巷道围岩稳定性的判据及岩石分类

通过巷道周围岩体的应力及国学性质的套筒致裂法测试，进行巷道围岩稳定性分析和分类。提出了巷道围岩稳定性判据以及巷道围岩分类的原则。介绍了稳定性分析方法在若干煤矿巷道围岩及立井井壁应力测试的应用。     

巷道围岩稳定性的判据及岩石分类

本文通过套筒致裂法测试巷道围岩应力及力学性质,并以此进行围岩稳定性分析和分类;提出了巷道围岩稳定性判据以及巷道围岩分类的原则;介绍了本稳定性分析方法在若干煤矿巷道围岩及立井井壁应力测试地点的应用。     

深埋硐室高围压条件下的围岩动力学响应

地下硐室开挖过程中,应力波对硐室周围围岩位移及其应力应变变化规律起着十分重要的作用,准确分析应力波对硐室围岩的影响规律,不仅可以作为检验施工设计的依据,而且可以预测预报围岩的稳定性和调整开挖方式、支护设计等,从而合理地指导施工。利用三维快速拉格郎日法(Flac3D有限元分析程序),以冬瓜山铜矿某破碎硐室为实例,在硐室围岩模型的上边界施加动力载荷,以模拟外界动力扰动对硐室围岩稳定性的影响,再通过加载峰值,来考察动载强度对硐室围岩的影响,得出了硐室围岩在不同时刻的应力和塑性区分布情况。研究表明:当扰动应力波来自硐室围岩竖直方向时,其对硐室拱顶和底板围岩的稳定性影响较大;当扰动应力波来自硐室围岩水平方向时,其对硐室侧壁围岩的稳定性影响较大。     

爆破对岩爆产生作用的初步探讨

几个典型工程实例表明，岩爆发生的控制性因素主要是应力与岩性的关系，开挖爆破对岩爆的发生起着某种重要的作用，但这种作用一直未得到充分地认识。文章分析了开挖爆破产生的应力波在围岩中的传播及对围岩的影响：爆破产生的P波和Rayleigh波将分别在围岩中形成垂直和平行于围岩表面的拉张破裂面，这些破裂面可能是微观的，也可能是宏观的，它们为岩爆的发生提供了物质基础。文章最后通过岩爆实例及深井稳定性问题指出：开挖爆破不仅是岩爆的诱发性因素，在某条件下而且是一种控制性因素。     

围岩稳定性分析中的弹性波探测

围岩稳定性是地下建筑物的中心问题,应用弹性波探测进行围岩稳定性分析,不仅能节约大量的勘探工程,而且加速了分析资料的取得和使分析走向定量化.近几年来,我院在南盘江天生桥二级电站、乌江东风电站、洪家渡电站、思林电站进行了大量的弹性波探测工作;本文就是从实际工作经验出发,总结弹性波探测中的新成就,并通过对大量的弹性波探测资料和岩体及岩石力学试验资料的对比、归纳,以阐明弹性波探测成果在围岩稳定性分析中的实际意义,试图形成一套围岩稳定性分析中的弹性波探测分析方法,以解决一些具体问题.     

瑞雷面波测深法在二连盆地乌兰察布坳陷铀资源勘探中的应用研究

针对二连盆地乌兰察布坳陷铀资源产出的埋藏较浅、含矿目的层与围岩波阻抗差异小的特点,探索了瑞雷面波测深法进行层位划分的可能性。研究表明,瑞雷面波测深法可以获得目的层的层位信息,可以弥补反射波地震测深应用的不足,对浅层沉积层定位具有积极的指导意义,能够指导区域地质找矿工作。     

宝塔山特长隧道地应力场研究及岩爆预测

为了确定宝塔山特长隧道的围岩应力状态,采用水压致裂法进行了地应力测试,并根据测试成果,通过有限元回归分析,预测了整个隧道围岩的应力分布。测试结果表明:宝塔山隧道深埋段地应力场以自重应力场为主导,在测试深度内最大水平主应力值为2.3~8.4MPa,具中等应力水平,最大水平主应力方向为N53°E,与隧道走向的夹角较大,即地应力对隧道围岩稳定性不利。最后,根据地应力资料对隧道围岩进行了施工期岩爆预测分析,表明隧道岩爆等级为弱-中等岩爆,但在完整坚硬岩石区,发生中等岩爆的可能性比较大。     

采区槽波探测的适用性分类

槽波地震技术目前已发展成为一种实用性很强的矿井地质探测技术。但并不是所有地区所有煤层都适合应用槽波地震技术，而是有一定的适用范围。本文通过大量的槽波探测资料，研究了煤层及其围岩的物理性质和煤层赋存几何形态，总结了槽波探测在我国的适应性及其分类。     

砂岩型铀矿含矿砂体与围岩波阻抗差异初探——以哈达图矿区钻井岩心为例

地震勘探方法在砂岩型铀矿勘查中能够有效解决地层、构造和砂体展布等地质问题,利用地震方法精细识别含矿砂体是很重要的一个研究方向,而含矿砂体与围岩的波阻抗差异是开展地震勘探技术研究的基础,因此在砂岩型铀矿地震勘探技术研究中,非常有必要了解砂岩型铀矿含矿砂体与围岩的波阻抗参数差异。笔者基于哈达图矿区的钻井岩心,利用合成制样方法制作了铀矿围岩样品和矿心样品,采用超声脉冲透射法测量了样品的纵横波速度,计算了围岩样品与矿心样品的纵横波阻抗参数,并进行了初步分析。结果表明:矿心样品的密度、纵横波速度和纵横波阻抗值均大于围岩样品,阻抗交汇图上能较好的区分围岩样品与矿心样品,说明能够通过波阻抗参数的差异区分含矿砂体与围岩,可以为砂岩型铀矿的地震勘探研究提供依据。     

应力波作用下巷道层裂破坏的数值模拟研究

采用LS-DYNA软件,对扰动应力波作用下巷帮围岩层裂破坏结构的形成过程、扰动应力波强度pmax对层裂结构形成的影响进行了有效的数值模拟,得到了一定巷道围岩应力状态下巷帮围岩层裂结构的形状、厚度等特征。结果表明：扰动应力波是形成巷帮层裂结构,继而诱发冲击矿压的重要因素;扰动应力波的强度决定了是否形成巷帮层裂结构及其层裂结构的范围大小。研究结果对揭示煤矿冲击矿压的诱发机理,及采取有效地防治技术具有重要意义     

深埋隧道围岩松动圈探测技术研究与数值模拟分析

围岩松动圈支护理论已被工程界广泛认同和接受,如何准确快速地探测松动圈深度更好的为工程服务,成为大家所关注的问题。以新建兰新铁路大梁隧道现场试验为依托,对测试断面围岩松动圈深度采用单孔声波测试法、地质雷达法进行探测,结合现场地应力及岩体物理力学参数实测结果进行数值模拟分析可知,以单孔声波测试法结果为基准,地质雷达测试结果与声波法测试结果基本一致,在围岩含水区域测试结果存在一定偏差,地质雷达发出的电磁波对含水区域比较敏感,发射和接收干扰较大,但地质雷达作为一种快速、无损的检测方法应该得到大力推广应用。由于数值计算时没有考虑爆破对围岩松动圈的影响,其计算结果与声波法探测结果相比偏小,但是两者的变化趋势基本上是一致的。数值计算应以现场地应力及岩体物理力学参数测试结果为依据,使计算结果更加真实,更好地为工程决策服务。     

公路隧道围岩变形监测及其应用

以二郎山公路隧道施工过程的工程实践为依据，利用常规围岩变形监控量测和围岩变形跟踪监测系统及二次应力场测试，获取隧道围岩动态综合信息，为围岩分类、大变形预测、岩爆预测、优化二次支护时间及反分析等提供依据，是岩土工程信息化设计、施工的重要手段。     

P波作用下深埋隧道动应力集中问题参数敏感性分析

采用波函数展开法,推导了无限介质中双层衬砌圆形洞室在P波作用下衍射问题的解析解,并结合南水北调西线1期工程3#引水隧道开展了动应力集中系数参数敏感性分析。计算结果表明,围岩和内层衬砌的弹性模量对结构的动应力集中系数影响较大,而围岩泊松比对计算结果的影响几乎可以忽略不计;围岩和衬砌之间的介质层在一定程度上具有减震作用,前提条件是其弹性模量低于围岩弹性模量的1/20,否则减震效果不明显。     

大冶铁矿露天转地下开采的离散元数值模拟研究

离散单元方法特别适合于节理比较发育的岩体。对于模拟和分析矿山中因采矿引起的围岩松动和冒落等力学行为是比较有效的。用离散单元法研究了大冶铁矿狮子山采区露天转地下开采，采用充填法、崩落法采掘对露天边坡和围岩的影响及围岩变形规律，并得出了相应的结论，为设计和方案的选用提供了一些有益的根据。     

中国火成岩化学元素的丰度与分布

在中国各构造单元构选采了１０３６４件火成岩样品合成１１３１个分析样，采用仪器中子活化法，Ｘ射线荧光光谱法，原子吸收法，原子荧光光谱法，催化波极谱法和分光光度法等１５种可靠分析方法进行测试，对一些难测痕量元素采用了最新的分析研究成果，以同类国家一级标准物质监控分析质量。     

修正水电HC法在地下厂房洞室围岩分级中的应用研究

水电HC法的岩体完整程度以完整性系数K_v为定量指标,但完整性系数K_v值的测试难度较高,不利于现场测试特别是施工阶段的频繁测定,且受测试环境及岩体风化状态的影响,测试结果的准确性难以得到保证。岩体体积节理数J_v是对节理密度的三维统计,能较好地反映节理密度,根据《工程岩体分级标准》中的间距法,可以在现场快速准确的获得。目前国内外常用的几种围岩分级方法中,其评价指标都与岩体体积节理数J_v存在密切的联系,通过引入岩体体积节理数J_v值,并结合完整性系数K_v值,综合表征岩体的完整性程度,减小完整性系数K_v值的误差给围岩分级结果带来的影响,从而获得了符合实际情况的修正水电HC围岩分级方法,并成功应用到了河南五岳抽水蓄能电站地下厂房围岩分级中。相关研究方法可以为类似工程围岩分级提供参考。     

基于偏振特性的下孔法剪切波到时判别问题探讨

基于偏振特征的剪切波到时判别在下孔法波速测试中被广泛应用,然而实际测试中时有发现压缩波初动出现反相的现象,因此针对压缩波不偏振而剪切波偏振的理论基础进行论证很有必要。通过三维有限元分析模型模拟了地表敲击下孔法波速测试,并基于时域逐步积分动力有限元方法求解了地表正反向水平敲击下不同深度观测点振动响应。结果表明:地表水平正反向激励下,各深度观测点中与激励方向平行的水平分量中压缩波也出现反相。为进一步探讨这与实际工程的认知相悖的现象,数值模拟了荷载倾斜、探头旋转、探头倾斜等实际测试可能出现的情形。结果显示:荷载倾斜与探头倾斜的综合影响会导致正反向敲击激励下压缩波的初动相位不反相。进一步,提出了一种剪切波旅时计算新方法以减少每次敲击之间敲击角度、探头偏转和倾斜变化带来的影响,数值计算得到基于新方法求解的剪切波速接近模型介质剪切波速值,其优于利用峰-峰法和互相关法确定旅时而得到的波速结果。     

基于围岩力学参数快速测定的隧道全断面开挖判定研究

为研究复杂地质条件下隧道全断面开挖条件,以成兰铁路平安隧道为研究对象,建立基于施工现场调查及试验的隧道围岩岩体物理力学参数快速评价体系,综合强度折减法及快速拉格朗日元,进行隧道全断面开挖判定,并进行监测论证。研究表明：基于综合岩体强度快速测试、结构面强度参数测试、结构面安息角测试以及GSI综合岩体强度参数测试,获取的试验结果具有快速、准确、可靠的特点;在采用全断面开挖的前提下,本文所述掌子面围岩的安全系数均大于IⅤ级围岩情况下的围岩的参考安全系数,围岩能够满足全断面开挖隧洞自稳要求,计算结果与监控量测结果具有较强一致性;通过隧道开挖进尺进行优化计算,平安隧道单循环进尺应该控制在2.5m范围以内;在类似于本文所述掌子面岩体物理力学参数的情况下,平安隧道进行全断面开挖施工是完全可行的。     

折射层析成像法测试隧道围岩松动圈

通过应用折射层析成像法在乌鞘岭特长隧道中的测试,说明该方法对于横向速度变化不均一,过渡带速度渐变的地质情况具有分辨率高、图像直观、易于解释,适合对隧道围岩松动圈的测试.     

偏心式激振器在稳态瑞利波勘探中的应用

介绍了偏心式激振器在稳态瑞利波勘探中的应用,现场工作布置方法以及频散曲线的计算方法,并对稳态瑞利波法勘探与钻孔波速测试进行了对比,两者数据很接近, 偏心式激振器激振频率低,激振能量大,在稳态瑞雷波法勘探中应用效果很好,可以代替钻孔声波测试,进行地层波速测试,降低成本,提高工程勘察效率.