中国科学院武汉岩土力学研究所科研成果——大型岩体工程稳定性和优化的分析方法及应用获国家科技进步二等奖

据悉,由中国科学院武汉岩土力学研究所与东北大学、山东科技大学、南芬露天矿、中国长江三峡工程开发总公司联合完成的科研成果——大型岩体工程稳定性和优化的分析方法及应用,获国家科技进步二等奖,冯夏庭研究员、李术才研究员、陈卫忠研究员、朱维申研究员、刘建研究员、盛谦研究员为本项目主要完成人。针对我国当前在大型矿山工程、水电工程和煤矿工程建设中,普遍面临着开采深度加大或建设更深的可采矿井等关键问题进行了深入的研究。通过开展加锚节理岩体断裂损伤模型研究得了较大进展,建立了相应的二维和三维计算模型和损伤演化方程及…     

偶氮氯膦-mK双波长分光光度法测定硅石中的钛

在稀H2SO4介质中,乳化剂OP存在下,Ti(Ⅳ)与偶氮氯膦-mK发生显色反应,可用波峰(672nm)波谷(550nm)双波长吸光度叠加的方法测定Ti(Ⅳ)。显色反应的表观摩尔吸光系数为4.7×104L·mol-1·cm-1,灵敏度较单波长测定提高1.1倍。0～1200μg/LTi(Ⅳ)符合比尔定律。测定了硅石、焦宝石等试样中的钛,结果与标准值符合,6次测定的RSD<5%。     

基于地面三维激光扫描的三峡库区危岩体监测

三峡水库周期性蓄水改变了岸坡内的地下水渗流场和应力场,降低岩土体的剪切强度,对库岸边坡、岩体稳定性影响很大。以往库区岸坡岩体形变监测主要通过设置固定点进行观测,难以发现岩体整体变化情况。地面三维激光扫描方法能获取岩体整体表面厘米精度的点云数据,具有无需接触目标、获取速度快、精度高等特点,非常适合库区高陡危岩体表面三维形变监测。以巫山箭穿洞危岩体为例,采用地面三维激光扫描方法对箭穿洞危岩体进行了为期2年（2017—2018年）共3期监测,以第一期观测目标周围稳定岩体数据为基准,对数据进行重叠点云迭代配准,点云配准精度优于±2.7 cm。针对箭穿洞危岩体在观测时段内的变化情况,构建危岩体区域的基准不规则三角网模型,以点到基准面最近距离法结合危岩体变化区间分析其变形。通过对比分析箭穿洞危岩体3期观测数据,发现相对于2017年,2018年箭穿洞危岩体左侧岩体有变形趋势;在库区蓄水阶段,危岩体局部多处存在明显凹陷变化,局部因蓄水影响发生约−0.03～−0.07 m变形。结果证明三维激光扫描技术在库岸高陡边坡形变监测中的有效性,为三峡库区高陡危岩体形变监测及地质灾害防治工作提供了参考。     

三峡工程永久船闸边坡岩体卸荷特性

从地貌学角度,分析了三峡工程永久船闸边坡岩体的自然及人为卸荷特性,指出了地表侵蚀、河流下切、开挖船闸等自然及人为地貌过程诱发了岩体的基本卸荷过程,构筑了一个三峡工程永久船闸边坡岩体卸荷特性的宏观模式。实地调砥及数值计算成果均表明,地貌分析法在分析实际岩体工程中,岩体卸荷特性方面具有较强的应用价值。     

高水压条件下大理岩破坏机理试验研究

锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中, 该段在施工过程中多次发生严重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明, 高水压条件下, 岩石应力-应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段, 应力降大, 岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度随水压力升高而升高, 岩石试件以压致拉裂破坏为主。基于高水压条件下裂纹周边应力解析分析, 认为裂隙中高水压力存在降低了裂隙尖端附近高应力集中效应, 与加载方向一定小夹角范围内的微裂隙尖端附近最大拉应力集中程度接近, 这使得岩石中应变能可进一步积累、压致拉裂型微裂隙数量进一步增加, 岩石呈脆性破坏, 并且破碎程度明显增加。研究工作对深埋隧洞突水灾害防治及强降雨诱发高速滑坡灾害预防具有重要的理论和现实意义。     

利用双多普勒雷达分析对流云垂直运动结构试验

对流云是我国南方地区主要的降水云系, 含有丰富的云水资源, 是南方人工增雨作业的主要对象。为了研究江淮地区对流云发生发展规律, 利用双多普勒雷达反演技术分析了发生在2004年7月31日的一块对流云不同发展阶段的垂直运动结构。对流云在发展阶段以上升气流为主, 底层辐合明显, 结构紧密; 成熟阶段的上升与下沉气流势力相当, 且比发展阶段强盛, 强回波位置下移, 结构较发展阶段松散; 减弱阶段上升和下沉速度均减小, 水平辐散增强。结果表明:反演的不同阶段对流云垂直运动结构合理, 可以利用双多普勒雷达反演技术进行对流云三维运动结构研究。     

济南药山崩塌地质灾害治理方法初探

济南地区的中基性岩体,大面积隐伏分布于济南市北部地带,零星出露为孤峰或丘陵,构成济南地区著名的"齐烟九点"地貌景观。药山为"齐烟九点"之一,地处济南杂岩体的中西部,岩性主要为闪长岩、辉长岩等,块状结构,节理裂隙发育,易球状风化形成临空状危岩体,构成崩塌地质灾害隐患。结合济南药山危岩体组合特征,进行了稳定性计算和分析,提出了不同的治理方案以及具体施工方法和施工顺序,以期达到消除地质灾害隐患的目的,切实保护人民生命财产安全,为类似地区开展地质灾害治理提供参考。     

双锚固段新型锚索锚固性能研究及工程应用

为探究高路堤、深路堑边坡锚固系统耐久性以及锚固效果,研制了一种内外双锚固段新型锚索,从其结构设计、结构特点及锚固机理入手,分析其受力模式与计算方法,并通过室内足尺模型试验分析双锚固段新型锚索锚固效果,试验结果表明,（1）外锚固段有效的起到了双重锚固作用;（2）双锚固段锚索系统能有效避免因锚索失效导致的预应力损失;（3）整个锚固系统能实现反向自锁功能,与传统的锚索比,安全可靠性更高,能有效避免因锚索破坏突发灾难性的安全事故,长期性价比高;（4）工程实例验证石炭系岩关组砂岩、泥岩及深灰色灰岩呈互层地层外固段长度不少于8 m,才能有效地避免外锚头失效自由段预应力不损失。试验结果对正确分析双锚固段新型锚索加固作用机制和工程设计应用具有一定的参考价值。     

新疆北山地区罗东镁铁质-超镁铁质层状岩体岩石成因

罗东镁铁质-超镁铁质岩体位于塔里木板块东北部的新疆北山地区,岩体平面形态为眼球状,出露面积约2.1 km2.由纯橄岩、单辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、方辉辉石岩、橄长岩、橄榄辉长岩、辉长岩、苏长辉长岩和淡色辉长岩组成,堆晶结构和堆晶韵律发育,属于层状岩体.岩浆演化过程中主要分离结晶/堆晶相是橄榄石和单斜辉石,此...     

云南白牛厂银多金属矿水文地质特征及其水害的预测与防治

云南白牛厂银多金属矿区位于红河与南盘江两大水系分水岭东侧的德厚河水文地质单元的补给区,属红河流域。为确保矿山的安全高效开采,须对矿床的充水通道、充水因素等进行分析。通过对云南白牛厂银多金属矿进行水文地质条件调查,详细分析矿区的水文地质特征,认为矿区充水通道主要为矿区的构造破碎带;矿床充水因素主要为大气降水、地下水、地表水:地下水是矿床充水的主要水源,大气降水与地表水是矿床充水的影响因素;该矿床为顶板和地板直接充水的水文地质条件中等-复杂的岩溶裂隙含水层充水矿床。预测了矿山开采可能会遇到的危险(如雨季发生突水等),提出了防治措施及建议。