基于快速应力释放的深埋隧洞岩爆防治对策研究

大型地下工程开挖中,高地应力环境下高储能脆性岩体通常会通过脆性破裂快速释放应变能而产生岩爆。岩爆作为常见的一类动力失稳地质灾害现象,极大地威胁着现场施工人员和设备的安全。作为雅砻江锦屏二级水电站的主要工程,千米级埋深的引水隧洞也面临高地应力下硬岩岩爆问题。针对锦屏二级引水隧洞岩爆的特点,提出采用快速应力释放的方法防治岩爆,并采用数值模拟的方法优选了倾斜辐射爆破孔方案。数值模拟结果表明：该方法能使岩体内的初始应力快速卸荷,同时使应力集中区向岩体深部转移。通过在锦屏二级引水隧洞工程中的试验与运用,采用声波测试法对实施快速应力释放方案的效果进行检验,验证了快速应力释放方法防治岩爆的有效性。研究成果为解决类似工程岩爆防治问题提供了理论依据和借鉴。     

Wind-tunnel Modelling of Dispersion from a Scalar Area Source in Urban-Like Roughness

A wind-tunnel study was conducted to investigate ventilation of scalars from urban-like geometries at neighbourhood scale by exploring two different geometries a uniform height roughness and a non-uniform height roughness, both with an equal plan and frontal density of λ _p = λ _f = 25%. In both configurations a sub-unit of the idealized urban surface was coated with a thin layer of naphthalene to represent area sources. The naphthalene sublimation method was used to measure directly total area-averaged transport of scalars out of the complex geometries. At the same time, naphthalene vapour concentrations controlled by the turbulent fluxes were detected using a fast Flame Ionisation Detection (FID) technique. This paper describes the novel use of a naphthalene coated surface as an area source in dispersion studies. Particular emphasis was also given to testing whether the concentration measurements were independent of Reynolds number. For low wind speeds, transfer from the naphthalene surface is determined by a combination of forced and natural convection. Compared with a propane point source release, a 25% higher free stream velocity was needed for the naphthalene area source to yield Reynolds-number-independent concentration fields. Ventilation transfer coefficients w _T /U derived from the naphthalene sublimation method showed that, whilst there was enhanced vertical momentum exchange due to obstacle height variability, advection was reduced and dispersion from the source area was not enhanced. Thus, the height variability of a canopy is an important parameter when generalising urban dispersion. Fine resolution concentration measurements in the canopy showed the effect of height variability on dispersion at street scale. Rapid vertical transport in the wake of individual high-rise obstacles was found to generate elevated point-like sources. A Gaussian plume model was used to analyse differences in the downstream plumes. Intensified lateral and vertical plume spread and plume dilution with height was found for the non-uniform height roughness.     

用于研究冰雪晶生长的小型垂直过冷云风洞系统

研制了一个新的小型垂直过冷云风洞及其测试系统,实现了风、温数据自动采集,风洞内含水量测量方便易行.实验测量了温度-5—-18℃、含水量0.5—3.0g/m~3范围内冰雪晶生长的习性、下落速度、线性尺度增长率等诸参数.     

超声测风传感器在回路风洞中的测试

超声测风仪因启动风速小、无转动部件、不破坏风场、测量精度高等特点,适用于多种行业的测风需求。超声波测风的相关检定规程当前在国内尚未正式制定。本文借鉴风杯检定规程所选择的风速测试点,在HDF-720低速回路风洞中,对超声测风仪在不同角度下进行了测试数据统计分析。结果表明:超声测风仪可以安装在工作段面较大的风洞中进行测试,由于超声探头存在阴影效应,对于同一风速,不同角度上的测量结果稍有差异,而且不同风速对应的差异也不同。利用超声测风仪进行风速实时测量时,必须结合上述测试分析,按照超声传感器的安装角度,对测量值进行相应修正。     

隧道地质超前预报研究进展

隧道地质超前预报是工程地球物理研究中的疑难问题之一。目前应用的工程地质推断、地质雷达探测是、反射地震负视速度法、TSP和TRT技术有一定的效果,但在目标判别、定位和岩体工程分类的可靠性方面还需要改进。     

临近既有地铁车站的基坑变形性状研究

通过36组二维有限元数值模拟,研究了不同参数（基坑与地铁车站距离D,基坑开挖深度 ）组合下临近既有地铁车站的基坑变形性状,并与邻近无车站时的基坑变形性状进行对比分析。研究结果表明：（1）当邻近存在地铁车站时,靠近车站一侧的地下连续墙最大侧移量减小,另一侧的地下连续墙最大侧移量增加;（2）当基坑开挖深度接近或超过地铁车站底板埋深时,车站对远离车站侧的基坑墙后地表沉降的影响显著,但不明显改变地表沉降影响范围和最大沉降值位置;（3）D较小时,随着 的增大,地铁车站的“遮拦效应”越来越显著。而当D逐渐增大时, 对地铁车站“遮拦效应”的影响逐渐减弱。（4）地铁车站的存在与否对基坑远离车站侧最大地表沉降和最大地下连续墙侧移的比值（δevm / δehm）几乎没有影响,并且,该值受D与 的影响较小。     

宁波地铁试验段深基坑施工技术研究

针对宁波地铁1号线试验段福庆北路站基坑开挖面积大、围护类删多、支撑形式多样、歼挖深度深、绵构彤式复杂等特点,通过对其深基坑施工技术进行研究,并对其基坑在开挖过程中的监测数据进行变形分析,总结出可供宁波市其他同类型地铁车站及深基坑施工借攀和参考的经验。     

高速铁路膏溶角砾岩深埋隧道支护荷载确定方法

合理的支护荷载确定方法是膏溶角砾岩深埋隧道设计和施工过程中的关键科学问题。以石太客运专线太行山隧道累计穿越4 410 m膏溶角砾岩地层为依托,通过现场支护荷载量测试验,统计得到初支围岩压力和二衬接触压力。采用泰沙基理论、比尔鲍曼理论、谢家烋理论、铁路隧道设计规范和普氏理论共5种方法分别计算围岩压力,并与现场实测值相比较。结果表明：围岩压力以竖向为主,泰沙基理论值与现场实测统计值最为接近;围岩压力在竖向、水平分布模式不同于传统计算方法,推荐竖向压力采用双峰型或均匀分布,水平压力采用折线型分布;初支和二次衬砌共同承担荷载,二衬分担比例为50.1%。研究成果可为高速铁路膏溶角砾岩以及类似地质条件深埋隧道修建提供参考。     

基于监控量测数据的隧道失稳分析

利用监控量测数据,结合灰色理论建立隧道洞身位移变形系统。采用尖点突变分析方法,对开挖过程中初支结构的稳定性进行分析,建立隧道塌方预测模型。通过杜家山隧道发生的塌方事故与预测模型进行验证,得出塌方预测结果与实际情况相吻合;说明建立的隧道塌方预测模型是有效的,可以用来指导该类隧道的施工。     

锰氧化物和氢氧化物中的孔道结构矿物及其环境属性

运用晶体化学理论，通过矿物孔道结构的基本概念，描述软锰矿、拉锰矿、恩苏塔锰矿、锰钡矿、锰钾矿、锰铅矿、水锰矿、斜方水锰矿、钡硬锰矿和钙锰矿等矿物的孔道结构特征。总结出孔道结构锰氧化物和氢氧化物矿物在环境修复和治理中的吸附效应、孔道效应、催化效应、氧化还原效应以及纳米效应，并展望孔道结构锰氧化物和氢氧化物矿物在环境属性开发领域的应用前景。