油气管道穿越黄土冲沟的管线设计参数研究

长输油气管道经过黄土冲沟边坡时常常采用斜井穿越的方式,采用数值强度折减法与实际地形建模结合的方法,以陕西千阳黄土冲沟边坡为例,通过对黄土力学参数的不断折减,以收敛性准则作为边坡是否产生滑动的破坏判据,根据边坡滑动时的位移等值线图确定了边坡潜在滑动面的形状及位置,确定了管线穿越斜井的初始安全设计参数;基于初步设计参数研究了管线斜井开挖过程中井周土体的位移变化规律,并对斜井开挖后黄土冲沟边坡的稳定性安全系数进行了进一步分析计算。分析结果表明,所给出的管线穿越斜井设计参数的确定方法,能在设计阶段有效避开冲沟边坡潜在滑动区,基于这种设计参数使得管道斜井施工对边坡稳定性影响很小,边坡安全系数由1.162变为1.156,变化不大。根据计算结果,对斜井支护区域也提出了合理的建议。     

基于坡面稳定的黄土路堑高边坡优化设计

通过室内外黄土边坡的冲刷试验结果发现,随着坡度的增加,坡面上的最大冲沟深度呈先减少、后增大的趋势。黄土边坡坡角值越接近临界坡角,坡面产生破坏的可能性越小。根据坡面流理论,导出黄土路堑高边坡抗冲刷的临界坡角。根据调查发现,当边坡的坡角相同时,单级坡体越高,坡体（即坡长越长）越易形成明显的冲沟。根据坡角、坡面长和坡面冲刷量之间的关系,建立了基于坡面稳定的黄土路堑高边坡优化设计模型。用该模型对典型路堑高边坡进行计算验证,优化结果和实际情况吻合较好。     

地震波振幅对黄土-泥岩边坡动力响应规律的影响

研究地震作用下黄土-泥岩边坡动力响应特征,对边坡的稳定性评价和抗震设计具有重要指导意义。基于边坡的离心机振动台试验和数值模拟分析,研究地震波振幅对边坡地震动响应的影响规律,结果表明：由坡体深部至浅表层,黄土-泥岩边坡的水平向和垂向加速度放大效应呈非线性增加,且水平向大于垂直向,在坡体顶部到达最大,表现为趋表效应和高程效应;在边坡内部岩性接触部位,黄土层内动力响应较大,泥岩中动力响应较小,表现为岩性效应;随着输入地震波振幅的增加,坡体动力响应表现为先增大后减小的趋势,当输入振幅达0.3g时,坡体动力响应最大。黄土-泥岩边坡的变形破坏过程为：随输入地震波振幅增加,坡顶逐渐形成拉张裂缝,不断扩展,坡体中上部溜土,产生向临空面方向的位移,坡体中部发生鼓胀隆起,局部坡体振动松散,岩土体滑落至坡脚堆积。     

下伏软弱层黄土边坡变形机制分析及治理对策研究

本文研究了陕北某电厂夹断层破碎带上覆黄土的泥岩、砂岩互层反倾边坡的变形机制,并研究治理对策及其治理效果。通过边坡工程地质条件及变形破坏特征分析,建立FLAC3D地质模型,采用数值模拟方法研究了边坡变形破坏机制,在此基础上提出削方减载、锚筋桩、锚杆及坡面防护的综合治理措施。研究结果表明,边坡的变形受开挖坡形的影响,坡体浅表层特别是断层带及坡顶黄土部位出现大范围拉应力集中,断层带出现向坡外的挤出变形,带动上部黄土的牵引式变形,引起沿黄土和基岩基覆界面的剪切变形,在黄土中出现大量拉裂缝,在一定条件下潜在滑移面逐渐贯通,坡体将产生整体失稳。边坡的治理应通过削方减载改善坡体应力环境,并重点控制断层带及黄土与基岩基覆界面的变形,数值模拟结果表明,治理后边坡稳定性较好,满足设计要求。     

辽西黄土陡坡的冲刷破坏机制

以70°辽西黄土陡坡为例,在降雨强度为2.7 mm/min条件下对边坡坡面冲刷破坏特征进行了室内物理试验模拟。试验发现：随着降雨的持续坡面水流能量不断增加,致使侵蚀强度增强;边坡的侵蚀方式从试验初期的片蚀,到中期的细沟侵蚀,最后演化为坡顶部的切沟侵蚀和坍塌。基于试验成果,采用SEEP/W程序对降雨条件下边坡降雨入渗规律进行数值模拟,发现在降雨过程中坡顶部所产生的水头压力最大,随高度降低呈减小趋势;运用PFC2D颗粒流软件从微观角度对坡体土颗粒运动情况进行模拟,结果发现位于坡顶的颗粒最先被径流冲刷带走,且下落速度很快。经对比表明：数值模拟结果和物理模拟试验现象基本一致,可为进一步研究黄土边坡冲刷破坏规律提供参考。     

黄土填方高边坡变形破坏机制分析

本文依据西北某油田倒班基地黄土填方高陡边坡工程勘察, 研究了该边坡的变形破坏机制, 通过对边坡工程地质条件及变形破坏分析, 建立FLAC3D地质模型, 采用数值模拟方法研究了边坡变形破坏机制。研究结果表明, 主要变形区或破坏区为陡坎周围至其沿坡面向下20～25m 的范围之间, 其破坏深度底界为全新世填土层Q4与原状黄土Q3接触面, 但要重点控制沿坡面向下20～25m 的范围之间的变形。数值模拟结果表明, 该边坡目前整体稳定性较好, 不会发生整体变形破坏。     

泾阳南塬黄土斜坡结构面发育特征及其影响效应

黄土斜坡中常发育有大量的结构面,这些结构面不仅破坏土体的连续性,同时对斜坡的渗流场、变形场甚至稳定性产生显著的影响。本文以泾阳南塬为研究区,通过现场调查和室内试验及数值模拟等方法,对结构面的发育特征和影响效应进行了系统研究。取得主要结果包括：(1)考虑结构面的形成原因及其对坡体的影响效应等,从宏观、细观及微观3个尺度提出了黄土结构面的分级分类方法,将黄土结构面分为5级,两个大类和25个小类。(2)根据现场实测结果,研究区结构面多分布在距坡肩较近位置,且其走向与坡面走向基本一致,结构面的延伸长度、张开度及错动高差等随其距坡肩距离的增加而增大。(3)由数值模拟结果可见,距坡肩不同距离和不同深度的结构面扩展特性及其对坡体变形破坏的影响差异较大。距坡肩较近和较深的结构面在重力作用下更容易扩展。随着结构面与坡面距离的增加,坡体稳定系数先减小后增大并逐渐趋于一个稳定值。随着结构面深度的增加,坡体稳定系数逐渐减小,最终趋于一个稳定值。研究结果可为黄土边坡的稳定性评价提供一定的地质依据。     

陕西宝鸡地区对滑式黄土滑坡的特征及其碰撞诱发机理

对滑式滑坡是黄土地区滑坡地质灾害的一种独特形式,主要分布于二级支流或三级支流（冲沟）两侧的边坡,两岸滑坡相向滑动。冲沟一般狭窄且较深陡,延伸较远。对滑式滑坡非同时发生,先发滑坡下滑后强烈碰撞对岸的斜坡体,致使受撞斜坡岩土体产生碰撞节理裂隙,力学性质弱化损伤,在坡体内部形成潜在的滑动面。当沟谷中先发滑坡堆积体遭受降雨水浸、流水冲刷后,潜在的滑动面扩展贯通,从而诱发受撞的岸坡失稳下滑。因而,有必要进一步研究对滑式黄土滑坡的碰撞损伤效应,为黄土地区群发式滑坡的预测预报提供科学依据。     

结构面对岩质边坡地震动影响的数值模拟研究

[摘 要] 本文采用数值模拟的方法,利用UDEC 软件,开展了结构面对岩质边坡地震动影响的数值 模拟研究,研究内容涉及结构面产状和位置变化对岩体边坡地震动放大系数空间展布的影响。根据岩 体边坡中结构面发育的一般规律,本文模型工况主要考虑与坡面相交的贯穿性结构面,模拟的主要物理 对象是层面、贯穿性长大软弱结构面等。数值模拟结果表明:结构面越靠近坡顶,边坡上部的地震动响 应越强烈;顺倾结构面会使坡肩部形成更强烈的地震动响应;边坡越陡,坡顶和坡肩部的地震动响应越 强烈。上述规律对于岩质边坡地震稳定性分析具有指导意义。     

基于施工监测和三维模拟的临危边坡锚固方案研究

依据实际工程边坡案例,研究利用施工监测资料联合边坡稳定分析三维数值模拟确定临危边坡锚固方案的方法。研究表明,根据连续的监测资料可确定边坡内部剪切位移带的位置、发生区间和开始时间,据此可推测边坡潜在滑移面的位置和形状;边坡稳定分析有限元法三维模拟可以考虑坡体断面形态变化对坡体稳定和变形的影响,计算结果更具有合理性;以三维数值计算得到的坡体外部变形拟合实测变形和滑动面,依据临危边坡所处的极限平衡条件,可以确定坡体当前状态的等效力学参数;根据等效力学参数,通过三维模拟可以确定坡体最终形态下的潜在滑动面形状和位置,从而合理地确定加固锚索的长度和密度;工程运行情况表明,由此确定的加固方案是可靠的。     

急倾斜煤层采空区地表变形对管道的影响研究

以拟建茶山矿区急倾斜采空区影响的潜江 韶关段管道为研究背景,从开采完成和采动过程中急倾斜采空区对管道影响进行研究。分析采空区地表变形移动对输气管道的影响,给出管道安全初步评价方法,并利用概率积分法对急倾斜采空区场地的管道安全进行预测评价,研究对以急倾斜煤层采空区场地敷设管道的安全运营有重要意义。     

斜井提升安全技术的研究现状和展望

对地质勘探和矿山斜井跑车事故的种类和原因进行了分析,介绍了国内外斜井防跑车安全装置的研究现状,在对各种防跑车装置进行比较后,对小断面勘探斜井使用防跑车安全装置的前景进行了展望。     

卵砾石层大断面斜井井筒支护方法现场试验研究

我国缺少在巨厚卵砾石层中采用普通施工方法掘进煤矿斜井井筒的成熟支护经验。结合伊犁一矿材料斜井和回风斜井的施工过程,设计了现场支护试验方案,对不含水和含水卵砾石层大断面斜井井筒的多种支护方法进行了试验。研究结果表明,含水与不含水卵砾石层斜井井筒相比,其支架变形量和支护难度显著变大;架棚临时支护结合钢筋混凝土永久井壁支护是不含水卵砾石层大断面斜井井筒有效的支护方法;含水卵砾石层地压显现明显,采用超前支护、架棚临时支护和钢筋混凝土永久井壁支护相结合的方法可以实现围岩稳定。由试验推断,库仑和太沙基土压力理论用于计算卵砾石层围岩压力误差显著。     

黄土湿陷区长输管道暗悬长度探析

统计分析研究区2014、2015年度管道地质灾害调查结果,得到黄土湿陷最为发育,占灾害总量的58%。黄土湿陷形成的碟形地、裂缝、落水洞、陷穴、暗穴等轻则造成管区填土不均匀沉降或局部塌陷,重则导致管道出露或暗悬。长距离暗悬管道,在自身重力和外加荷载作用下,可能发生弯曲变形、甚至断裂,严重威胁管道运营安全。本次研究依据实际情况构建管道暗悬受力模型,合理选取模型参数,计算得到在强度和挠度条件下暗悬管道的极限跨度依次为15.41m、14.69m,并确定管道的安全跨度9.54m,为管道的应急抢险和安全运营提供依据,为管道黄土湿陷灾害防治提供技术保障。     

Field stresses around an inclined shaft

In this study, the vertical overburden pressure in the vicinity of an inclined circular underground opening is defined by relation to the geometry of the medium. The stresses around the opening consisting of six components are induced by geostatic field stress. In this regard, the inclined circular opening i.e. shaft changes the original stress condition and an interrupted region develops beneath it. Three zones are defined on a plane which is perpendicular to the axis of shaft. The mathematical expressions of vertical overburden stresses at these three zones are established, respectively. The example given in appendix demonstrates the variation of radial and tangential stresses around the inclined shaft. It is seen that the stress distributions in the third zone, which includes the interrupted region, beneith the shaft display different configurations than that of those obtained by undisturbed field stresses. In the interrupted region the stresses around the shaft linearly grow up due to increasing overburden pressure by radial distance from the periphery of the shaft. At the boundary of interrupted region stresses jump to the original values induced by field stresses. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

倾向,倾角和倾伏向,倾伏角,侧伏向,侧伏角,侧余角的关系：以面理？…

研究了斜井素描过程中 ,面理在硐顶的迹线的描绘方法 ,对倾向、倾角和倾伏向、倾伏角、侧伏向、侧伏角、侧余角的关系作了较深入的研究。所阐述的方法 ,除了对斜井素描可以运用外 ,可应用于找矿、勘查和构造地质研究     

湿陷性黄土中成孔方式对桩基承载力影响试验研究

为了研究黄土地区成孔方式对桩基承载特性的影响,依托永寿至咸阳高速公路工程,对两个试验区4根试桩进行了静载试验,分析研究了不同成孔方式下桩基荷载传递规律。研究结果表明：成孔方式对桩基承载特性影响较大,黄土地区旋挖钻孔灌注桩承载力高于泥浆护壁循环钻孔灌注桩;循环钻孔灌注桩在成孔时需泥浆护壁,桩侧形成的泥皮会严重影响桩侧土体摩阻力的发挥,桩侧极限摩阻力值较小,桩端承担桩顶荷载比例较高;浸水后湿陷性黄土结构破坏,单桩承载力较原始状态有所下降;由于上覆黄土层湿陷量较小,浸水状态下桩侧土体并未产生负摩阻力。     

改良黄土强度特性与工程处置试验研究

本文针对山西朔州典型黄土,利用素黄土与石灰粉煤灰、石灰水泥、水泥粉煤灰三种改良黄土,进行了击实特性、抗剪强度特性及崩解特性试验研究,提出了黄土改良的最佳方案,并采用该方案对山西某煤矿电梯井填方段进行了数值模拟分析,验证了石灰粉煤灰改良黄土工程应用的可行性。试验结果表明:粉煤灰与黄土形成致密的混合结构,石灰的掺入,激活了粉煤灰的活性,发生了一系列的水化反应,使改良黄土的强度大大提高,改良黄土在物理力学性质方面有明显改善。     

辽宁省北票市台吉营子矿区金矿水文地质条件及矿坑涌水量预测

通过对北票市台吉营子矿区含水层、断裂构造带特征及地下水补、径、排条件、水文地质参数及矿坑充水因素的分析,认为研究区水文地质条件为中等。确定了水文地质单元边界条件模型,采用水平集水建筑物涌水量计算公式、管井涌水量公式、比拟法计算公式和大井法计算公式等方法对斜井、竖井和深、浅开拓水平涌水量进行了预测,并根据矿山实际情况提出了矿坑防治水措施,为矿山的下一步建设和开采提供了技术资料。