地下开采引起围岩间断面变形特征的软材料小模型研究

为了研究地下开采引起围岩变形和断层活化现象,文章采用一种软材料的小模型进行地下开采间断面变形的模拟。模型中通过模拟一个矩形地下采区上方围岩的变形来研究一个水平间断面发生活化后的弯曲现象。模拟结果表明,间断面上的剪切位移分布具有"双峰"的特征或规律。这种分布特征或规律,得到了数值模拟结果的验证。同时,也证明了该方法的有效性。该方法最大的优点是,可以用小尺寸模型有效模拟在自重体积力作用下开挖引起的围岩变形现象,具有实验装置简单、实验用时短、操作方便、实验成本低等诸多优点,是一种值得推广的物理模拟方法。      

G 109国道拉萨—羊八井段喀努纳危岩体变形破坏模式及稳定性分析

喀努纳危岩体发育于青藏铁路、G109国道和京藏高速公路的交汇路段,对交通工程施工建设和安全运营造成极大威胁.为了评价喀努纳危岩体的稳定程度,同时查明潜在崩塌的失稳条件和主控因素,深入系统地分析了危岩体的地质背景、发育特征及潜在变形破坏机理.利用块体理论和离散元方法,分别研究了自重条件和地震荷载作用下危岩体的稳定性及动力...     

喜马拉雅山区公路边坡崩滑灾害与防护措施破坏规律分析

喜马拉雅山区构造断裂发育,地震活动频繁,新构造运动强烈,内外动力地质作用异常活动,使该区域公路边坡扰动灾害十分严重,对区域内公路的安全运行构成了极大的威胁。本文通过实地调研和理论分析,探讨了喜马拉雅山区高速公路边坡扰动崩滑灾害发育规律、防护措施破坏特征和破坏机理。从边坡的物质成分和地层结构类型出发,对全区公路边坡类型进行了分类,并提出了边坡失稳破坏的多种模式。通过空间统计分析发现,喜马拉雅山区公路边坡崩塌灾害的发生和分布与区域断裂、地震动强度、岩土结构类型及气候环境条件等因素密切相关,并给出了量化的变化指标。在此基础上,采用地球内外动力耦合作用的理论对喜马拉雅山区地质灾害的成因和演化机制进行了分析,认为差异隆升与河流下切导致岩体结构松弛效应及山体崩塌滑坡,是内外动力耦合作用的结果。在公路工程时间尺度上,气候变化是当前该地区最为活跃的外动力地质作用。在边坡扰动灾害防护方面,边坡灾害防护措施的稳定性、安全性等不确定性较大,调查中10%的边坡崩滑防治工程出现了不同程度的破坏。通过对防护措施破坏特征的分析,阐明了边坡灾害防护效果与防护措施自身稳定性差异性的原因,提出边坡坡面防护措施的选型与优化...     

水在硅酸盐熔体中的溶解度及研究意义

水是岩浆中主要的挥发份 ,而且其溶解作用强烈影响着熔体的物理和化学性质 ,因此对水在硅酸盐熔体中溶解度及溶解机制的研究是非常重要的。近年来研究表明 ,水在硅酸盐熔体中溶解度与压力、温度及熔体组分密切相关。具体而言 ,压力升高可使水的溶解度增大 ,而温度对溶解度的影响则与熔体组成有关。对于AbOrQ体系 ,在压力低于 4 0 0MPa时 ,溶解度与温度呈反相关 ;而在压力高于 50 0MPa时 ,则呈现出正相关。但是 ,温度对溶解度的影响要明显弱于压力的影响。至于水的溶解度与熔体组分的关系 ,通过对碱金属组分的研究表明水的溶解度按K ,Na ,Li的次序而增加。此外 ,根据碱金属组分对水在硅酸盐熔体中溶解度的影响对水的溶解机制进行了论述 ,这与Sykes等通过分子轨道计算和拉曼、红外光谱研究得出的水在铝硅酸盐熔体中的溶解机理是一致的。     

玄武岩-榴辉岩相变初期的石榴子石生长

在 2 .0 GPa,86 0～ 10 2 0℃ ,加温时间 0 .6 6～ 13.0 7h的条件下 ,粗面玄武岩 -榴辉岩相变初期的石榴子石生长为正常晶体生长。石榴子石粒径随时间而增大 ,其生长速率随粒径增大而减小。界面是控制玄武岩 -榴辉岩相变初期石榴子石生长的主要因素。这一变质作用过程中石榴子石粒径与时间及温度的关系如下 :G2 .4 5=5.6 5× 10 -15t· exp(- 2 7.4 0× 10 3 / RT)式中 G为石榴子石平均粒径 ,t为时间 ,R为气体常数 ,T为绝对温度。这一关系式有助于了解变质作用过程中石榴子石生长动力学     

陡倾断层上下盘开挖引起地表变形的数值模拟分析

考虑地下开挖区与断层相对位置关系,采用简化数值模型对陡倾断层上下盘开挖引起的地表变形特征进行了数值模拟。结果表明,当断层位于地下开挖引起地表变形的压缩区且开挖区位于下盘时,地表出现不连续变形的可能性小;当断层位于地下开挖引起地表变形的压缩区且开挖区位于上盘时,随下向开挖进行地表断层处裂缝有减小趋势;而当断层位于地下开挖引起的地表变形拉张区时,断层出露处水平拉张明显,表现为拉张裂缝,随下向开挖深度增加、规模增大,不论开挖区位于上盘还是下盘,极可能导致地表出现正断层式的错动．     

陡倾矿体充填法开采引起地表移动的实例分析

监测表明,长期采用充填法开采的大型金属矿山也会发生显著的地表变形破坏现象。为了掌握金川镍矿地下开采引起的地表移动、变形和破坏规律,借助GPS技术作为地表移动的监测手段,建立了覆盖矿区地表的GPS监测网。持续的监测数据表明,金川矿区地表最大沉降量已达2400mm左右,以现场调查与地表长期监测数据为依据,给出了地表移动的范围与特征,分析了与岩体移动、变形和破坏现象发生相关的条件和规律,并提出了一些具有预测性的观点,为工程地质-岩石力学条件大致相同矿山的工程技术人员和研究人员提供了一个有借鉴意义的实例。     

自重体积力作用下坡体张应力及坡面位移的变化规律

为了提高对边坡体力学行为的认识,借助于FLAC有限差分软件的数值模拟,并结和相似理论的推导验证,研究了在仅有自重体积力作用的条件下,线弹性边坡体的一些力学特征及其与相关变量或物理力学参数的相关关系。没有外载荷影响时边坡地表最大主应力和最小主应力分别平行和垂直于地表,当深度增加时,主应力的取向逐渐变成竖直和水平两个方向,坡面处既有张应力区也有拉应力区,坡脚处亦存在较大的张应力,这是自重体积力作用下边坡体应力分布的一般性特征,在本文和前人的研究中都能体现。本文还重点揭露了:坡角线性增加时坡顶最大张应力的变化速率表现为:快慢快; 沿坡顶面竖直向下张应力随深度增加线性减小; 小变形条件下边坡应力场与弹性模量无关; 最后验证了满足相似理论的坡体,坡面对应点的位移比是其几何尺寸比的平方倍。本文不仅是对既有研究成果的进一步补充,而且为以后研究复杂条件下边坡体的力学特征奠定了基础,对于理论和实践都有一定的启发意义。     

考虑统计损伤模型的非均质节理岩体拉剪破坏机制研究

拉剪应力状态极易导致岩体破坏乃至失稳,为研究节理岩体拉剪破坏规律,开展了拉剪荷载下共面非贯通节理岩体变形破坏的理论与数值计算研究。通过自定义考虑岩石统计损伤演化的Mohr-Coulomb和最大拉应力准则模型,编写力学参数服从Weibull分布的fish函数,研究了拉剪条件下非均质节理岩体的破坏模式及破坏规律,讨论了岩石均质度、法向拉应力及剪切速率对岩体破坏模式及其力学性质的影响。结果表明,(1) 拉剪应力状态下节理岩体的破坏模式以张拉破坏为主,加载初期破坏位置分布散乱,随着加载和损伤演化逐渐形成带状破裂面,岩体宏观力学性质明显降低;(2) 非均质性对岩体破坏影响显著,主要表现为均质度的增加,岩体由弥散型破坏向集中型破坏转变,破裂面起伏度增大,同时岩体的宏观力学性质增强并最终趋向于均质岩体;(3) 低应力水平下拉应力增大不改变节理岩体以拉张破坏为主的破裂模式,但剪切破坏比例明显减少,同时岩体抗剪强度降低,破裂面的粗糙度增大;(4) 剪切速率对岩体力学性质的影响显著,静态加载范围内岩体抗剪强度随剪切速率的增大而增大,且增幅越来越小。     

“基于Massflow模型的西藏仁布杰仲沟泥石流运动特征分析

为探明杰仲沟流域上游的潜在物源在极端条件下形成泥石流灾害,对沟口建筑及G318国道的危害性。以实地无人机拍摄数据为基础,通过三维建模生成研究区高精度的数字高程模型(DEM),再利用基于泥石流运动深度积分的Massflow数值分析方法,模拟泥石流的运动过程。首先分别用两种模型(Voellmy模型和Manning模型)对已发生的泥石流灾害进行了模拟,将模拟结果与现场实际情况进行对比验证,选取了结果更精确地Manning摩擦模型并确定了相应运动参数,在此基础上对体积为3. 0×10~5m~3的泥石流灾害进行了预测模拟评估。通过对模拟结果进行分析处理,划定了研究区内的四个危险区,为泥石流灾害的防治规划和设计提供了有效的参考依据。危险区A位于泥石流沟第一个弯道处,该区及以南区域,泥深和流动强度都较大,但该区域人类活动较少;危险区B位于第一个弯道与第二个弯道之间,危险区C位于第二个弯道处,这两个区域内泥深较大,局部区域流动强度较大,极端条件下,危险性相对较高;危险区D位于国道南侧,该区域流动强度相对较小,但流体在此区域易发生堆积,所以应提高公路下涵洞的排导能力。