某高速公路下覆采空区的确定及危害程度探讨

某高速公路部分路段位于煤田浅部边缘地带,为有效评价煤矿采空区对高速公路路基及特大桥工程设施的潜在危害性,有必要查明区内采空区的分布范围和空间特征,确定采空区需要治理的程度,进而为采空区的优化治理方案提供决策依据。本文通过综合物探测量结合工程地质勘察,基本查明了煤矿采空区的分布规律和范围,首次在该区发现并确定了两条隐伏断层,详细分析了其在路基稳定性评价中的作用;明确了采空区的影响范围,从环境地球物理角度对煤矿采空区的治理提出了合理的建议。     

采空区高速公路路基的稳定性评价及治理方案探讨

采空区是高速公路建设中一种特殊的不良地质作用,北京房山地区由于开采建筑石材而形成诸多采空区。由于无规划、无序、反复地开挖,采空区的分布、边界条件复杂,致使这类采空区路基的稳定性评价和治理难度大。本文以京石二通道（大苑村-市界）高速公路路基下伏的某采空区为实例,采用开采条件判别法、极限平衡分析、塌落自行填塞法、普氏拱分析方法,对路基下伏采空区的稳定性进行综合评价以及针对不稳定采空区路基的相关治理措施进行了初步探讨。     

变形监测在耒宜高速公路路基工程中的应用

根据耒宜高速公路路基的地质特殊性，研究了适合路基沉降的监测方法，对煤层采空区路基、岩溶路基、软土路基在路堤荷载作用下沉降变形进行了监测，分析了这些特殊地基条件路基的变形规律，对其他类似山区公路建设具有参考价值。     

桑掌沟煤矿采空区工程的地质综合勘察及对公路路基影响的初步评价

通过对桑掌沟村办煤矿采空进行的地质采矿调查，地球物理探测和钻探等勘察工作，查明了该矿采空区的地质与工程地质特征，采空区的分布范围及塌陷冒落特征等，依据这些综合勘察结果，认为路基下伏的采空区将会使地表继续变形，影响高速公路路基路面的正常使用的维修。     

桑掌沟煤矿采空区工程地质综合勘察及对公路路基影响的初步评价

通过对桑掌沟村办煤矿采空区进行的地质采矿调查、地球物理探测和钻探等勘察工作，查明了该矿采空区的地质与工程地质特征、采空区的分布范围及塌陷冒落特征等，依据这些综合勘察结果，认为路基下伏的采空区将会使地表继续变形，影响高速公路路基路面的正常使用和维修。建议在路面基底层下部加铺一层土工织物或用稀少注浆孔内注浆来加固地基，如能充填采空区则可彻底解决地表变形问题。     

多煤层开采覆岩移动及地表变形规律的相似模拟实验研究

以离石—军渡高速公路下伏康家沟煤矿采矿地质条件为原型,采用相似材料模拟实验方法,对多煤层开采引起的覆岩移动及地表变形规律进行了研究。相似模拟实验结果表明:多煤层开采条件下,随着煤层累计采厚的增加,采空区"三带"覆岩下沉量和采空区地表沉降量、地表倾斜变形、地表水平位移及地表曲率变形都呈增大趋势,采空区上覆岩体更加破碎,地表变形更加强烈。研究成果可为高速公路下伏多煤层采空区的治理设计提供依据。     

高速公路下伏采空塌陷区的治理方法

路基下方采空区的存在，严重地影响了高速公路的安全和运营。为解决此问题，根据不同采空区的工程地质条件，彩不同的压力注浆方法进行采空区治理。注浆浆液为水泥粘土浆液或水泥煤灰浆，水固比在１：１－１：２之间，水泥占固相总重量的１０％－５４％之间。     

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。     

郑州--少林寺高速公路采空区治理对策

郑州—少林寺高速公路穿越两个煤矿采空区,为保证高速公路的安全运营,必须对采空区进行治理。本文分析了采空区特征和采空区对郑州—少林寺高速公路的危害．在此基础上提出采用全充填法对采空区进行治理的对策．并实施了治理工程。经检测,达到了设计所要求的处理效果。     

公路路基下伏空洞的数值分析

公路路基下伏空洞往往会削弱或破坏其上覆岩土层的稳定性,在这类场地上建造工程必须对空洞的稳定性进行全面的勘察和评价。提出了两种利用有限元模拟岩土开挖的方法,利用这两种方法对京-福高速公路徐州段采空区进行了三维弹塑性有限元分析,并对地下空洞对路基的危害程度及施工之后对地基的改善情况作了全面的分析评价。     

大型地下储油洞粘弹性稳定性分析

在大型地下岩洞中储油是世界各国石油战略储备的重要方式之一。随着我国石油进口量的不断增加,建造大型地下储油洞库无疑是一种综合经济效益良好的方案。针对大型地下水封储油岩洞库的工程特点,利用数值模拟方法对储库洞群中各洞室的开挖施工顺序进行了仿真模拟计算。通过对3种可能的施工方案所引起的地表变形、洞周关键位置的变形以及应力场和位移场的分布规律对比分析,比选出了洞群中各洞室较优的开挖先后顺序。对筛选出的较优方案进行了施工过程与粘弹性稳定性分析模拟,给出了考虑岩体流变特性时油库的变形规律特点,并对大型地下油库的强度及长期稳定性进行了分析评价,所得结论对地下储油库的开挖施工有一定的参考价值。     

基于GIS的中国东部沿海地区地下水封油库建造适宜性研究

地下水封油库以其经济、环保、安全、便捷、适合战略储备等优点, 成为国家石油储备的首选形式。我国石油战略储备库建设方兴未艾, 与众多大型地下洞室一样, 水封油库的选址对其顺利建设及安全运营均起着决定性作用。论文以中国东部沿海地区为研究区域, 在分析地下水封油库储油原理及其自身特点的基础上, 选取地震烈度、活动断裂、最大水平地应力、地层岩性、地下水埋深、年均降雨量、与大型码头距离、与大型炼油厂距离等8个评价指标构建用于地下水封油库建造适宜性综合评价的指标体系。在此基础上采用层次分析法确定指标权重并应用ArcGIS的空间分析功能对研究区的地下水封油库建造适宜性进行研究, 得到了中国东部沿海区域地下水封油库建造适宜性分区评价成果, 为我国东部沿海地区地下水封油库科学选址提供了参考依据。     

基于强度折减原理的地下洞室群整体安全系数计算方法探讨

为解决大型地下洞室群的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的地下洞室群整体安全系数求解方法。该方法采用Mohr-Coulomb屈服准则,以洞室之间的等效塑性应变贯通作为洞室群整体失稳的临界判据。洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数F,将岩土材料的力学强度参数（黏聚力c和内摩擦角?）按F值折减代入数值计算中,使计算模型的洞室间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现。拉西瓦水电站地下发电枢纽洞室群和锦屏二级水电站A、B辅助洞两个典型工程实例的整体安全系数计算表明,该方法可以便捷、客观地获得洞室群的整体安全系数,可为大型地下多洞室的稳定性评价和开挖与支护设计提供定量指标和科学依据。     

裂隙随机分布条件下地下石油洞库水封性评价

以国内首个大型地下水封石油洞库工程为背景,在考虑洞库围岩节理裂隙的随机分布特征基础上,采用离散介质 流-固耦合理论对大型地下石油洞库水封性进行了评价。介绍了地下水封储油洞室水封原理与水封准则。通过室内结构面剪切试验获得了结构面参数,采用Barton-Bandis剪胀模型对结构面参数进行了校验。根据库区节理裂隙统计结果,建立了洞库围岩的随机节理裂隙网络模型。分析了不同水幕压力条件下洞室开挖后地下水压力分布情况、涌水量大小和洞库围岩变形与受力情况。分析表明：在水幕压力大于或等于75 kPa的条件下,洞室周围地下水压力满足水封准则;在水幕压力为75 kPa条件下各洞室涌水量在0.003~0.015 m3/d之间,拱顶沉降量在16~32 mm之间。研究结果可为地下水封石油洞库水幕系统设计提供依据。     

我国环太平洋西海岸地区地下水封洞库选址区域稳定性研究

区域稳定性分析对于地下水封洞库科学合理的选址具有重要意义。首先,根据地下水封洞库建库选址基本原则,在充分考虑我国主要大型码头与炼油厂分布的基础上,提出了我国环太平洋西海岸地区地下水封洞库区域稳定性研究区范围。其次,在分析地下水封洞库区域稳定性影响因素并考虑目前所掌握相关数据、资料的基础上,确定区域性断裂带、地震峰值加速度、地层岩性、大地热流值为区域稳定性评价的敏感因子,并根据对区域稳定性影响的大小对各敏感因子划分等级。最后,采用因子叠加法,并利用MAPGIS软件对研究区的稳定性进行了空间叠加分析,得到了研究区区域稳定性评价结果,为我国后期大型地下水封洞库规划选址提供了参考和支撑。     

AutoCAD三维模型在大型洞室块体稳定性评价中的应用

以某大型水电站为例,阐明了AutoCAD三维实体模型在地下洞室块体稳定性分析中的应用.首先采用Au协CAD软件建立地下洞室群与周边断裂的三维实体模型,通过沿洞室拱顶和边墙的剖切,即可获得各断裂在洞室拱顶及边墙的确定位置信息,在此基础上进行可能滑动块体的检索,进行了确定性块体稳定性评价,为设计、施工提供依据.     

某水电站地下厂房硐室群岩爆预测与防治研究

拟建某水电站的大型地下厂房硐室群处于中等偏高的地应力环境中，在前期的勘探过程中已发现一些与岩爆密切相关的地质现象。因此合理地评价其开挖过程中岩爆发生的可能性、岩爆的烈度、分布范围以及相应的预测防治措施具有重要的工程意义。基于此，文章首先从岩爆发生的基本条件、地质宏观评价的角度对硐室群施工过程中岩爆发生的可能性进行了评估；然后，分别采用定性方法和工程地质类比法对该地下硐室群岩爆发生的烈度进行了评价；进而根据三维有限元模拟结果对岩爆发生的部位进行了圈定。最后，针对所研究的地下硐室群的具体情况，提出了相应的防治措施，即加强监测和超前预报，并采用以围岩弱化为主，围岩强化为辅的治理措施。     

地下洞室群随机地震响应研究中传递函数的应用探讨

在证明随机响应的统计参数可以用传递函数进行直接表达的前提下,将传递函数引入地下洞室群随机地震响应研究中,对白鹤滩水电工程13#机组剖面地下洞群进行了随机地震响应分析,并对之进行了地震动力可靠度的探讨。结果表明：较之常规方法,基于传递函数的方法除可得到洞室群的随机地震响应以外,还可同时得到洞室群的地震响应频谱特性,并可以直接利用传递函数得到确定性地震动输入下洞室群的响应值进行验证,显示对问题的研究具有更加深刻的优势;将所得到的随机地震响应结果与基于传递函数的确定性估算结果,与实际时程计算得到的确定性结果比较,吻合良好;首次采用超越破坏理论对地下洞室群进行地震动力可靠度分析的可行性,为地下工程抗震可靠度计算中如何以动力方式考虑地震荷载的随机性提供了一些新思路。     

错动带对超大型地下洞室群围岩稳定影响研究

贯穿白鹤滩水电站地下洞室群的层间错动带是发育于各岩流层顶部凝灰岩层中的缓倾角、贯穿性的错动构造。受不同地质构造作用的影响,在错动带内部形成夹碎裂岩和泥岩不同构造。由于其内部构造相对复杂,因此,其力学行为的描述也较为困难。为了直观合理地揭示其力学特性,将该地质构造考虑为一种上下接触,中间夹软弱带的“夹心饼干”结构。在现场试验的基础上,借助FLAC分析其力学特性,将获得的规律和计算参数应用到地下洞室群的围岩稳定分析中,利用抗剪强度极限平衡原理分析加强支护对错动带稳定的影响。     

近断层地震动对大型地下洞室群地震响应的影响研究

针对现行水工抗震规范中对近断层地震缺乏考虑这一实际问题,首先讨论了近断层、远场地震动的差别,对比了近断层、远场地震动对地下洞室地震响应的影响,继而提出一种新的人工合成近断层地震动时程的方法,并采用合成的近断层地震动时程对某水电站地下洞室群进行了近断层地震稳定性专门研究。结果表明：与常规地震分析中考虑的远场地震动相比,近断层脉冲型地震动的主要特征为Vmax/Amax和Dmax/Amax（Vmax、Dmax、Amax分别为速度峰值、位移峰值、加速度峰值）指标更大,且近断层脉冲型地震动的主要能量集中在1 Hz以下的频段;在相同峰值加速度幅值、相同反应谱的前提下,近断层地震动对高边墙、大跨度地下工程的破坏程度远比远场地震动大;较之前人的研究方法,文中提出的近断层脉冲型地震动合成方法考虑了[1/Tp, 1] Hz这一频段内的地震波信息,更具合理性;在设定的计算条件下,地下厂房洞室群有在近断层地震动作用下发生失稳的危险性,需要进一步针对近断层地震动进行专项风险性评价,以讨论是否需要增设针对性的抗震支护措施。