随机连续模型分析裂隙岩体耦合行为

利用能够反映岩体水力性质空间变异特性的随机连续模型对隧洞开挖过程中的裂隙岩体渗流-应力耦合过程进行了数值分析。随机渗透系数场通过顺序指示模拟方法生成。顺序指示法是一种非参数地质统计学技术,他允许输入任何形式的渗透系数概率分布而不需要对分布做任何假设。由随机模拟生成的渗透系数场被投影到有限元计算网格中进行耦合分析。力学响应使用基于连续介质的节理本构模型来反映岩体中软弱面的影响。结果表明,随机连续模型能够较好地预测裂隙岩体的稳定入渗率,水力性质的空间变异性对裂隙介质的耦合过程起着重要作用。在不排水条件下,隧洞每次开挖开始时,由于岩石应力重分布,孔隙水受到扰动,短时间内不能流动平衡,因此孔压会迅速上升,这对于围岩稳定是不利的。     

边坡岩体软弱夹层力学特性试验研究

采用自制试验装置,进行边坡岩体中的软弱夹层的力学特性试验。分析实测的剪应力-变形曲线发现,该曲线有明显的比例极限、屈服点和峰值点,表明在试件受力变形初期,剪切力-变形近似呈线性关系,剪切刚度为常量;随法向应力的增大,峰值剪应力呈线性增长,达到峰值强度之后,随剪切变形增大,抗剪强度变化不大,残余强度近似等于峰值强度,表明试样发生剪切破坏,其破坏类型呈“塑性”破坏型。软弱夹层的剪切变形可分为3个阶段,各个阶段的强度参数不同,对边坡工程来说,为保证其有足够的安全系数,建议软弱夹层强度参数取低值。根据试验结果得到的法向应力-压缩位移关系曲线近似呈双曲线型,当法向相对位移小于3.4 mm时与理论结果更为接近。     

阳江抽水蓄能电站岩体水压致裂综合测试与应用研究

阳江抽水蓄能电站的输水隧洞围岩承受最大静内水压力高达7.83MPa, 因此原地应力状态、围岩自身承载能力及高压透水性状等对工程的科学设计不可或缺。测量结果表明, 工程区现今地壳应力场的总体特征为:水平主应力为最大主应力, 最大水平主应力的优势方向为NW-NWW向; 厂房和高压岔管区围岩的最大主应力值一般为14.5±0.5MPa, 最小主应力值一般为9±0.5MPa; 围岩自身的抗载强度一般为10~14MPa; 在8~10MPa高压力作用下围岩基本不透水。洞室围岩物理力学参数的这些测试成果, 为工程的科学设计提供了可靠依据。      

对我国《固体矿产资源/储量分类》标准修订的建议

矿产资源储量既是地质矿产勘查的产品和矿政管理的对象,也是在矿业市场上进行交换的商品和筹资、融资的抵押品,还是矿山设计、建设的地质依据。因此,无论在政府管理层面上,在市场交易层面     

威海市垃圾处理场场区岩体对截污坝防渗的影响

1概述威海市新建垃圾处理场位于威海市城西南17公里艾山透山脉一带,场区总面积32.0万m2。东南北三面低山环绕呈簸箕状,最高海拔141.60m,最低为98.00m,中间呈"U"形山谷,西面为狭窄开口,形成天然开阔谷地。地势由山口向内逐渐升高,垃圾场就坐落在山谷中(见示意图)。场区南北两岸地形比较对     

北京下古生界碳酸盐岩地层中微量元素迁移富集规律

北京下古生界碳酸盐岩地层微量元素分析表明, 从碳酸盐岩原岩到其风化岩、从碳酸盐岩原岩到覆盖在其上的共生土壤, 微量元素As, Hg, F表现出富集趋势, 而S分布的规律性则不明显. 显微镜下鉴定并结合相关性研究发现, 在不同风化阶段, Fe₂O₃都是As的主要吸附剂. 土壤中Fe₂O₃对Hg的富集起重要作用; 风化样品和原岩中, Hg富集与Fe₂O₃无关, 原岩中Hg的赋存主要与碳酸盐岩吸附作用有关, 碳酸盐岩表面与Hg间可能存在简单物理吸附, 共沉淀和假同晶形式. 土壤中Fe₂O₃、硫化物对F富集起一定作用, 但不具主导性; 原岩中F的富集与硫化物、黏土矿物等有密切关系. 研究的风化样品与原岩具有更近的亲缘关系, 因此, 其中As, Hg, F的赋存方式应与原岩中更为接近. 在原岩中FeS₂, FeS应是S赋存的主要形式, 硫化物在碳酸盐岩原岩中对部分重金属元素具有富集作用, 在土壤和风化样品中这种富集作用则减弱.     

修正SMR法在红层软岩边坡中的应用

在前人大量研究的基础上,针对传统的SMR法（边坡岩体质量方法）没有考虑软弱互层对边坡岩体评价结果的影响的不足之处,增加了强度差异调整权值项。对西南地区80个红层软岩边坡的评价分析结果表明,采用岩性差异修正后的SMR法比直接使用SMR法更加符合野外实际情况,运用修正后的SMR法对红层软岩边坡评价更加合理。     

古构造应力场数值模拟及危险性预测研究

在精确确定构造序列与构造格架的基础上,探索出一套从建立构造模型、确定边界条件、选取岩体力学参数与危险性判断准则、计算古构造应力值、预测危险区与安全岛的基本思路与方法。采用有限元法,建立了矿区平面应力与三维构造模型,从加载方式和加载大小两方面模拟历史时期作用于成庄煤矿上的古构造应力。根据地表岩体和深部煤层中的节理,计算其内摩擦角和岩体抵抗变形破坏的能力,获得了古构造应力作用下地表表层、3#煤层的临界区、危险区与安全区。结合研究区节理、断层、褶皱、陷落柱等构造形迹特征,对危险性分区进行综合预测。预测结果揭示,山西晋城成庄煤矿区存在先南北向、后东西向的两期大的古构造运动,即先东西向加载60 MPa,再南北向加载110～180 MPa,可能的危险区分东、西两带,该结论对煤层岩体应力集中带和瓦斯突出区的预测具有重要的意义。     

节理网络分形在隧道超前地质预报中的应用

分形几何是20世纪70年代以来发展起来的研究非线性现象的理论和方法,这一理论的诞生为揭示隐藏于混乱复杂现象的精细结构和定量地描述它们提供了理论基础。将分形的方法引入到隧道的超前地质预报,通过岩体结构面网络的分维值来预测岩体的质量。结合工程实例可以看出,岩体结构具有良好的分形特征,其分形描述可作为评价结构岩体质量的标准之一。分形方法是评价岩体性质的一个有效的方法,具有广泛的应用前景。     

土著微生物作用下含水层沉积物砷的释放与转化

在原位采集内蒙古河套平原高砷含水层中沉积物和土著微生物的基础上,进行了室内微生物淋滤实验研究。实验过程中,使用了3种水溶液(包括去离子水和2种人工配水)和2种营养条件(包括添加2%葡萄糖和未添加葡萄糖)。结果表明,葡萄糖可强化土著微生物的活性,使得悬浮液pH值明显降低,并增加悬浮液中As质量浓度。配水成分影响悬浮物中As质量浓度。在第9 d之后,添加葡萄糖的样品中存在一定强度的硫酸根还原作用,且这种脱硫酸作用受配水成分的影响较小。研究表明,土著微生物影响下砷的释放和转化过程包括沉积物中As(V)的释放、溶液中As(V)的还原以及沉积物中As(Ⅲ)的释放等。与溶液As(V)相比,As(Ⅲ)更有利于沉积物As的释放。在As释放的过程中,溶液中Fe/Mn含量同时增加,且呈很好的线性相关关系。这意味着土著微生物作用下Fe/Mn氧化物矿物的还原性溶解是导致沉积物As释放的主要原因之一。