某大型地下泵房围岩块体组合模式分析

大型地下洞室在施工过程中,围岩稳定问题是最主要的工程地质问题之一,以裂隙硬质岩体为主的洞室工程,围岩稳定问题中以块体稳定问题最为典型,块体组合模式更是此类问题分析的关键所在。本文选取滇中引水工程石鼓水源地下泵房为研究题材,主要通过地表测绘及钻孔揭露结构面发育特征等,结合关键块体理论及立体几何学基本理论,从块体空间几何构成结合变形破坏方式,初步归纳出地下泵房部位块体模式主要有:(1)滑塌失稳;(2)坍顶、掉块两种基本破坏模式,以及单滑面型楔体、双滑面型楔体、正锥型楔体、斜锥型楔体及单缓切面薄版型等5种典型的基本单体和组合块体模型。从宏观上对泵房区块体组合进行了初步预判,为围岩稳定综合评价奠定了基础,可为其它工程相类似的裂隙硬质岩体洞室块体组合分析提供参考意义。     

连续介质理论与块体理论在地下水封油库[KH*4D]围岩稳定性分析中的应用:以烟台某地下水封油库为例

围岩的稳定性对地下水封油库的建造具有至关重要的影响。通过室内岩石实验(单轴试验、声发射试验和直剪试验)并结合野外地质调查与测绘的成果,获取了烟台某地下水封油库储油洞室围岩的岩体物理力学参数和优势结构面的空间分布特征;基于连续介质理论与块体理论,分别运用FLAC3D和Unwedge软件对烟台某地下水封油库围岩稳定性进行了数值仿真试验研究。研究结果表明:在只考虑两组控制性结构面而不考虑优势结构面组合关系的情况下,地下水封洞库围岩一般不会出现大范围的洞室失稳情况,整体处于稳定状态;但当考虑优势结构面组合关系时,不同的结构面组合会切割洞室围岩形成关键块体(引发局部破坏),关键块体主要位于拱顶与掌子面,其中拱顶的关键块体体积较小而掌子面处的关键块体体积较大。因此,拱顶和掌子面附近可能会出现局部块体破坏情况,施工过程中应对此给予足够的关注。      

大跨度地下洞室群围岩多尺度块体稳定性预测方法

组成地下洞室的围岩存在不同尺度结构面所切割形成的不同尺度、不同形态结构体。这些结构体是导致施工期围岩失稳的主要因素,而且在洞室开挖前无法确定其具体位置,给围岩加固设计带来了困难。由勘探平洞地质调查获得的结构面资料,依据不同尺度结构面的成因、规模,预测其在开挖面上的出露位置十分重要。从结构面成因角度考虑,运用几何-力学耦合模拟方法,建立大跨度地下洞室围岩岩体结构模型。依据断层机制,运用力学成因拟合规模较大的断层、破碎带、层面,而基于现场结构面调查统计的结果,应用随机模拟方法并结合结构面连通率特征拟合随机结构面。采用正交试验及块体理论,确定由结构面组合形成块体的几何形态,搜索多尺度块体的分布,确定特定块体、半特定块体与随机块体的分布。进一步采用极限平衡理论,分析可能发生破坏的块体,得出洞室开挖面上需要加固的块体。最后,开发了基于几何-力学成因的多尺度结构面组合稳定性分析程序UNDGD2.0。以某在建抽水蓄能电站工程为例,搜索洞室不同开挖面上的块体组合类型与规模,分析由结构面组合构成局部块体的稳定性,为地下洞室开挖方案的确定及设计优化提供理论依据,开挖结果表明本文研究成果是合理的。     

系统工程在硐室围岩稳定系统分析中的应用

本文简要论述了系统工程的基本方法,并试图借助此法对水电硐室工程围岩稳定做以系统分析。文中,以华北某电站工程为例,采用模糊数学综合评判、弹性力学模型和有限元数值模拟,对该电站地下厂房围岩稳定性进行了最优化分析。结果表明,系统工程方法是围岩稳定分析的一种行之有效的方法。     

梧桐坑梯级开发工程地质条件研究

桔桐坑小流域水电梯级开发 ,为三级开发方案 ,以沙铺砻水电站为枢纽 ,结合开发贵庄口水电站、金坑口水电站工程。本文从工程地质角度出发 ,利用三个水电站工程 ,对梧桐坑流域进行地质条件研究     

地盘子水电站引水隧洞支护方案探讨

依据地盘子水电站隧洞岩性、构造、地下水等工程地质条件,对隧洞岩体完整性、稳定性进行划分及围岩进行分类,探讨了引水隧洞在开挖过程中Ⅳ类不稳定围岩及Ⅴ类围岩的支护方案及支护效果。     

大柳树坝址区松动岩体中硐室围岩破坏变形特征

以黄河大柳树坝址为例,对松动岩体硐室围岩破坏变形特征进行了研究,松动岩体具有断裂张开、节理错动、岩体架空、岩石高强度、岩体波速等特征。研究得出松动岩体硐室围岩破坏变形特征为结构松散、塌落范围大、变形破坏受水影响大及围岩压力以重力为主等特点。     

关于恐龙化石在发掘过程中因应力释放造成风化破坏的研究

在恐龙化石发掘过程中不仅机械扰动会直接导致化石或围岩的破碎,应力释放也会导致化石及围岩表面裂隙的产生及扩张,这些节理裂隙又为水和空气的活动提供了通道,使风化破坏作用更加迅速。作者以分层开挖理论为基础,建立了模拟化石开挖过程的数值模型。通过计算机模拟开挖过程中0m、11m、14m、19m四个深度的等效应力变化过程和XZ方向应力的变化过程发现:开挖前后化石表面的最大等效应力差达到0.34MPa,围岩表面的最大等效应力差达0.3MPa;埋深越大的化石,在开挖露出地面后等效应力的回弹现象越明显,即应力释放越严重;虽然化石表面所受剪应力不大,但其对化石风化的影响比在压应力条件下要大的多,这是导致卸载裂隙产生的主要原因。因此,恐龙化石发掘要逐层缓慢开挖,使化石逐渐达到新的应力平衡,以便减少应力快速释放对化石造成的风化破坏,特别是要做好护坡,最大限度地防止剪应力的产生。     

五龙背热矿泉水化学特征

五龙背热矿泉水为高氟热水,除含有通常的地下水常规组分外,还含有F~-、SiO_2等特殊组分,水质类型为重碳酸钠型。气体成分有CO_2、O_2、N_2,其体积百分含量比仍在大气降水含量比范围内。地下热水中的F~-、Na~+、SiO_2、CO_3~(2-)、SO_4~(2-)、pH值、矿化度等与水温呈正相关;Ca~(2+)、Mg(2+)、HCO_3~-以及硬度与水温呈负相关。地下热水化学组分主要来源于围岩,即地下热水对围岩的溶解、水解、溶滤作用,使围岩化学组分进入地下热水中所致。在不同的温度条件下,或地下热水形成的不同阶段,存在着不同的水化学平衡。F~-、SiO_2可作为五龙背热矿泉型地下热水的水化学标志。     

黔东南排庭金矿成因探讨

文章通过对黔东南排庭金矿成矿地质条件、矿床地质特征的分析和成矿物质来源、成矿流体特征的讨论,认为矿床成矿物质来源于赋矿地层,成矿流体是建造水和大气水混合的地下热水,矿床为中低温地下热水渗滤成因,是燕山晚期成矿流体在构造应力及热动力的驱动下循环淀积所形成.