软岩隧道大变形环向让压支护机制研究

传统锚喷支护不能满足软岩隧道变形控制的要求，让压支护成为控制变形的重要手段。环向让压支护是在隧道环向设置让压装置，实现支护结构刚?柔?刚的特性。从隧道开挖?支护过程中能量转化的角度，阐明了环向让压支护的原理，运用结构力学的解析法分析影响支护结构变形的主要因素，利用有限元软件ABAQUS比较分析传统支护与环向让压支护力学特点。得出如下结论：初期支护属于典型的压弯构件，环向让压支护通过环向压力使得让压装置屈曲，与支护结构的内力相一致，既能实现一定的支护阻力，又通过周长的缩短调整围岩应力和围岩压力；环向让压装置应设置在弯曲应力较小处，并确保其抗剪切的刚度和承载力，应具备“强剪弱压”的特点；环向让压支护具有刚?柔?刚的力学特性，可以实现与高地应力软岩的流变特性相适应。     

四川茂县周场坪深层滑坡滑带土环剪试验强度研究

位于四川省茂县岷江左岸的周场坪滑坡为一大型深层蠕滑型古滑坡,其曾于1982年发生大规模快速复活并堰塞岷江。根据现场地质调查和工程地质钻探资料分析,该滑坡目前正处于深层蠕滑变形中,且降雨对滑坡变形速率具有重要影响。滑坡滑动速率和含水率对滑带土的力学强度特性,以及滑坡的变形和进一步破坏具有极大影响,为研究含水率和滑坡滑动速率对周场坪滑坡滑带土力学强度的影响,本文在滑带土基本物性测试分析基础上,开展了不同含水率(8%、15%和25%)和不同剪切速率(0.1 mm·min-1、5 mm·min-1和100 mm·min-1)的滑带土环剪试验。试验结果表明:在长距离剪切条件下,滑带土的抗剪强度随着含水率的增加而降低,且高含水率条件下强度降低幅度更大;随着剪切速率的增加,试样应变软化现象更加明显,其峰值强度和残余强度一般先增大后减小;由峰值强度和残余强度线性拟合的强度参数内摩擦角随剪切速率的增加则先增大后减小。研究认为在强降雨条件下,高含水率的条件使滑带土抗剪强度显著降低,易导致周场坪滑坡蠕滑加速,加快的滑动速率会再次降低滑带土的抗剪强度,从而导致滑坡发生周期性蠕滑,并可能再次发生整体复活堵塞岷江。     

多随机因素作用下储气库套管运行期安全性分析

套管是地下储气库运行过程中的薄弱环节,各随机因素的变化会对套管系统安全性产生较大的影响。以三维套管-水泥环-围岩系统为研究对象,考虑几何尺寸、荷载、材料特性等多因素的随机特性,基于蒙特卡罗法对储气库运行期套管系统的失效概率及敏感性因素进行分析,通过与地质模型试验结果进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明,各随机因素对套管系统可靠性的影响程度不同,其中套管厚度、套管内径、工作内压、水泥环厚度为高敏感性因素,且各因素的影响效果不同,在工程中可采取不同措施提高系统可靠性;采气阶段,根据储气库腔体应力状态和体积变形规律确定的最大采气降压速率不会影响套管系统的安全性。     

大理岩单轴压缩时滞性破坏的试验研究

在深埋地下岩石工程开挖过程中,岩爆是多发的工程灾害,且大多表现出明显的时滞性,即大部分岩爆并不是随开挖而即时发生,而是会滞后开挖一段时间。针对深埋地下岩石工程围岩发生时滞性岩爆的实际应力特征,开展了锦屏二级水电站大理岩单轴压缩时滞性破坏试验研究。试验结果表明：在应力峰值前的长时间单轴压缩作用下,硬脆性大理岩的破坏表现出明显的时滞性;大理岩岩样在时滞性压缩破坏过程中会产生大量的竖向裂纹,破坏时会产生大量的片状破裂碎屑;岩样发生时滞性破坏时的环向应变不仅大于自身的轴向应变,而且也大于其常规单轴压缩破坏时的环向应变;当环向应变接近或超过轴向应变时,大理岩发生剧烈脆性破坏的可能性将明显提高。研究结论对于深入认识岩爆的时滞性机制以及建立时滞性岩爆的预测方法具有重要的意义和启示。     

特深孔地质岩心钻探钻孔口径及管柱规格研究

针对5000 m地质岩心钻探基础准则与依据缺失,油气钻井与岩心钻探工艺及装备差异大等问题,本文梳理分析了国内外深部地质岩心钻探口径系列及管柱规格,厘定了基本外界条件及相互关联要求,开展了特深孔岩心钻探环空水力学计算与绳索取心钻杆的等强度设计,初步构建了以绳索取心钻进工艺为主体的5000 m特深孔钻探口径系列与钻（套）管柱规格。     

吉林延边地区月山洞闪长岩岩体年代学、岩石地球化学及其地质意义

月山洞岩体位于吉林省延边地区,大地构造位置位于龙岗地块与吉黑造山带的交界处,岩性主要为闪长岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,月山洞岩体样品P₃B_6-2加权平均年龄为178.4±1.2 Ma,表明其岩体侵位时代为早侏罗世晚期.岩石地球化学特征上,月山洞岩体具有高Al富Na的特点,样品的Na₂O、K₂O、Al₂O₃、CaO、MgO、FeO_t、P₂O₅和TiO₂与SiO₂均呈明显的线性关系,表明在成岩过程中存在着辉石、磷灰石、磁铁矿等矿物的分离结晶作用.月山洞样品稀土含量中等,具有轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损的特点,且δEu值为0.67~1.04,显示出微弱的Eu负异常到微弱的正Eu异常.月山洞岩体亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素,富集Cs、Rb、Ba和K等大离子亲石元素.其Nb/Ta、La/Nb和Th/Nb比值介于地壳和地幔平均值之间,显示了月山洞岩体岩浆具有壳幔混源的特点.结合月山洞岩体岩石地球化学特点和区域构造背景,认为该岩体构造背景应受到了太平洋板块俯冲的影响,同时也可能受到了古亚洲洋闭合后南北大陆持续碰撞的叠加影响.     

虚拟水战略新论

根据在我国干旱区的实践, 更新了对虚拟水战略的解释.首先, 辨析Allan虚拟水战略具有的局限性, 在此基础上采用扩展的分析框架, 重新定义了虚拟水战略: 贫水地区为了实现水安全, 提高生活质量, 充分利用各种社会资源, 打通优化配置水资源(实体水+虚拟水)渠道的一个过程; 然后, 阐述了实施虚拟水战略的关键是要找到发展二、 三产业的具体途径--即在更大的范围内形成正反馈环.最后, 结合生态经济的实践, 论证了甘肃河西干旱区张掖市当前采取的生态经济之路就是在实施虚拟水战略.     

环杭州湾城市群土地利用的空间冲突与复杂性

土地利用的空间冲突与复杂性研究可为土地利用空间管控提供理论依据和实践支撑。以环杭州湾城市群1990年、2000年、2008年和2013年四期遥感影像为例,分析土地利用系统复杂性、脆弱性及动态性,计算空间冲突综合指数。结果表明：土地利用空间冲突等级表现为一般冲突>中度冲突>轻度冲突>重度冲突;空间冲突的空间格局呈现团状、块状及带状聚集模式分布,具有明显的梯度特征;随着时间的推移,空间冲突的空间自相关性减弱,并具有明显的边缘效应。研究区土地利用空间冲突表现为均衡→打破原有均衡→出现空间自相关→出现空间趋势→形成空间自组织的演变规律。土地利用空间冲突从多核心向单核心模式发展,区域发展水平较高且发展趋于均衡。     

广西岩溶区某地下河系统多种介质中多环芳烃的分布特征

为了研究岩溶地下河系统内多种介质中多环芳烃(PAHs)的浓度、组成和分布特征,以广西某典型岩溶地下河为例,利用2013-2014年同期的空气、地下河水、沉积物和土壤样品测试数据,对不同环境介质中16种多环芳烃(PAHs)的浓度、组成和分布特征进行对比分析。结果表明,空气和地下河水以2~3环PAHs为主,其中空气的2~3环PAHs比例为71.66%,地下河水的2~3环PAHs比例为54.84%;沉积物和土壤以4~6环PAHs为主,其中沉积物的4~6环PAHs比例为54.26%,土壤的4~6环PAHs比例为65.06%;环境介质中PAHs的浓度变化为：上游<中游<下游,这与污染源排放、吸附作用等相关;同一区域不同介质的2~3环PAHs百分比为：地下河水>沉积物>土壤,而4~6环PAHs百分比则相反。