隧道含水构造直流电阻率法超前探测研究

含导水构造和岩溶裂隙水的探查是亟需研究和解决的关键问题。直流电阻率法以其对低阻体反映敏感、分辨率高等优点被引入到隧道掌子面前方含水构造的预报工作中。首先,推导出了无限全空间中球体含水构造直流电法超前探测的解析解公式,并在利用有限元数值方法进行正演分析的基础上,借助“比较法”将含隧道腔体的三维空间中超前探测视电阻率数据转换为无限全空间中的数据,并探讨了由MN电极附近电阻率不均匀所造成的干扰以及识别和去除这种干扰的方法。然后,设计了基于全空间球体含水构造超前探测解析公式的阻尼最小二乘反演方法,对隧道中多组球体含水构造模型进行了较为成功的反演。另外,探讨了其他形状的有限体积的含水构造超前探测异常规律,提出了“等效球体”的概念,亦在全空间球体含水构造超前探测解析公式的基础上设计了快速反演方法。最后,利用物理模型试验验证了有限元数值正演方法和阻尼最小二乘反演技术的可行性和有效性,为实际工程中含水构造的直流电法超前预报奠定了基础。     

边坡支护结构荷载取值问题研究

边坡支护结构上的荷载一般采用传统的土(岩)压力理论计算,本文对这种荷载取值方法存在的问题进行了分析,提出了以稳定性为基础确定边坡支挡结构上荷载的方法,该方法能弥补现行荷载取值方法的不足。     

偶极子在城区渗流场的结构物模拟中的应用

城区渗流场中地下阻水结构物众多,由于结构物的角点为奇异点,而且结构物的尺寸跟整个城区渗流场的尺寸相比非常小,这导致现有的计算方法难以对城区渗流场进行模拟分析。针对城区渗流场的这些特点,通过引进流体力学的复势、偶极子等理论,采用抽注水井对结构物进行模拟。通过控制井流量的大小,以形成强弱程度不同的阻水效果,而单元尺寸可以以井点间距为尺度,用较少的节点和单元即可对地下结构物进行处理,达到简化计算的目的。抽注水井法是一种简化的模拟算法,它忽略了结构物附近局部区域流场失真的情况,强调在宏观上与真实流场接近。     

隧道含水构造频域激发极化法超前探测研究

隧道前方含水构造的超前预报是地下工程领域中亟待解决的难题。基于频域激发极化法中频散率参数对水体响应敏感的特点,将其引入到隧道含水体超前探测研究工作中。从理论正演、物理模拟、解译方法等方面入手对频域激发极化超前预报技术进行了系统的研究。利用三维有限元数值模拟技术解决了隧道中频域激发极化超前探测的数值正演难题,并通过对典型含水体的正演研究得到了视频散率对含水构造的响应规律,发现视频散率曲线的极大值是表征掌子面前方含水构造存在的重要特征;基于大量数值正演的结论,提出了一种利用两次探测的视频散率曲线极大值联合判断含水构造位置的方法;物理模型试验和现场实际应用表明,频域激发极化法预报的含水体位置与实际情况基本一致,验证了该方法用于隧道含水构造超前探测的有效性,为解决隧道含水构造超前探测这一难题提供了可行的途径。     

遥感和地面物探综合运用寻找基岩裂隙水的方法系列

本文通过以遥感和地面物探综合信息解译的方法,在追索断裂线状含水构造、圈定接触带含水构造、查明似层状含水构造、寻找火山岩覆盖下隐伏含水构造等方面的应用效果,论述了建立遥感(航卫牌解译)一地面物探(电阻率法或甚低频法、α卡法、激电衰变场法以及浅层地震法等)的找水方法系列,阐述了共必要性、合理性及可能性。并据此指出文水物探信息的立体化和多元化业已成为水文物探工作者的重要课题。     

Constructing boundary structures of rock blocks

Determining rock-block structures is important for modeling jointed rock masses. This paper presents a method to construct the boundary structures of complex blocks by eliminating fictitious surfaces. The planes involved in forming a complex block are retrieved, and the boundary polygons on each plane are determined using a series of Boolean operations. A regulation method is used to adjust the resulting polygons so that the regulated outer boundary structures can be used directly in the contact-detection algorithms. The interior fracture boundaries that are not explicitly associated with the formation of blocks are also constructed. These boundary surfaces are valued in hydraulic models to provide conductive channels of fluids in rock masses. The proposed method extends previous developments on block-identification algorithms, and the constructed boundary structures can be used directly in the modeling process of most discrete models. The program implemented based on this method has been used to study the stability and morphology of blocks in the Three Gorges Project, and several examples are given to further demonstrate the ability and performance of the proposed method.     

The analysis of composite structures with prescribed frictional conditions at the interfaces

A method is presented for the analysis of composite structures with prescribed frictional conditions at the interfaces. The method, which can also be used for the piecewise solution of large structures, is illustrated by analyzing a test problem with two interfaces.     

大同四台井田地质小构造综合探测

通过对大同四台井田复杂地质构造的综合探测，查明了测区地质构造的发育规律。结果表明，利用综合勘探方法能有效地探测出采区或工作面内的地质小构造。     

水平面渗流有限元中利用接触单元模拟悬挂式阻水结构

区域性渗流场由于范围大,通常忽略掉竖向的水头损失而用水平面二维有限元进行分析,但在城区区域渗流场中悬挂式阻水结构物量多,竖向绕流现象突出,用一般水平面二维有限元进行分析将产生较大的偏差。针对这一问题在悬挂式结构体周边引入一层无厚度界面接触单元。在水平面有限元中利用它考虑因竖向绕流产生的局部水头损失。利用阻力系数的方法和二维状态下截面突变流道流动的解析解,同时考虑防渗墙本身的弱透水性,推导了接触单元的导水矩阵。应用接触单元编制了相关程序,在水平面有限元中利用接触单元对悬挂式阻水结构进行分析,并将结果与三维有限元进行比较,两者的计算结果在流量上保持一致,在水头上前者是后者在同一位置处沿高程方向平均值。提出的该计算方法,对于用水平面二维有限元分析含有悬挂式阻水结构的大区域渗流问题,是一个有效的手段。     

综合物探方法在隆起型地热田找矿中的应用

以厦门香山湾地热田勘查成果为例,综合运用可控源音频电磁测深法、视电阻率联合剖面法及视电阻率测深法,寻找与断裂有关的地热水富集地段,并根据异常解释圈定钻孔靶区.结果表明:可控源音频电磁测深法可高效地解译、推测研究区断裂的空间分布特征,分析并确定可能的地热水富集地段;垂直推测断裂走向布设视电阻率联合剖面及视电阻率测深剖面,...     

土工结构地震滑动位移统计分析

土工结构在地震荷载下的滑动位移是评估结构安全性能的重要参数。采用一种新型的地震波选择方法,在强震数据库中选择修改地震波,以有效地在结构动力分析中引入不同特征地震波的影响。通过一个简单的土工结构地震滑移模型,系统地分析了结构基本周期和滑动面屈服系数对地震滑移概率及相应滑移距离的影响,并提出了滑动体在不同地震场景和基本周期条件下的滑移概率和累积滑动位移的统计模型,对基于性能的土工结构抗震设计具有重要的参考意义。     

地震方法在拜仁达坝银铅锌多金属矿区的应用试验研究

深部资源是未来资源勘查的重要方向,地震方法技术在深部资源勘查中具有不可替代的优势.尽管金属矿区的地质构造十分复杂,金属矿勘查中的地震方法技术还处于试验应用研究阶段,但由于该方法探测深度大、多解性少、分辨地下目标物的精度高,从该方法的初步试验效果就能看出地震方法在今后金属矿勘查中的潜力.文章结合在内蒙古拜仁达坝多金属矿区的试验研究,讨论了地震方法技术在根据钻孔资料追踪矿体和探测矿田构造的试验应用效果.     

二级套合结构实验变差函数的几何拟合

叠加地球化学场表现为各地球化学元素的变差函数具有双重套合结构。拟合实验交差函数是分解叠加地球化学场的关键。本文依据地球化学场自相关与自相似的内在联系,提出用多标度分形谐方法拟合具有二级套合结构的实验交差函数。     

城市地下混凝土结构耐久性评估方法及工程应用分析

及时开展城市地下混凝土结构耐久性评估是确保长期稳定和安全、降低维修成本和践行绿色建筑理念的重要环节。按照技术合理、经济可行、现场容易操作的工作原则,提出一种简化的城市地下混凝土结构耐久性评估方法,包括评估程序、耐久性等级划分、耐久性调查和典型环境耐久性评估。该方法能够快速评估城市地下混凝土结构耐久性,并划分耐久性等级,为城市地下混凝土结构维修和养护提供参考。耐久性评估简化方法案例应用分析表明,该方法得到的结果与工程实际相符,具有良好的可操作性,评价结论容易得到,预测计算结果可有效指导城市地下结构维护。     

应用曲面磨光法预测矿井隐伏构造

矿井构造是影响安全、高产主要因素之一。前人对隐伏构造尤其是隐伏断层的预测做过一定的研究,但预测的结果往往不能令人满意。为改进传统方法的不足,提高对隐伏构造预测的准确性,尝试运用一种新的预测矿井隐伏构造方法～曲面磨光法,这种方法具有局部拟合和磨光性的特殊数学性质,通过对曲面进行多次磨光,找到隐伏的构造异常,达到预测隐伏构造的目的。山东东滩煤矿六采区运用该方法对隐伏构造进行了预测,分析得出的15条断层与勘查成果逐一对应,预测结果可靠。因此,曲面磨光法是进行矿井隐伏构造特别是隐伏断裂预测的一种有效方法。     

基于功能的高坝建设方案的风险决策研究

为了更加安全和经济地进行抗震设计,不仅要防止结构发生倒塌破坏,而且要有效地控制结构的其他破坏状态。在此背景下,基于性能的抗震设计被广泛讨论研究,并且被认为是未来抗震设计的主要发展方向之一,在高坝建设工程领域探讨了发电经济功能的高坝建设方案的风险决策问题,提出了一种在不同震级作用下高坝震害损失的计算方法。通过水位这一变量揭示了高坝动力分析与经济损失量之间的内在联系,并以一算例说明了计算方法的正确性和可行性。     

政和星溪金矿留矿采矿法改进方案试验

介绍了政和星溪金矿矿山在采矿生产的过程中存在的问题,结合开采技术条件,提出了对原采矿法的矿房结构和底部结构进行改进的试验研究。结果表明,采场结构合理、回采率高、作业安全,经济效益显著。     

水电站地下厂房结构抗震计算方法探讨

地下结构是水电站地下厂房抗震设计的关键,我国现行规范尚未对其抗震设计方法作出明确规定。结合汶川地震中映秀湾地下厂房结构震灾调查,采用拟静力法、反应谱法和时程法分别进行结构受力计算。结果表明,3种方法均能在一定程度上反应映力荷载作用下地下结构的破坏情况,为抗震设计提供理论依据。拟静力法计算结果偏安全,但其对顶拱、牛腿等局部结构计算有一定不合理之处;反应谱法能展现结构的薄弱部位,便于抗震加固,但在与围岩接触的结构分析中存在较大误差;时程法能精细反映地下结构的地震受力过程,计算结果与震害调查吻合较好,便于更为经济的工程设计。建议对安全级别高、规模大或处于高地震烈度区域的地下厂房结构采用时程法进行计算。     

招远市道头地区蓄水构造条件分析

以招远市道头地区作为研究区。本区位于低山丘陵地区,由于受自然条件限制,普遍存在缺水现象。本次根据前期调查结果,以区内的地质、水文地质条件为基础条件,采用多种地球物理勘探方法相结合的方法,同时依靠钻探、抽水试验等技术手段,将区内的蓄水构造类型共划分了侵入-接触型蓄水构造、接触型蓄水构造和隔水型蓄水构造三类。通过对不同蓄水构造的构造类型,围岩岩性,构造与围岩相互关系,地下水流向,构造隔水性质等地质、水文地质条件的分析确定靶区,结合地球物理勘探方法对靶区进行解译,根据解译结果最终确定井位,并在确定的井位点进行钻探施工和抽水试验,对其富水性进行验证。通过以上多方法结合最终提出了在该种地区中定井方法,提高了成井的成功率,为缺水地区找水提供了理论支撑和实用方法。