开采覆岩破坏工程地质预测的理论与实践

煤层开采造成的覆岩破坏范围和高度是水体下采煤留设防水煤岩柱和老采空区基岩稳定性评价的重要依据，本文以岩体工程地质力学为理论依据，对覆岩破坏机理和判据等进行了研究，详细分析了覆岩工程地质类型及其组合、岩体结构特征、地层倾角、地质构造、地应力、地下水及开采条件对覆岩破坏高度及发育规律的影响。文中提出了覆岩破坏预测的工程地质学方法，并给出了应用实例。     

工程地质学一个新的研究方向

本文认为，通过工程地质力学与系统科学的有机结合而形成的工程地质力学综合集成理论和方法，将成为当今工程地质学的重要研究方向之一。本文简述其基本原理、一般方法及实际工程应用等问题。     

工程地质力学的挑战与未来

随着工程地质力学及其相关学科的不断完善和发展及其存在问题的不断解决,工程地质力学正逐步进入一个崭新的发展阶段。本文总结了20世纪工程地质力学取得的辉煌成就和面临的巨大挑战,详细论述了工程地质力学的理论体系,包括工程地质体结构的相对性、工程地质体的连续性、工程地质体的本构关系、工程地质体的几何大变形、工程地质大变形力学设计方法等,展望了未来工程地质力学在大变形灾害工程控制材料研发、工程灾害控制、工程地质体的能量本构关系、工程地质体的能量平衡方程和地质工程的量化设计方面的走向,指出工程地质力学作为一门学科的发展仍然任重道远。     

嘉黎断裂中段重大工程区地质力学分析

嘉黎断裂是青藏高原东南缘断裂系中一条重要的深大断裂。近年来,众多大型线路工程和水利水电工程在藏东南开展,嘉黎断裂孕育的多种工程地质灾害对其建设和运维带来了巨大挑战。现有研究主要关注嘉黎断裂的全新世活动性,鲜有学者从工程地质力学角度分析断裂特征。本文以重大工程建设密集的嘉黎断裂中段为研究对象,开展了针对性的野外地质调查和工程地质力学分析。结果表明,嘉黎断裂中段的断裂地貌、岩石组合、岩体结构、地应力场、剪切带特征、第四纪活动性等工程地质力学因子具有典型的分段特征。断裂中段的工程地质力学模式可分为两类:(1)临近喜马拉雅东构造结的“韧性”工程地质力学模式;(2)远离东构造结的“脆性”工程地质力学模式。不同模式的形成主要是受到东构造结下伏热地幔流产生的高温高压强变质作用带的影响。基于分段特征,探讨了嘉黎断裂沿线的不同段需重点关注的工程地质问题及孕灾特征,为这一地区的重大工程建设和地质灾害防范提供理论参考。     

温家山莲花状构造及其岩体工程地质力学特征

地质力学在工程地质学上的应用有着广阔前景。本文在分析温家山莲花状构造体系的基础上,应用岩体工程地质力学的方法,分析和讨论了该体系内岩体结构的形成、分布和力学特征及其岩体工程地质力学条件。     

岩体结构力学效应的统计岩体力学研究

谷德振先生开创的岩体工程地质力学是我国工程地质代表性科学理论之一,岩体结构力学效应是它的核心内容。本文简要概括了谷德振岩体工程地质力学的基本思想,介绍了近20多年来统计岩体力学对岩体工程地质力学理论的发展,包括岩体结构参数模型、应力-应变模型、强度与破坏概率模型、岩体水力学模型,讨论了岩体结构对岩体变形、破坏与水力学性质的各类力学效应与定量控制规律,并探讨了充分调动边坡岩体自稳潜力的主动加固理念、固脚和护腰的加固模式与锚固设计方法。本文认为,谷德振岩体工程地质力学深刻把握了岩体工程行为的基本控制因素和作用规律,具有强大的生命力,推进岩体工程地质力学的定量理论研究是后来者的历史任务。     

矿山层状反倾边坡岩体移动规律的试验研究

本文基于现代工程地质力学理论与相似模拟原理, 采用地质力学模拟试验方法, 以某矿顶帮边坡为工程实例, 结合大量滑坡实例综合分析, 研究了层状反倾边坡岩体随采矿工程发展的移动规律和潜在滑坡模式。     

两个值得关注的工程地质力学问题

岩体工程地质力学的问世 ,不仅推动了工程地质学科的发展 ,而且提高了解决实际工程问题的能力。在其发展过程中 ,新的研究课题不断地被提了出来。随着这些问题的解决 ,一些重要的理论、方法和技术将形成和逐步走向完善。作者认为以下两个工程地质力学问题值得我们关注 ,即边坡滚石机理和防治和工程地质力学综合集成理论和方法。     

软岩工程地质力学研究进展

在中国煤矿软岩工程地质力学的研究中 ,作者指出了国际岩石力学学会关于软岩定义的缺陷 ,提出了新的软岩定义和分类 ,并论述了软岩的变形力学机制、软化状态方程、软岩巷道支护理论、支护荷载的确定以及软岩工程地质力学设计方法。可以认为 ,中国软岩工程地质力学已经形成了较为完整的理论框架体系.     

工程地质力学综合集成理论及其在五强溪水电站船闸边坡上的应用

为了使工程地质学在工程建设和防灾减灾方面发挥更大的作用，作者主张在工程地质力学和系统科学指导下发展工程地质力学综合集成（EGMS）。本文主要论述了EGMS形成的基础、相应的方法和技术以及综合集成中的4个关键问题（包括应变体系、优先监测和加固突破口的设计方法，综合地质信息分析系统、时空综合分析方法等）。另外，还扼要地讨论了如何将EGMS用于五强溪水电站船闸边坡的问题。     

工程地质方法在高放废物处置场建设中的应用

本文介绍了高放废物处置场的基本结构并着重阐述了工程地质方法在高放废物处置场建设中的应用,应用主要包括以下几个方面(1)处置场场区围岩稳定性评价;(2)处置场场区岩体力学性质参数的测量;(3)建立处置场场区工程地质模型。     

岩体结构三维可视化模型研究进展

三维可视化研究是当前数学地质、石油物探、化探、水电勘察、地质灾害勘察与治理等研究的前沿和热点，也是快速、及时地再现地质体三维信息及综合分析的有效途径。三维可视化模型技术在相关行业的发展状况和软件开发程度不一，岩土工程领域岩体结构三维软件的开发和利用水平远低于石油地质和石油物探，在国内开发大型岩体结构三维可视化和分析软件系统是必要的。     

碎石土滑坡工程地质特性及防治方案研究

碎石土滑坡已经成为工程建设的主要病害之一。本文从碎石土滑坡发育的工程地质条件出发,通过大量文献研究和工程实践,系统地总结和归纳了碎石土滑坡滑体的物理力学性质和渗透性质,滑带土的颗粒成分、化学成分、微观结构、物理力学性质、遇水弱化性质和渗透性质。根据碎石土滑坡发育的工程地质特性,得到碎石土滑坡的工程地质模型、水文地质模型并提出了防治措施,对于工程实践中碎石土滑坡的稳定性分析和防治方案的设计具有重要的指导意义。     

地质工程专业普通地质认识实习教学的思考

文章针对地质工程专业中基础地质学的重要性和普地实习野外教学实际,提出在普地实习中融入地质工程专业知识教学内容。从岩石基本地质特征、力学问题和具体工程地质问题3个方面将基础地质学与地质工程专业知识进行融合、交叉。从而拓展学生视野,实现实习模式创新、内容改革,促进学生学习意识和自主学习的发展,提升专业思维。岩石成分与岩石力学性质、风化特征和水软化性关系密切,节理面的粗糙、起伏和充填物成分影响节理面抗剪、透水等特性,具体工程中的“滑坡”问题是典型的岩体剪切破坏问题,其形成的力学机制与剪节理相同。将上述问题两者联系起来的讲解丰富了普地实习的内容。文章认为普地实习中观察到的现象与地质工程专业课程中很多知识点紧密联系,在基础地质实习教学中融入上述地质工程的专业知识是完全可行性的,采取增加与地质工程专业结合的实践教学环节的办法,既扩大了学生知识面,初步提高学生专业素养,也为实现毕业后成为专业领域合格工程师和科研人员的培养目标迈出重要的第一步。     

江苏徐州市区地基土工程地质分区及岩土工程问题

通过对徐州市区多年实际勘测资料的分析,依据地形、地貌、地基土沉积年代、成因类型等组合特征将徐州市区划分为四个工程地质区;研究了不同工程地质区域内不同地基土的物理、力学等工程地质特征;阐述了四个区存在的主要岩土工程地质问题,据此对该区勘察设计及地基处理方案提出建议。     

基于量化GSI系统的破碎岩体应变软化行为研究

松软破碎岩体的复杂力学特性给深部开采工程带来一系列棘手的问题,深入研究破碎岩体峰后力学行为,对于深部巷道围岩稳定性分析及支护结构设计具有重要意义。基于量化GSI围岩评级系统及连续介质理论,建立了考虑围压影响的破碎岩体峰后应变软化力学模型。通过工程应用实例验证了数值模型的可靠性。研究结果表明：通过计算围岩与支护结构相互作用关系可知,理想弹塑性模型和应变软化模型所得计算结果差异较大,采用理想弹塑性模型进行支护设计,可能导致支护结构的安全性偏低,甚至失稳。现场应用结果表明：数值计算结果与现场实际情况吻合;提出的深部破碎岩体应变软化模型能够较为真实地反映破碎岩体的非线性破坏行为,可为硐室围岩稳定性分析及支护结构设计等提供新的思路。     

复杂开挖过程FLAC3D力学仿真代码生成系统研究

针对直接采用FLAC3D编制复杂开挖过程力学仿真程序所遇到的困难,开发了FLAC3D力学仿真程序代码生成系统(generating code system,简称GCS)。介绍了如何利用矿用地质软件Surpac,按空间、次序、结构功能及工程地质体属性对复杂开挖过程进行剖分,形成可编程的组件;着重解决了模型单元质心定位、单元捕捉、重组和应用程序变量到FLAC3D变量、函数、语句、数据结构之间映射等问题;使用VC++开发并给出了一个特定回采开挖过程的FLAC3D力学仿真代码生成系统实例,该应用程序以模型单元数据库为数据源,通过一系列与用户交互的页面,由用户对回采开挖过程所需步骤和参数进行选择和确认,并将这些步骤和参数传递给仿真代码生成系统,由系统自动完成FLAC3D力学仿真代码的生成。FLAC3D力学仿真程序代码生成系统架起了地质三维几何造型软件与三维计算软件之间的桥梁,可大大提高编制FLAC3D三维力学仿真代码的效率,降低程序编制的出错率,有利于应用FLAC3D软件更为深广地解决复杂岩土开挖过程中的力学问题。     

珊瑚礁工程地质研究的内容和方法

珊瑚礁工程地质研究的主要内容为珊瑚礁自然地质条件、珊瑚礁岩土物理力学性质和珊瑚礁混凝土料问题。除了通常的工程地质研究方法外, 着重介绍珊瑚礁工程地质研究的钻探、触探和地球物理勘测方法。     

雄安新区工程地质勘查数据集成与三维地质结构模型构建

雄安新区位于太行山以东平原区,100 m以浅地层以冲洪积冲湖积砂层和黏土层为主,工程地质条件良好。中国地质调查局组织实施了工程地质勘查工作,获取了百余个钻孔的地层、标贯、测试等地质数据,形成了雄安新区工程地质勘查技术方法体系,建立了工程地质钻孔数据库及三维模型,为雄安新区规划建设提供了有力支撑。本文从工程地质钻探数据获取、数据集成方法、地质资料处理技术等方面进行了整理和归纳,利用三维可视化软件建立工程地质三维结构模型。以雄安新区工程地质勘查数据集应用的实例,为城市地质调查和数据集处理及应用提供参考。     

隧道施工期洞身段滑坡的超前地质预报

针对隧道施工期洞身段的滑坡超前地质预报, 以某高速公路某座隧道为例进行技术探讨, 介绍了隧道工程概况及滑坡区域基本工程地质条件。采用地质法中的趋势外推法、地质雷达波反射法、超前钻孔法, 对滑坡在隧道穿越区的延伸、规模、物质组成、工程和物理力学特性及其与隧道的空间位置关系进行了分析预测。得出了超前地质预报的综合评判结论, 减小甚至规避了单一方法的缺陷, 并提出了针对性的施工处治思路。实践证明本隧道洞身段滑坡超前地质预报是成功的, 对类似工程具有一定的参考价值。