复合地层隧道围岩强度实时估算研究

隧道TBM开挖过程中经常会遇到复合岩层,在这种地质环境下,隧道掘进机（tunnel boring machine,简称TBM）开挖过程中的隧道围岩强度很难估计,隧道开挖掌子面和围岩容易发生坍塌。为了提高隧道掘进效率、预防事故发生,对开挖隧道围岩强度进行实时估算方面的研究很有必要。在重庆轨道九号线隧道TBM施工中,通过室内试验和现场实测数据发现,TBM推力F_N与岩石强度成正比、TBM扭矩推力比T/F_N（T为扭矩）与贯入度p^0.5成正比例关系。针对砂质泥岩、砂岩和灰岩组成的复合岩层,提出了一种利用现场实测推力F_N和扭矩T的值来快速估算开挖隧道围岩强度的方法,进一步对TBM实测数据进行线性拟合,从而得到估算公式中两个常数α₁、α₂的取值方法,并在10多个隧道实际工程中得到验证。结果表明,对于这种复合岩层地质环境,两个常数α₁、α₂的值与滚刀数量n和滚刀直径d相关。该研究成果为实时快速估算开挖隧道围岩强度提供了一种新的切实可行的思路,能提高隧道TBM施工的可靠性和安全性,具有重要的应用价值。     

晴隆县冷饭田铅锌矿硐室围岩稳定性分析

围岩稳定性是影响地下工程施工进度和安全的问题,因此评价地下硐室围岩稳定性对地下工程施工具有重大的现实意义。以晴隆县冷饭田铅锌矿硐室围岩为研究对象,采用BQ值法、RMR值法评价围岩稳定性,采用Hoek-Brown强度准则对围岩稳定性进行定量计算,通过三种方法的分析对比,冷饭田铅锌矿硐室围岩质量级别为Ⅲ类偏下,硐室跨度5 m时,围岩不稳定,在开挖过程中需要及时对围岩进行支护,硐室在5 m跨度下围岩能基本稳定一段时间,若未支护时间超过1周,需要采取支护工程。     

盾构动态掘进中围岩变形特性的数值实验研究

为了解软弱土层盾构隧道围岩的变形特性,结合某市地铁盾构下穿既有桥梁结构工程实例,建立每个分析步下盾构动态掘进三维数值模型。模型建立在库仑屈服准则和孔隙水达西定律推导的固结有限元方程上,综合考虑刀盘扭矩、推进力、土仓压力、桥基荷载及孔隙水压力等影响盾构施工质量的诸多因素,结合室内三轴实验和现场实测数据,对盾构动态掘进过程建模原理、模型合理性、围岩变形特性及桥梁结构安全等问题进行研究。研究结果表明:盾构掘进对围岩变形影响表现为接近、穿越和远离3个阶段;盾构接近断面时,受刀盘扭矩、推进力和土仓压力的影响,前方地表出现拱起;盾构穿过、远离断面后,围岩发生沉降、向隧道内和向前运动趋势,变形主要集中洞口上方,呈槽型;地表/桥基沉降计算和实测值吻合,围岩变形能够满足盾构隧道施工安全。     

碳酸岩型稀土矿床中的霓长岩化作用概述

稀土是我国最重要的战略性关键金属之一,碳酸岩型稀土矿床是中国乃至全球稀土资源最主要的来源,这类碳酸岩体周围通常发育霓长岩化围岩蚀变.霓长岩化作用是碳酸岩岩浆出溶的流体与围岩相互作用、并最终形成霓长岩的一类地质作用,它是碳酸岩及相关稀土矿化的重要野外标志.本文从概念模型、分类命名、岩相学特征和组分迁移规律等对霓长岩化作用(及其产物)进行综述,并结合实验岩石学资料以及典型稀土矿床的最新研究成果探讨霓长岩化作用对碳酸岩型稀土矿床成因机制的指示意义.霓长岩化作用通常与角砾岩化作用相伴生,后者是碳酸岩岩浆侵位过程的产物.角砾岩化作用使岩体破裂并产生构造裂隙,为碳酸岩流体的运移和后期稀土矿化提供空间.霓长岩的分类命名较为繁杂且混乱,一般按照碱质含量的不同分为钾质和钠质(以及过渡型)霓长岩.霓长岩中的主要矿物有碱性镁铁质矿物(碱性辉石、碱性角闪石)、碱性长石(钾长石-钠长石系列)和云母族(金云母-黑云母系列)矿物."加碱去硅"是原岩发生霓长岩化作用时最重要的组分迁移特征,但并不是所有类型的原岩均遵循这一规律.此外,最新的实验模拟也表明,碱质是霓长岩化过程中稀土元素得以远距离迁移的关键因素.由于具有较高的温度,霓长岩化作用的发生通常早于(少数情况下同时)稀土矿物的沉淀,因此大规模稀土矿化是叠加于霓长岩化蚀变之上的.     

新疆洪古勒楞铜矿床地质特征及构造背景

洪古勒楞铜矿床位于新疆西准噶尔西北部和布克赛尔县,属于谢米斯台-沙尔布提成矿带。地质剖面测量和岩相学研究表明,矿区出露地层为中奥陶统布鲁克其组火山-沉积岩,岩性以玄武岩和安山岩为主,其次为安山质角砾岩、安山质集块岩和晶屑凝灰岩,矿化与玄武岩、安山岩、安山质角砾岩相关;矿区断裂构造发育,矿体赋存其中;矿区围岩蚀变发育,从矿体到围岩可分为内、中、外3个带,各带的共生矿物组合为:绿泥石+绿帘石+石英+黄铜矿±闪锌矿组合、绿泥石+绿帘石±黄铜矿组合和绿泥石±方解石等,矿化程度与蚀变程度正相关;矿化类型包括浸染状、气孔充填状、角砾状、细脉状、块状矿化,矿石矿物主要为黄铜矿,脉石矿物主要为绿泥石、绿帘石。矿区的火山岩地球化学分析表明,矿区岩石分为2类:类型1为钙碱性系列玄武岩和安山岩,岩石稀土元素配分曲线呈右倾型,亏损Nb、Ta元素,富集LILE,w(Nb)低,形成于岛弧环境。类型2为拉斑-钙碱性系列玄武岩和安山岩,与类型1相似,亏损Nb、Ta元素,富集LILE,但是REE模式呈平坦型,w(Th)、Nb/Y值、Th/Yb值、Nb/Yb值较低,可能受洋脊俯冲影响。     

山门银矿床围岩蚀变特征与成矿关系及找矿标志

山门银矿为大型独立银矿床,其围岩蚀变特别发育,先后为冷水蚀变作用和热液蚀变作用两期,冷水蚀变作用包括碎裂－红化,伊利石－水白云母化两个蚀变阶段,热液蚀变包括黄铁绢云岩化,硅化,碳酸盐化三个蚀变阶段,两期蚀变与成矿关系极为密切,在时间上具有多期和多阶段性,空间具有明显的分带性,其蚀变特征可作为寻找岩浆热液矿床的标志。     

十三陵抽水蓄能电站地下厂房位置的选择

十三陵抽水蓄能电站是以地下厂房为中心的大型水电工程。厂房位置的选取不论是在施工条件上,还是经济造价上,都是该工程最重要的问题之一。本文从厂房选取控制性因素厂区断裂特征的分析入手,依据各种物理力学指标对厂区洞室围岩进行了分类,同时分析评价了各种地质条件下的洞室围岩稳定性。最后对厂房3种布置方案的工程地质条件进行了分析对比,得出第三方案是本工程地下厂房最佳位置的结论。     

无底柱崩落采矿大断面结构参数的数值模拟研究

针对金山店铁矿亟需确定的大断面结构参数问题,采用东北大学研制的SLS崩落放矿模拟系统和ITASCA公司的岩土工程软件FLAC3D,对该矿三期的采场结构参数进行了模拟分析和研究。数值放矿试验表明,崩矿步距对矿石回收指标影响较大,崩矿步距3.5～4.5 m更有利于指标回收,兼顾爆破参数因素时推荐为3.5 m。通过进路群开挖的数值模拟,并对开挖过程围岩的位移、应力和塑性区进行分析,发现开挖后塑性区范围不大,巷道具有良好的稳定性。因此,拟采用的进路参数从矿石回收指标和巷道稳定性方面看是较合理的方案。     

革镇堡隧道破碎段动态施工的三维数值模拟

革镇堡隧道是辽宁省的重点建设工程,其中破碎段岩体地质条件复杂,传统方法不能很好地反映其力学行为。针对上述问题,在建立大规模的复杂地质结构的数值网格基础上,采用三维岩土工程软件FLAC3D,分别根据无支护、初次支护和二次支护3种情况,4 m一个步长,分为上下两台阶对该段隧道的分步动态施工过程进行了三维数值模拟。通过对位移场、应力场的演化情况和塑性区分布的模拟计算,分析了开挖支护动态过程的复杂力学行为。计算结果显示,位移与监测数据比较一致,现有的二次支护方案能够保证围岩的稳定性。数值模拟的结果对于该段隧道的施工具有指导意义。