均质岩体中隧道围岩破坏过程的试验与数值模拟

采用模型试验与离散元模拟的方法,对均质岩体中隧道开挖后围岩的变形破坏过程进行了研究,并对围岩变形破坏过程中围岩应力及地表位移的变化规律进行了分析,模型试验结果与数值模拟结果取得了较好的一致性。研究结果表明：隧道开挖后,拱顶处围岩变形明显并出现裂缝,围岩破坏从拱顶开始,进而呈渐进式向上发展,最终形成稳定的塌落拱;开挖后,隧道围岩径向应力减小,隧道周边一定范围内围岩切向应力减小,且随隧道变形破坏的发展,围岩切向应力减小的区域逐渐扩大;隧道塌方后,拱底垂直应力增加,开挖结束至塌方开始期间地表位移增量最大,塌方期间地表位移增量最小。     

基于遗传算法的隧道围岩变形稳定可靠性分析

由于隧道的开挖,隧道围岩的初始应力状态将发生变化,围岩发生卸荷变形,并可能导致隧道的失稳。为了研究隧道开挖后围岩变形的可靠性,建立了隧道围岩变形可靠度指标计算模型,并用遗传算法进行求解。应用本文方法对一高速公路隧道围岩变形的可靠性进行分析。从结果可以看出,围岩的潜在破坏区域出现在拱顶和两侧拱肩区域,从这些区域的可靠度指标和破坏概率值可以看出,该隧道毛洞的拱顶下沉和拱肩收敛可靠度都满足不了规范的要求,要及时进行支护。     

超大跨车站隧道三维数值模拟分析

乌蒙山2号隧道是改建铁路贵昆线六盘水至沾益段增建2线工程,出口段扒挪块车站伸入隧道内547 m,为4线大跨车站隧道,开挖轮廓最大跨度为24.13 m,为目前亚洲铁路隧道开挖最大跨。为研究此车站隧道设计与施工方案的合理性,采用FLAC3D 三维快速拉格朗日差分方法分析软件对此超大跨车站隧道施工开挖过程进行三维数值模拟计算。通过分析车站隧道开挖过程中围岩和支护结构的2次应力场、变形场和塑性破坏区的变化特征,总结了车站隧道围岩和支护的应力、变形和破坏区的分布特征和变化规律,为推荐施工方法的安全性及临时支护的拆除方案提供理论依据。     

城市地下软弱围岩超大断面隧道施工工法

如何保障超大断面隧道的稳定性是当前国内外地下工程亟需解决的技术难题,而超大断面隧道在穿过软弱围岩地带时更容易发生变形失稳破坏等现象.选择合理的开挖工法对隧道施工时的安全性以及围岩的支护控制效果都具有重要意义.以深圳侨城东路北延通道工程东路隧道标准段为研究背景,针对超大断面隧道、地质条件复杂、围岩多为Ⅳ至Ⅴ级的复杂特征,通过原位钻探和室内岩石物理力学实验,获得隧道围岩关键参数,分析隧道围岩大变形机理;利用FLAC3 D数值模拟软件建立隧道模型,模拟全断面法、CRD法、三台阶法和三台阶七步预留核心土法4种不同开挖工法对隧道软弱围岩稳定性的影响;通过揭示其位移应力变化规律,结合室内相似比物理模型试验结果,总结大跨度隧道围岩的应变特征.研究表明:三台阶七步开挖法为侨城东路隧道标准段的最优开挖工法.     

隧道大变形机制及处治关键技术模型试验研究

大变形是隧道建设中无法完全避免的灾害之一,发生后若处治不当极有可能出现多次换拱甚至塌方等二次灾害。通过相似模型试验,采用自行设计的隧道模型开挖装置和围岩内部位移监测装置,研究了隧道开挖和埋深增大过程中围岩渐进性破坏过程及位移和应力变化规律,揭露出预防隧道大变形的重点支护部位,并进一步研究了大变形出现后处治过程中衬砌的破坏规律,明确了大变形处治时的支护措施。试验结果表明：（1）隧道产生大变形过程中,拱顶与拱底的变形量大于拱腰与拱脚的变形量,且随着埋深增大,差值逐渐增大;（2）大变形产生后隧道拱顶径向和切向应力值均减小,而拱脚切向应力值大幅上升;（3）更换变形拱架时,更换位置附近衬砌拱顶处可能出现张拉破坏,拱腰处可能出现剪切破坏,因此,大变形处治时需保留两侧衬砌的临时钢支撑,必要时需增设底部横支撑或临时仰拱。该研究结果有助于得到大变形发生时和发生后处治时的防控重点,为大变形的预防及安全处治提供指导和参考。     

松散堆积体隧道围岩变形破坏细观特征研究

隧道穿越复杂松散堆积体地层时,如何确保隧道施工过程的安全是工程人员普遍关心的课题。依托云南省罗打拉隧道,基于Monte Carlo随机原理,结合数字图像处理技术,建立了考虑接触面单元及抗拉强度的堆积体地层隧道开挖细观结构模型,并探讨了隧道开挖引起的堆积体围岩变形、破坏过程以及失稳机制,并在现场进行应用验证。研究结果表明,构建的堆积体地层隧道开挖细观结构模型可有效反映隧道开挖过程中围岩的破坏过程,围岩位移等值线呈波动性与非对称性分布;围岩破坏以剪切破坏为主,局部存在拉裂?剪切复合破坏,且破坏区由边缘块石尖端向深层逐步扩展,形成包裹块石的剪切楔形区及拉剪松动圈,在施工扰动下易发生局部失稳。针对堆积体地层破坏特征,提出了围岩注浆加固措施,地层加固后土石颗粒间胶结良好,开挖轮廓周边形成有效的注浆加固圈,开挖支护过程围岩变形可控,支护结构稳定,效果良好,可为后续类似松散堆积体地层隧道的设计、施工提供新思路。     

基于数字散斑技术的深埋隧道围岩岩爆倾向相似材料试验研究

利用相似材料模拟方法,借助数字散斑观测技术,对深埋隧道围岩岩爆倾向进行试验研究。分析考虑材料强度、开挖速度和支护作用影响下的岩爆发生和破坏规律,寻求岩爆发生与深埋隧道变形破坏之间内在的联系。试验结果与现场实际发生岩爆强度较高的岩石类型花岗岩、闪长岩等相比,破坏特征相似,且围岩强度越高,岩爆发生可能性越大;在高地应力状态和完整岩体中开挖速度对岩爆的发生影响较大;锚网支护对隧道围岩变形有一定的控制作用,也可一定程度上避免岩爆发生。支护试验结果与现场实际支护效果一致,随支护强度提高,隧道抵抗力增加,整体变形减小、稳定性提高。所得试验结论为深埋隧道的合理设计和安全开挖提供技术指导和理论依据,对革新深埋隧道开挖技术和支护技术具有重要的意义     

基于“S”型函数的隧道开挖变形预测模型

基于不同开挖阶段围岩阶段变形曲线几何特征,提出一种基于"S"型函数的隧道开挖全过程变形预测模型,实现隧道开挖全过程中的围岩变形预测。对比分析了常用"S"型函数适应性,建立了基于Logistic模型的隧道围岩变形分析模型,模型精度控制在2%以内,并提出了模型参数辨识过程。利用Logistic隧道围岩变形模型,讨论了隧道开挖瞬时变形特征,提出了一种求解隧道瞬时开挖变形值的方法,计算出不同工程条件下瞬时变形值处于2. 192～43. 288 mm,瞬时位移占最终位移的6. 61%～18. 33%。以马尾山隧道为工程实例,建立了具体的工程隧道围岩变形模型,得到隧道开挖瞬时位移值处于1. 041～9. 475 mm,瞬时位移占总位移比值处于5. 52%～36. 44%。     

偏压软弱围岩隧道开挖顺序比较研究

针对偏压软弱围岩隧道预留核心土法不同开挖顺序造成围岩不同变形量的问题,结合洞头山工程实例,运用现场监控量测结合MIDAS数值模拟的方法,分析比较偏压软弱围岩隧道在不同开挖顺序下各阶段围岩位移变形量。研究表明:开挖顺序的改变能够有效减小隧道各部围岩变形量,且减小程度从大到小的岩体位置依次为浅埋拱腰处、浅埋拱脚处、深埋拱腰处、深埋拱脚与拱顶;拱浅埋侧最大主应力明显减小。因此对于偏压软弱围岩隧道先开挖深埋侧比先开挖浅埋侧更为安全合理。研究成果为隧道信息化施工提供依据,也为洞头山及具有类似地质地形情况的隧道施工提供借鉴与指导。     

不同围岩类别小间距隧道施工过程模拟研究

从不同围岩类别出发,对3车道小间距隧道采用典型双侧导坑法的开挖施工过程进行了数值模拟研究。给出了不同围岩类型下的3车道小间距隧道在施工过程中的围岩破坏特征及其变形规律和变形规律的相似性,获得了洞周最大变形量值之间的相对比值关系。通过中隔墙的变形与塑性破坏规律分析,比选出了3车道隧道中隔墙最小间距的工程设计参考值。分析表明：II类围岩合理间距不应小于0.45B,III类围岩应在0.35～0.45B之间,IV,V类围岩可在0.2～0.35B之间选择,对信息化反馈施工,指出了必须重点监控与关注的位置。为小间距隧道的发展和施工设计提供了较确切的参考数据和理论依据。     

反映矿质沉淀环境的造岩元素地球化学异常——地球化学勘查盲矿预测的重要标志

围岩蚀变有一部分是成矿作用的结果。与成矿作用关系密切的围岩蚀变是矿质沉淀之前的早期围岩蚀变,它的矿物组合在化学上能够接受矿石的沉淀。实际上这样的围岩蚀变是矿石沉淀的条件准备,是早期的热水溶液与有利的围岩介质环境相互作用的结果,所以它是有利于矿质沉淀的地球化学环境的综合体现。后期蚀变围岩新的矿物组合是造岩元素重新分配的结果,因此造岩元素的地球化学异常无疑反映了有利于矿质沉淀的地球化学循环和成矿作用。斑岩铜矿和黑矿型矿床分别具有典型的造岩元素地球化学异常模式,其空间分布形态和量的变化与矿化范围及赋矿部位具有密切的对应关系。包体成分的研究、矿质的络合物迁移理论、矿液与围岩间的物质交换以及黄铁矿矿床成矿初期所成的“交代岩柱”等均表明造岩元素控制了成矿组分的迁移、聚集和沉淀。因此造岩元素地球化学异常不仅是矿床地球化学研究的重要内容,且是地球化学找矿评价尤其是找盲矿的重要标志。     

兰田埠岩体热动力构造及定位机制研究

兰田埠岩体是一个具有两次岩浆活动的复式岩株，岩体侵入寒武系、震旦系，使围岩发生了热变质作用，同位素年龄值Ｕ─Ｐｂ法３６７Ｍａ（宜昌所，１９９０），属加里东晚期岩体。根据与侵入体协调一致的围岩构造、岩体内部构造，兰田埠岩体是一个典型的斜向底辟侵入，类热气球膨胀模式的岩体。     

海南金矿成矿作用年代学

本文对海南二甲和不磨金矿区的围岩和矿石进行了年代学研究。结果：二甲和不磨金矿区的围岩和矿石的年龄主要在２２０～３９０Ｍａ之间，表明主要的混合岩化，糜棱岩化作用和金矿化作用发生在海西—印支期，以印支期为主，燕山期构造运动和矿化作用的迭加改造对金矿的富集有一定影响。     

西藏甲马铜多金属矿床夕卡岩的喷流成因

夕卡岩为西藏甲马铜多金属矿床的主要容矿岩石 ,具有独特的喷流沉积和喷流交代成因。研究表明该夕卡岩的主要特征为 :(1)呈层状、似层状赋存于碳酸盐岩和细碎屑岩接触带 ,产状与地层一致 ;(2 )被后期脉岩穿切 ,成因上与岩浆岩无关 ;(3)喷流交代夕卡岩具交代残余结构和假角砾状构造 ,而喷流沉积夕卡岩具微粒状结构、雏晶结构和层纹、条纹、条带状构造 ,反映了二者不同的喷流成因 ;(4)发育典型的低温夕卡岩矿物组合 ,其形成温度小于30 0℃ ;(5 )夕卡岩的稀土配分型式与围岩的一致。甲马铜多金属矿床的夕卡岩是同生断裂系统、海底热流体 +深部烃碱流体与碳酸盐岩 +细碎屑岩耦合的产物 ,其成岩和成矿作用密不可分。     

水工隧洞软弱破碎富水地层混凝土裂缝浅析与预防

崇州鞍子河电站隧洞(4+158～4+298段)由于前期施工方法不当导致砼出现裂缝。通过对裂缝产生原因的分析，在后期严格按照“新奥法”原理进行施工，采用了超前小管棚注浆、格栅喷锚支护及围岩监测等一系列施工措施，有效预防了裂纹的发生。     

桂阳台子上蚀变岩体型锡矿床地质特征及找矿意义

该矿床赋存于大义山复式岩体中侏罗纪三江口序列花岗岩最晚期次的介头单元中心部位。矿体呈似层状，中心部位隐伏，NE端长约500m，宽400m，平均厚15．30m，Sn平均品位0．5%；南西段长400m，宽240m，厚4－25m，Sn平均品位0．7％。矿区有蚀为细粒花岗岩型和云英岩型两类锡矿。矿石矿物主要是锡石，次有黑钨矿、辉钼矿、铌钽铁锰矿等，脉石矿物 主要是长石、云母、石英等。围岩蚀变发育、类型多样，其中云英岩化、黄玉化、萤石化和褐铁矿化是重要的找矿标志，岩浆上的前锋位置且多组节理，裂隙的交 汇处，是有利的储矿空间。介头单元等晚期岩体的顶盖及其前锋部位，是寻找该类型锡矿的有利地段。     

四川省内江市东兴区地质灾害的特征、成因及防治对策

东兴区地质灾害发育广泛,以崩塌(危岩)、滑坡和不稳定斜坡(高陡边坡)为主.其宏观发育特征有明显的分区性和季节性;灾害规模不大,但是影响人群较多,危害较大.崩塌(危岩)分布最为广泛,其主要受控因素是为水平状砂泥岩互层的差异性风化;滑坡和不稳定斜坡(高陡边坡)分布较少,降雨入渗和人工开挖坡脚是造成灾害的直接原因.在查明地质灾害成因机制和影响因素后,对不同类型地质灾害采取人工清除、填沟摸缝、砌支撑柱(墙)、避让搬迁等有针对性的措施,以达到切实可行而且经济的目的.     

MAGMATISM AND TECTONO-MAGMATIC EVOLUTION OF JINNING CYCLE OF EASTERN KUNLUN OROGENIC BELT

MAGMATISM AND TECTONO-MAGMATIC EVOLUTION OF JINNING CYCLE OF EASTERN KUNLUN OROGENIC BELT1　JiangChunfa ,YangJingshui,FenBinggui,etal.OpeningclosingtectonicsofKunlunmountains[M] .Beijing:GeologicalPublishingHouse ,1992 .12 5～ 14 3(inChinesewithEnglishabstract) . 2　GuFengbao,WuXianglong,JiangChangyi.Hercynian—Indo SiniancycleGraniteassociationandtheirtectonicsettinginEastKunlun[J] .QinghaiGeology ,1996 ( 1) :18～ 30 .…     

浅析莱芜接触交代-热液铁矿的双交代渗滤作用

莱芜接触交代-热液铁矿赋存于奥陶系马家沟组碳酸盐岩与燕山晚期闪长岩的接触带及其附近.通过对各矿床有益有害组分分析,以及对成矿母岩、围岩岩石化学特征、双交代渗滤作用和围岩蚀变类型等研究,总结出"三位一体"成矿模式,进而探讨了矿体的空间分布规律及其找矿意义.     

断面测量系统在良心隧道右线偏压段围岩变化量测中的应用

在隧道及地下工程施工中,一般采用类似多点位移计、测缝针、各种形式的收敛计等再结合其他测量仪器对围岩变化进行量测分析。本文重点介绍利用徕卡断面测量系统对围岩净空位移变化进行量测技术,首先使用断面测量系统机载软件自动采集隧道围岩净空位移变化的外业数据,然后将数据传输到计算机,再利用隧道断面测量系统后处理软件进行自动的数据分析处理,快捷方便地获得围岩变化量测结果,并以准确、直观的图形、报表数据输出,及时为围岩稳定性判断和指导施工提供有力的依据。