩质边坡加固措施的选择及稳定性分析提供参考。

基于RFPA^(3D)不同加载方法的边坡渐进破坏分析

以锦屏一级左岸边坡为例,建立简化、含软弱结构面的三维地质模型,采用RFPA^(3D)基于离心加载法(Centrifuge)和强度折减法(SRM)模拟边坡渐进破坏过程,通过再现边坡渐进破坏过程,探讨RFPA^(3D)不同加载方法在边坡稳定性分析中的适用性。模拟结果显示:与FLAC、离散元等有限元数值计算方法相比,RFPA^(3D)模拟的边坡渐进破坏过程更加简单直观高效;渐进破坏过程分析表明,在自然工况下左岸煌斑岩脉X、断层F5、F8、F2是控制边坡整体破坏模式的关键因素,在进行边坡开挖时应予以重点关注。稳定性分析表明,采用Centrifuge法计算得到的边坡安全系数为1.75,比采用SRM法计算得到的安全系数1.52高,且Centrifuge法模拟得到的边坡破坏模式与实际工程勘察结果更为一致;因此,分析边坡破坏模式时,推荐采用RFPA-Centrifuge法。

岩石破裂过程分析方法在隧道工程模拟中的应用

对隧道工程中的地质灾害进行总结,通过对真实破裂过程分析方法(realistic failure process analysis,RFPA)在隧道工程模拟中的相应应用进行综述,得到以下主要结论:在隧道工程施工中,隧道工程的主要地质灾害包括固体地质灾害、准流体地质灾害和流体地质灾害3大类;RFPA数值计算方法在与隧道工程施工相关的岩石力学及破坏特性获取、开挖条件下的隧道破坏模拟、层理岩体隧道开挖模拟、动力条件下隧道破坏模拟、深部围岩分区破裂模拟以及渗流作用下隧道稳定性分析等方面都得到了广泛的应用;目前,RFPA数值计算方法已经在计算精度、计算规模、计算速度、大规模求解过程的并行计算和数值计算云平台建设等方面取得了重大进展。随着技术进步和程序开发的不断深入,RFPA数值计算方法会在隧道工程模拟方面取得更为广泛的应用。

煤矿顶板岩体微震分布规律研究及其在顶板分带中的应用——以董家河煤矿微震监测为例

近年来,微震监测在煤矿中得到大量应用。通过对煤矿采动影响微震区微震事件的空间和能量的空间分布规律分析,研究微震事件数沿垂直方向的突变性,进而确定煤矿顶板对变形和破坏其控制作用的关键层。基于关键层是顶板2个分带的分界线的学术思想,以董家河煤矿22517工作面为例,对煤矿顶板沿垂直方向的分带模型进行研究,并和钻孔观测法所得的结果进行对比,得到以下结论:将22517工作面顶板岩体分带分为6带—垮落带,岩块区域,垂直裂缝贯通区域,垂直裂缝带,离层带和弯曲下沉带,其中岩块区域和直裂缝贯通区域组成了传统分带模型中的裂隙带,垂直裂缝带,离层带和弯曲下沉带组成了传统分带模型中的弯曲下沉带。从而加深人们对煤矿顶板岩体变形、破坏的认识,为煤矿顶板分带高度的确定提供新的方法和思路。