隧道掘进机施工条件下的隧洞围岩分类方法探讨

针对隧道掘进机(Tunnel Boring Machine--TBM)施工隧洞中的围岩分类问题,指出TBM施工条件下的隧洞围岩分类应针对围岩的可钻掘性,充分考虑影响TBM掘进效率的主要工程地质因素,提出了在《工程岩体分级标准》围岩稳定性基本分级的基础上,依据岩石的单轴抗压强度、岩石的耐磨性和岩体的完整性将TBM施工条件下的隧洞围岩分为A(好)、B(一般)、C(差)3个级别的围岩分类新方法。     

关于TBM施工隧洞围岩分类方法的研究

本文针对TBM施工隧洞中的围岩分类问题，通过分析研究国内外大量TBM施工实例和一些现场及室内岩石力学试验结果，指出TBM施工条件下的隧洞围岩分类应针对围岩的可钻掘性，充分考虑影响TBM掘进效率的主要工程地质因素，提出了在《工程岩体分级标准》围岩稳定性基本分级的基础上，依据岩石的单轴抗压强度、岩石的耐磨性和岩体的完整性将TBM施工条件下的隧洞围岩分为A（好）、B（一般）、C（差）3个级别的围岩分类新方法，并将该方法应用于掌鸠河引水供水工程TBM施工段工程实践，取得了良好的效果。     

南水北调西线TBM掘进下隧洞围岩损伤研究

为研究隧洞掘进机（tunnel boring machine,TBM）掘进下隧洞围岩的损伤特征,选取南水北调西线工程为背景工程,针对隧洞围岩TBM掘进后的损伤进行了系统的研究与分析。根据板岩在室内试验中表现出来的脆性和屈服后强度特性,提出了以黏聚力弱化-摩擦角强化（cohesion weakening and frictional strengthening,CWFS）脆性模型为基础考虑岩体屈服后损伤的本构模型,通过VC++编译dll动态链接库,并将其植入FLAC3D程序中。应用神经网络和遗传方法等优化算法对本构模型中的参数进行了反演分析,并以室内三轴压缩试验为依据,对该本构模型进行了验证。结果表明,提出的考虑损伤的CWFS模型可以较好地反映板岩的弹性特征、屈服后的强化特征、脆性破坏特征和破坏后残余强度特征。以该模型为基础,模拟了南水北调西线隧洞在TBM掘进条件下隧洞围岩的变形特性、应力发展规律及其损伤演化特征,并与基于Mohr-Coulomb本构关系的计算结果进行了对比分析。提出的考虑损伤的CWFS模型能更好地反映隧洞掘进后围岩损伤特征,即损伤沿着弱势区域发展的规律     

基于TBM掘进性能和适应性分析的围岩分级方法及应用

煤矿巷道变化的围岩地质条件影响着全断面岩石掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)的推广应用,准确评估煤矿岩体可掘性和岩层TBM适应性对TBM高效施工至关重要。基于对岩体参数和岩体可掘性指标的评价,采用优劣解距离法(TOPSIS)建立了岩体可掘性分级模型,并结合不同地质条件的[BQ]值和TBM利用率的相关性分析,提出了岩层适应性分级模型。以日掘进速度为判断指标,进行岩体可掘性和岩层适应性评估,建立了一套基于TBM施工性能的围岩综合分级方法,采用河南平顶山首山一矿底板瓦斯抽采巷道TBM掘进过程中的工程数据,对TBM围岩综合分级方法进行了现场应用。结果表明：在岩体可掘性等级为Ⅰ级,地层TBM适应性等级为3级的条件下,TBM施工巷道平均月进尺可达到400 m;当TBM利用率不足20%时,极有可能会出现卡机、出渣困难等现场问题。围岩综合分级方法通过利用自动采集的TBM掘进数据和围岩性质的综合分析,能够动态评估TBM在不同围岩地质条件下的施工性能,并为TBM掘进控制参数设计提供了理论依据。     

老坑段——肇庆瑞砚石产出层位

老坑段是新建立的级别低于组的岩石地层单位，是泥盆纪老虎头组的组成部分，位于老虎头组中的段，该段岩石为一套泥质岩与砂岩组成的碎屑岩组合，岩石以浅灰色，灰白色细－粗粒石英砂岩或含砾英砂岩，粉砂岩为主，夹紫灰色，紫色，青紫色，青灰色，灰绿色泥质岩（含铁水云母页岩，泥质板岩，粉砂质页岩）形成于滨岸碎屑潮坪相，地质年代属中泥盆世，老坑段夹４层颜色，成分，结构，构造特殊的泥质岩或板岩或粉砂质泥岩，与老虎头组上     

南水北调西线工程板岩强度的各向异性特征

南水北调西线工程区域内岩体类型主要为砂岩、板岩,其中板岩强度特性具有明显的各向异性特征.研究复杂地质条件下板岩的强度特征及变形规律,确定合理的板岩强度参数,对于引水坝址的选取和深埋长隧洞的设计与施工都具有十分重要的意义.在南水北调西线工程选取钻孔采取的板岩岩样,通过单轴压缩变形试验和三轴压缩试验等室内试验方法,借助Ho...     

一个浪控三角洲沉积的识别—江西“花屋石英砂岩”矿沉积条件的讨论

“花屋石英砂岩”矿位于江西省瑞昌县花屋地区。含矿地层为中志留统夏家桥组(S_2x)。夏家桥组为一套页岩—粉砂岩—砂岩的碎屑岩沉积组合,下部主要为砂岩,上部为砂质页岩、页岩夹粉砂岩,偶尔夹灰岩。含丰富的腕足类、三叶虫及腹足类化石。总厚在175m—344m间。其沉积环境主要是浅海内陆棚—海岸。夏家桥组地层中的砂质—粉砂质泥页岩,泥质粉砂岩及粉砂质细粒长石石英杂砂岩三种岩石都可以作为优质水泥硅质配套校正原料,     

新疆和田县甜水海地区上石炭统恰提尔组地质特征及沉积环境

新疆和田县甜水海地区上石炭统恰提尔组沉积地层沉积了一套陆源碎屑岩夹碳酸盐岩地层,岩石类型较多,且灰岩中化石发育。该套地层主要岩石类型包括：泥质板岩、粉砂岩、粉砂质板岩、石英砂岩、含岩屑石英砂岩以及微晶灰岩、生物碎屑灰岩、角砾灰岩等。根据野外地质特征由下至上可将其划分为三个岩性段;结合岩石类型及岩性组合可以识别出三种沉积相带：浅海陆棚相、碳酸盐岩台地—斜坡相、滨岸相,它们共同组成了一个海侵—海退的沉积旋回,与区域上裂解事件相对应。     

基于AHP和模糊综合评判的TBM施工风险评估

岩石隧洞建设中面临很大和众多的风险,利用TBM施工的深埋长隧洞受多种不确定因素影响,具有随机性和模糊性,目前的研究方法难以对其进行准确定量分析。通过深入分析影响TBM施工的风险因素,建立了TBM施工风险综合评价指标体系。基于风险影响因素的层次性,提出了TBM施工风险二级模糊综合评判计算模型,并利用层次分析法(AHP)确定各级因素权重,利用模糊集法确定隶属函数,划分了风险接受等级。以南水北调西线工程深埋长隧洞TBM施工为例,应用二级模糊综合评判计算模型对该工程TBM施工风险进行分析,计算结果表明,该方法是合理性实用的。其理论、方法、思路和结论可供同类工程借鉴。     

宁强冯家山砂岩型铬铁矿床的地质特征及成因

陕西宁强冯家山砂岩型铬铁矿是一种特殊类型的铬矿床,含矿岩石主要是石英砂岩,其次是硅质角砾岩及粉砂质绢云母板岩,局部育炭质板岩。由这些含矿岩石组成大小悬殊、形态奇异的地质块体赋存在上元古界震旦系上统底部的微晶白云岩中。该矿为机械搬运沉积而成,既与白云岩非同一时期,又与附近超基性岩体无关,其时代尚待进一步查明。     

广西龙胜蛇绿岩带的地质特征及构造环境

一、地质概况 广西龙胜三门地区位于江南地背斜西南端的东南缘。区内分布的地层主要有前震旦系上板溪群的合桐组(Ptbh)与拱洞组(Ptb-g)、震旦系(Z)、寒武系()(图1)。 拱洞组(Ptbg):具复理石建造特征。下部是一套绢云千枚岩、板岩夹变质的砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩和变粒岩;上部为一套绢云板岩、石英绢云板岩夹变质砂岩。复理石韵律清晰,自下而上由变质砂岩、变质粉砂岩、石英绢云板岩及绢云板岩组成。并具各种形态的层理。厚384—793米。     

湖南郴州枞树板铅锌矿X光组构分析

作者通过对湖南郴州枞树板铅锌矿围岩及含矿构造带岩石的X光岩组分析,认为在构造变形过程中,原岩粒度越细,对变形的反映越敏感。在相同的变形条件下,较细的变质砂岩石的石英定向组构比较粗的变质砂岩内明显,板岩和粉砂质板岩的定向组构最明显。枞树板地区近EW向褶皱变形组构表现强烈,近SN向褶皱变形组构较弱。矿化热液的蚀变作用破坏了岩石中早期褶皱变形组构,但铅锌矿脉内的石英没有明显的生长组构,说明在矿化和含矿石英脉成生过程中没有明显的张性充填结晶表现,而是一种以交代为主的矿化形式。这与从其它地质地球化学研究取得的关于本     

滇东北地区中泥盆统缩头山组石英砂岩特征及其沉积环境

滇东北地区具有丰富的石英砂岩矿产资源,主要赋存于中泥盆统缩头山组,矿体厚度大,矿石质量好。本文在大关-彝良地区1∶5万矿产地质调查的基础上,对区内缩头山组石英砂岩的岩石特征、粒度分布、沉积环境进行了详细研究。岩性统计表明,缩头山组含矿层几乎全由石英砂岩(95%)组成,仅含少量的粉砂岩(3%)和泥岩(2%)。粒度分析结果显示,石英砂岩样品分选系数(S0)介于0. 65~0. 87之间,粒度集中分布于1~4"之间,为0. 0625~0. 5mm,缺少拖移总体和悬移总体,跃移总体含量占97%,为典型的前滨带沉积粒度分布特征。     

甘肃北山碱泉子火山岩地球化学特征及地质意义

甘肃北山碱泉子地区志留系公婆泉群岩石组合为石英杂砂岩、含砾粗砂岩夹薄层灰岩、凝灰质砂岩、粉砂岩、砂质板岩和少量火山岩,粉砂岩中局部具鲍马层序。火山岩岩石化学分析数据显示,其主量、微量元素特征与岛弧火山岩地球化学特征有明显差异,说明其不是岛弧环境的产物。前人认为结晶灰岩中产出的珊瑚化石是Altaja,将时代定为志留纪。此次工作重新采集鉴定为Dohophyllum reticulatum Fomitchev(网状顿河珊瑚),?Paracarruthersellasp.(?拟卡鲁特珊瑚)并鉴定出有孔虫,时代应为晚石炭世。因此,结合化石时代和火山岩的地球化学特征,认为整个北山地区,红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带以南没有岛弧火山岩的出露,预示着该地区古生代构造演化过程中不存在有向南俯冲的火山岩证据,这对完善北山古生代构造演化格架具有重要的指示意义。     

基于新表面理论的TBM破岩效率评价指标

岩碴是岩-机作用的直接产物,也是评价隧道掘进机（TBM）破岩效率和优化TBM掘进参数的有效指标。依托兰州水源地建设工程和龙岩万安溪引水工程,开展不同岩性条件下TBM岩碴筛分试验,得到了岩碴粒径分布规律。基于新表面理论,从滚刀破岩能量转化角度出发,提出了一种新的TBM破岩效率评价指标。基于岩碴粒径分布规律和TBM掘进参数统计,探讨了新表面理论指标与比能、岩碴粗糙度指数之间的关系,指出了新表面理论指标在反映岩碴破碎程度和评价TBM破岩效率方面的优势。对新表面理论指标与TBM掘进推力以及刀间距s与贯入度p的比值进行回归分析,得到了硬岩（围岩等级为Ⅱ级）和软岩（围岩等级为III级）掘进条件下的TBM最优掘进推力和s/p取值区间。研究表明：（1）新表面理论指标符合岩石破碎学原理,可准确评价TBM破岩效率。岩碴越是破碎,新表面理论指标越大,掘进能耗越高,此时TBM破岩效率相对较低。（2）新表面理论指标与比能、岩碴粗糙度指数均具有良好的线性相关关系。岩碴越是破碎,破碎单位体积岩石的能量消耗越大,新表面理论指标越大,对应的粗糙度指数越小。软岩掘进条件下TBM掘进比能低于硬岩,而岩碴破碎程度高于硬岩。（...     

黑龙江滨东地区上石炭统唐家屯组泥质粉砂岩的地球化学特征

报导了滨东地区上石炭统唐家屯组泥质粉砂岩的矿物组成和岩石地球化学特征。矿物组成为石英+钠长石+伊利石±绿泥石±绿泥石/蒙皂石混层±高岭石。全岩主量元素具有高SiO_2(63. 26%)和Al_2O_3(17. 24%)和高钾钠比值(K_2O/Na_2O=3. 35)、低CaO (0. 71%)和MgO (1. 52%)的特点。岩石的成分变化指数ICV平均值0. 77,表明岩石的成分成熟度较低;化学蚀变指数CIA平均值70. 24,反映源区经历了中等程度的化学风化作用。岩石微量元素具V,Ni含量高,Sr,B含量低的特点。B*含量50×10~(-6),Sr含量51. 36×10~(-6)～127. 60×10~(-6),平均值81. 00×10~(-6),B/Ga值0. 10～0. 23,平均值0. 15,1,Sr/Ba值0. 10～0. 25,平均值0. 16,1,V/Ni值2. 22～6. 05,平均值4. 53, 3,V/(V+Ni)值0. 69～0. 86,平均值0. 81, 0. 60。这些特点反映岩石形成于陆相还原环境。轻重稀土元素的分异程度较低,Eu和Ce具负异常。泥质粉砂岩的元素地球化学判别结果表明其形成于大陆岛弧环境,其物质来源可能属于松嫩地块的长英质岩石。     

南秦岭早古生代地层含硒量及硒的分布规律

本文对南秦岭大巴山区主要分布的早古生代地层各种岩石的含硒量的研究结果表明,含硒量与岩石的岩性和形成时代密切相关,与岩石的含碳量和含硫量成正线性关系。碳质板岩和石煤相对于其他类岩石的含硒量高,碳质板岩一般为6×10~(-6)～35×10~(-6),石煤的含硒量为8×10~(-6)～45×10~(-6);中、下寒武统和志留系大贵坪组的碳质板岩和石煤含硒量较高,可达30×10~(-6)。同时,下寒武统的含硒量远远大于早古生代其他层位同类岩石的平均含硒量,是同类岩石平均含量的5～10倍。如碳酸盐岩的含硒量为2×10~(-6)～4×10~(-6);细粒岩石的含硒量较粗粒岩石的含硒量高,下志留统陡山沟组的厚层状到中厚层状砂岩、粉砂岩和上寒武统的砾屑灰岩的含硒量相近,约0.05×10~(-6)～0.08×10~(-6),是本区最低的。因此,并非本区所有岩石都富硒。     

基于TBM掘进参数的岩石强度估算方法探讨

隧道盾构掘进机(TBM)掘进时难以及时地、有效地评估掌子面岩石强度,导致现场施工过程中很难客观地判别岩爆、卡机等施工风险。在前人研究成果和工程实践的基础上,提出一种基于TBM掘进参数的现场岩石强度快速估算方法,对掌子面岩石强度进行实时评价。通过TBM规格、掘进参数与岩石强度的力学分析,建立了现场岩石强度快速估算公式。基于对国内外多条隧道TBM数据的统计拟合分析,确定了估算公式中系数常量与TBM参数(开挖直径、刀具尺寸)的相关性,以多个典型TBM工程实例进一步验证了所提经验公式的普适性与可靠性。研究结果可为TBM工程岩石强度的快速现场估算提供新的切实可行的思路。     

西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩分带模式初步研究

<正>1地质概况甲玛铜多金属矿床位于西藏特提斯构造域冈底斯-念青唐古拉地体中南部。矿区主要出露地层为多底沟组(灰白色大理岩、结晶灰岩,夹泥灰岩、灰黑色砾屑灰岩、砾屑泥晶灰岩)和下白垩统林布宗组(上部为岩屑砂岩、石英砂岩、岩屑石英粉砂岩与炭质板岩互层;下部为炭质板岩、炭质页岩夹粉-细砂岩,含生屑泥晶灰岩)。岩浆岩以侵入岩为主,在浅部呈岩脉产出,深部存在含矿斑岩体。主要     

西藏南部羊卓雍措地区晚侏罗世维美组沉积特征及环境演化

通过沉积岩石学、岩相学、粒度分析等研究方法,对维美组沉积特征、沉积环境及演化提出新的认识和探讨。晚侏罗世维美组主要为一套陆源碎屑物质沉积,沉积期共经历4个沉积旋回,每个沉积旋回的岩石组合大致为含砾石英砂岩-中、粗粒石英砂岩-细粒石英砂岩(长石石英砂岩)-粉砂岩(泥岩、页岩),由底到顶粒度变细,层厚减薄。识别出6种岩相类别:含砾石英砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩、泥质粉砂岩、薄层页岩-泥岩互层;发现平行层理、水平层理、粒序层理和重荷模等沉积构造;识别出陆棚、滨岸和陆棚下切河道3类沉积相,其中陆棚相包括内陆棚和外陆棚亚相,滨岸相包括近滨上部和近滨下部亚相;陆棚下切河道充填结构大致为:下部河道砂砾岩层,中部不等粒长石砂岩、杂砂岩层,上部细粒石英砂岩、泥岩层。综合来看,维美组沉积环境为位于克拉通边缘上浅海环境,沉积物质及沉积序列受海平面升降变化影响显著,主要形成于全球海平面下降之后上升的阶段。