辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡变形与地下水位关系

结合抚顺西露天矿的地质环境背景,介绍了抚顺西露天矿南帮滑坡变形监测中地下水监测系统的构建情况。从降水入渗、岩体的透水性等角度对比了汛期及非汛期地下水的监测数据,并利用SPSS统计分析软件对单点地下水位变化值和滑坡位移变化值进行曲线估计回归分析并建立模型。结果表明,汛期持续强降雨是诱发西露天矿南帮滑坡变形的重要因素;强降雨入渗过程中,基岩裂隙水的变化存在明显的滞后性;单点地下水位变化值和滑坡位移变化值符合三次项曲线模型;非汛期,地下水位逐渐降低,滑坡地表变形速率也减缓。     

勘探平硐施工技术与掘进装备发展现状

平硐勘探是在进行水利水电勘察时,获取山体周围区域的地质参数,全面了解地层情况的一种技术手段。在勘查工作中,首先的目标是查明建筑物的工程地质条件或特殊的地质问题,如断层、夹层等,并进行现场的原位测试和试验。因此,平硐勘探施工技术在重要工程勘察中占据十分重要的地位。如何加快施工进度、缩短工期、解决平硐施工中的难题是这项技术主要的研究方向。目前,平硐的施工工艺和掘进装备已有一定的发展,但是针对勘探平硐开拓技术和相关专用装备的研究仍处于起步阶段。本文主要论述了平硐施工工艺和掘进装备的发展现状,分析其特点及局限性,将不同施工方法的综合性能进行对比,并针对勘探平硐技术发展的实际问题进行分析,探讨了钻孔劈裂方法在勘探平硐中的优势以及适用性,最后基于施工工艺对勘探平硐掘进装备的发展方向进行了展望。     

不同布锚方式对锚索抗滑桩受力与变形影响的物理模型试验研究

锚索抗滑桩是滑坡的主要支护结构之一。目前, 软硬相间地层条件下锚索抗滑桩的受力与变形特征尚缺乏系统研究。以软硬相间地层为地质背景, 基于自主研发的柔性测斜仪和自动加载系统, 构建了锚索抗滑桩加固滑坡物理模型试验系统, 开展了锚索抗滑桩加固滑坡的物理模型试验, 揭示了推力不断增加过程中抗滑桩、锚索和滑体的变形与受力特征, 对比研究了布锚方式对桩-锚受力与变形的影响规律, 通过数值模拟的方法分析了软硬相间地层对锚索抗滑桩的影响机理, 并以双锚点抗滑桩为例进行了理论分析。研究结果表明: ①在滑坡-锚索抗滑桩体系中, 桩身各点位移和滑体深部位移均随桩身深度的增加而减小, 滑体后部位移速率大于中部, 且滑体位移速率大于桩身位移速率; ②单锚点抗滑桩的桩-锚推力分担比经历了4个阶段的变化, 趋于稳定时桩-锚推力分担比约为9∶1, 锚索拉力作用下桩身弯矩呈"S"型分布, 正负弯矩非对称; ③锚固角度越大, 锚索拉力的增速越大, 不同锚固角度对桩身内力值的影响主要体现在受荷段; ④多锚点抗滑桩结构的锚索分担更多的推力, 与单锚点抗滑桩相比, 双锚点与三锚点抗滑桩的最大桩身弯矩分别减小了22.41%和40.55%;⑤与均质地层相比, 软硬相间地层中软、硬岩交界面处基岩应力发生突变, 不同软岩厚度比和桩底是否嵌入硬岩, 均对锚索拉力和桩-岩之间的相互作用有不同程度的影响; 其次, 双锚点抗滑桩内力的理论值与试验结果较为接近。本研究成果可为软硬相间地层中锚索抗滑桩加固滑坡工程的优化设计提供依据。      

辽宁抚顺西露天矿南帮滑坡应力变化规律及影响因素分析

当传递到岩体上的应力发生改变时,岩体的结构、形状等方面就会发生连续性变化。当这种连续性变化积累到一定程度,则产生破坏。岩体的变形破坏方式和过程与其承受的应力状态及其变化有关。为了分析坡体内部应力变化规律,预测滑坡前缘的变形发展趋势,采用按不同深度分层、双向传感器联合应用的方法,在西露天矿南帮滑坡前缘鼓胀区安装土压力计进行应力监测。监测结果表明,采矿活动、降水和矿震是影响坡体应力状态的主导因素,也是影响滑坡变形发展的主导因素。同时,采用基于ANSYS软件的有限元强度折减法对地表变形较强烈的E1200剖面进行数值模拟。结果表明应力沿着地层在坡脚软弱岩层处集中释放,与应力监测结果吻合。     

基于Abaqus的软硬交错地层钻进过程仿真及动态特性分析

随着钻探技术向深部地层发展,研究钻进过程中钻头与深部复杂地层的动态特性及参数响应规律成为研究中的重难点。采用数值模拟和响应面分析相结合的方法,研究了聚晶金刚石复合片(PDC)钻头与典型复合地层在钻进破坏过程中的动力学特性,并对其进行了参数分析;以带倾角的软硬交错地层作为典型复杂地层为研究对象,基于Abaqus建立了全真尺寸的PDC钻头与软硬交错地层之间的动态破坏有限元仿真模型,得出了钻头在钻进过程中受到地层反力的动态特性;通过正交试验进行了数值仿真试验,研究了在不同的地层参数及钻进参数下PDC钻头的动力学特性;采用单一因素分析法和响应面分析法对钻进参数及地层参数与钻头受到地层反力之间的关系进行了建模与辨识,得到了多参数下钻头受到的地层反力变化趋势及回归模型。研究结果表明：软硬地层倾角越大,钻头受到的地层反力平均值和冲击峰值亦越大。随着地层软硬程度比的增大,钻头受到的平均反力和峰值反力大幅增长。在一定范围内,增大转速会降低钻头受到的反力冲击。研究成果可以为深部复杂地层钻进时钻头反力的预测提供依据,同时对深部复杂地层钻进轨迹控制起指导作用,对地质深部钻进有重要意义。