DYNAMIC RESOURCES OF RIVER SEDIMENTS

The currently enforced Bulgarian water legislation [the Water Act (1999), the Environmental Protection Act (2002), etc.] requires conducting special studies for accurate assessments of sand and gravel flux along the rivers, prior to the issue of the license for operation of the quarries, where they will be dredged. The activity of a quarry necessitates special investigations because of the large dimensions of the damages inflicted on the environment. Ours studies have shown that there are two types of river reaches, in which abstraction of sand and gravel is performed. The first one refers usually to the plain area river reaches. The other type is mountainous with high rate of sediment load, which consists of coarse solid matter. The “on-the-spot” study on the environmental impact of the sand and gravel dredging has revealed that in the area of the quarry the riverbed cuts into the alluvial sediments to about 6-7 m and this ditch has spread by attenuation at a distance of more than 25 km upstream. Downstream the pit the picture is replicated and at the 8th km a local scour on the riverbed, amounting to more than 1.80-2.00 m, has been measured near the foundation of a massive bridge in the centre of city of Plovdiv. Such assessments of dynamic resources of sand and gravel materials are expected to serve for the purposes of gradual limitation of this activity in river sections close to renewable resources. The amount of sediment load, which may be abstracted in the area of the Orizare quarry in Bulgaria on a yearly basis has been calculated as 6000 m^3/a. It ensures that the resources will not be exhausted and irreversible distortion of the riverbed will be prevented. This is an environmentally safe limit.     

运用实验结果及断裂理论分析研究1996年丽江7级地震孕震过程

通过追踪1996年丽江7级地震的孕震过程,发现其震前30余年前兆性中强地震的发生顺序和迁移特征与前人实验结果相吻合。从断裂理论分析,中强震前兆性地震序列及主震发生的先后顺序由孕震区内断裂构造及断裂端部应力核区内介质的E·γ综合决定。这种运用实验结果和相关理论来分析和研究某些天然地震孕震过程的方式,有可能为地震研究和地震预报尝试一条新途径。     

南水北调中线西四环暗涵工程暗挖施工对环境的影响研究

以南水北调中线北京段西四环暗涵工程为研究背景,通过详细分析在复杂工程环境下进行浅埋暗挖施工对既有工程环境产生的严重影响及关键控制因素,得到有效控制暗挖施工对既有环境影响的措施,如初期支护方案的勘测设计方法、施工控制监测措施、监测控制效果分析检验等。实践证明,既使是在复杂的工程环境下,地下岩土工程开挖影响也可以得到有效控制。     

山西省某高速公路下伏采空区治理工程总结

以山西省祁临高速公路煤矿采空区处治工程Ⅱ标段为例,对煤矿采空区处治工程中的注浆施工顺序、单孔注浆量预测、注浆质量监控等施工环节进行了分析、研究、总结,并提出一些建议,供今后类似工程参考。     

深基坑开挖过程及空间效应影响的数值模拟

结合工程实例,利用FLAC3D有限差分法分析软件对某双排桩深基坑的开挖和支护过程进行模拟,分析了开挖过程中土体位移场的变化规律。研究表明,支护结构和土体的空间受力性状、土与支护结构之间的相互作用以及施工开挖过程等均会对支护结构的受力状态和变形特性产生显著影响。此外,还讨论了双排桩之间土体刚度的变化对位移和沉降的影响,表明适当地增加两排桩之间土体的刚度能有效地减小基坑外侧土体的位移。     

超深上仰孔卸压爆破集中煤柱工艺技术研究

为了防治浅埋近距离煤层群开采时下组煤采出上覆集中倾向煤柱易发生的动力压架灾害,在分析超深孔卸压松动爆破防灾原理基础上,提出了一种超深上仰孔卸压爆破集中煤柱技术,通过理论分析、地面传爆试验及井下工业性试验,解决完善了该技术的3大工艺技术难题：一是利用自主研发的装药装置,解决了超深(最深达110 m)上仰孔(仰角30°)安全快速安装炸药难题;二是根据钻孔爆破裂隙圈半径及煤柱塑性区宽度理论计算结果找到了最佳炮孔布设间距;三是利用地面传爆试验和C-S双液浆凝胶特性试验解决了超长装药段(最长达16 m)炸药安全传爆及炮孔堵塞难题,优化了起爆方法,消除了管道效应,核算了爆破振动安全允许距离,实现了安全、高效封孔。该工艺技术的成功应用表明其具有工程借鉴及推广应用意义。     

不同卸荷速率下矩形巷道变形及声发射特性试验研究

为研究矩形巷道在不同开挖卸荷速率条件下的变形规律和声发射特性,使用水泥砂浆矩形巷道围岩试件进行快、慢速开挖卸荷试验,得到顶板、隅角、帮部围岩的应变特征和声发射(AE)撞击计数、能量、频谱的演化特点。试验结果表明:(1)快速卸荷,应变释放率高,卸荷后变形不稳定;而慢速卸荷,围岩应力充分调整,有利于应变的充分释放,卸荷后变形相对稳定。(2)矩形巷道的快、慢速卸荷,均以顶板和帮部围岩的径向受拉、隅角围岩的切向受压变形为主;随围岩深度增加,卸荷效应的影响逐渐减弱。(3)两种卸荷速率的AE撞击计数和能量演化特征与应变特性形成良好对应,揭示了围岩内部裂隙与损伤随开挖卸荷的发展过程;峰值频率区段变宽和高幅值信号的峰值频率在某一频段增多的现象可看作围岩发生主破裂的前兆信息。(4)快速卸荷,顶板和帮部周边产生大块剥落现象;而慢速卸荷,顶板和帮部周边每隔一段距离产生垂直于隅角的贯通裂缝,碎胀现象明显但未脱落;两者的隅角围岩破坏程度均较小。     

三轴作用下的小型围岩试件在开挖卸荷过程中的声发射特征

为了获得巷道围岩开挖卸荷过程中的声发射特征与开挖卸荷状态之间的关系,使用水泥砂浆厚壁圆筒围岩试样,开展开挖卸荷条件下3种不同卸荷速度的声发射试验研究。利用自主研发的小型巷道围岩开挖卸荷模型试验系统,声发射系统及变形监测系统采集试样卸荷过程中的声发射时频信号及变形信息,并对声发射b值进行研究。研究发现：（1）试验过程具有4个特征阶段：加载段―维持段Ⅰ―卸荷段―维持段Ⅱ,这4个阶段与振铃累计曲线有良好对应关系。（2）加载段,高频高幅信号较多,分布范围广,试样内部原始裂隙在三向应力作用下压密明显;维持段Ⅰ,高频高幅信号明显减小,分布范围变窄,试样三向持续压密,变形微小;卸荷段,高、低频信号增多,幅度增加,应变率较高,变形增加速度快,卸荷对试样内侧影响效应更显著;维持段Ⅱ,较慢速卸荷的高幅信号持续增多,内外侧以较低应变率持续产生变形。（3）卸荷速度越大,卸荷段振铃累计曲线出现“陡升”的幅度越高,维持段Ⅱ“陡升”出现越早,幅度越小。（4）卸荷速度增大,b值整体量值减小且越趋于小波幅平稳变化,相对声发射大事件占比提高,破裂尺度更大。     

典型稀土矿区周边土壤中稀土元素含量及赋存形态研究

研究不同类型稀土矿区周边土壤中稀土元素(REE)的含量与形态特征,可为矿区周边污染环境治理提供理论支持与科学建议。本文采用欧盟BCR顺序提取法、电感耦合等离子体质谱测定的方法,对内蒙古白云鄂博稀土尾矿区和江西赣南稀土矿区周边6个土壤样品中15种稀土元素进行了含量及形态分析测定。结果表明:矿区周边土壤中稀土元素总量约为264～15955μg/g,明显高于全国土壤背景值(186μg/g),白云鄂博尾矿区周边土壤富集轻稀土元素,稀土元素主要以残渣态富集,占总含量的64.0%～89.4%,生物有效性较低,对环境影响较小;赣南矿区周边土壤富集重稀土元素,稀土元素的主要存在形式是弱酸提取态和可还原态,占总含量的70%以上,易发生迁移转化及对周边环境造成污染。土壤中稀土元素的形态分布与pH值有显著相关性,随着土壤pH值的降低,稀土元素的弱酸提取态含量不断升高,残渣态含量不断降低。     

再论岩质高边坡稳定性分析方法

岩质高边坡稳定性分析是岩土工程中经典的研究课题,其假定不同,分析方法就不同。从现有稳定性分析方法中存在的问题入手,指出其存在的优劣性,在刚体极限平衡和有限元等传统边坡稳定性分析方法的基础上,提出了用有限单元法直接求解边坡稳定性。该方法的思路是用潜在滑动面上在开挖、支护完成后尚未发生滑动的所有滑面单元模拟边坡在各工况下的真实应力场和变形场,根据这个真实应力场直接计算边坡安全系数。结合现场即时监测手段和计算机仿真技术可逐步模拟边坡在分步开挖期间的稳定性。算例分析表明,该方法完善了刚体极限平衡法的不足,克服了强度折减法强度参数c、?值折减比例的难题,弥补了超载法力学方向不明确的缺陷。计算所得的边坡安全系数和稳定状态与工程实际相当接近,表明提出的方法是可靠有效的新方法,为复杂岩质边坡稳定性分析提供了新的思路和途径。