Numerical prediction of blast‐induced stress wave from large‐scale underground explosion

This paper presents a numerical model for predicting the dynamic response of rock mass subjected to large‐scale underground explosion. The model is calibrated against data obtained from large‐scale field tests. The Hugoniot equation of state for rock mass is adopted to calculate the pressure as a function of mass density. A piecewise linear Drucker–Prager strength criterion including the strain rate effect is employed to model the rock mass behaviour subjected to blast loading. A double scalar damage model accounting for both the compression and tension damage is introduced to simulate the damage zone around the charge chamber caused by blast loading. The model is incorporated into Autodyn3D through its user subroutines. The numerical model is then used to predict the dynamic response of rock mass, in terms of the peak particle velocity (PPV) and peak particle acceleration (PPA) attenuation laws, the damage zone, the particle velocity time histories and their frequency contents for large‐scale underground explosion tests. The computed results are found in good agreement with the field measured data; hence, the proposed model is proven to be adequate for simulating the dynamic response of rock mass subjected to large‐scale underground explosion. Extended numerical analyses indicate that, apart from the charge loading density, the stress wave intensity is also affected, but to a lesser extent, by the charge weight and the charge chamber geometry for large‐scale underground explosions. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于复模态的有限元模型修正算法

针对地下结构地震响应分析中无限地基辐射阻尼问题，引入复模态情况下的具有非简化的堆积阻尼矩阵的阻尼模型，并针对具有集中质量阵的阻尼模型提出了合并与质量有关的阻尼和堆积阻尼的思想，并据此提出了一种修正此类有限元模型的两步法，首先从复模态参数中提取实模态参数，采用基于模态残余力的识别算法修正刚度矩阵，然后根据复模态参数和已得的刚度矩阵来识别阻尼模型中的刚度参与系数和质量阻尼堆积阻尼联合矩阵。     

城市地下空间开发利用容量评估的基础研究

该文探讨了城市地下空间开发利用容量评估的必要性,容量评估研究的基本内容及其关键技术。指出当前城市地下空间容量评估基础研究包括指标体系、评估模型、评估平台与评估示范四方面。城市地下空间容量评估研究不仅有利于城市地下空间的合理利用和有序开发,也有利于引导城市地面设施的合理布局与科学规划,对保障现代城市的可持续发展具有重要意义。     

上海市地下商业空间使用权估价及空间分异

目前的土地估价不仅很少考虑地下空间价值,而且缺乏相对成熟的地下空间估价体系和方法。首先结合成本法、收益还原法及楼层效用比法,建立地下空间使用权价格评估模型。然后,分析了地下空间使用权价值的主要影响因素,发现区位、交通、商业经营等因素显著影响地下商业空间的效用;指出为了提高估价的准确性,地下商业空间效用应该分级、分类设置,而不能笼统地确定为同一水平,并据此测算出上海市地下空间使用权地价分配率。基于所构建的评估模型,以上海市地下商业空间为例,通过克里金内插法,廓清了上海市地下空间使用权价格的空间分布状况;最后,从典型购物中心、市级商业中心和全市商业用地成交地块三个维度,探讨上海市地下商业空间使用权价格的空间分异特征。结果表明：① 上海市地下空间使用权价格空间分布与地上土地使用权价格分布规律基本一致,并由市中心向郊区递减;② 地下商业空间使用权价格对地下轨道交通具有较强的依赖性;③ 与地上商业空间使用权价格分布相比,地下商业空间使用权价格分布的集聚性特征更明显。     

Neutron background in large-scale xenon detectors for dark matter searches

Simulations of the neutron background for future large-scale particle dark matter detectors are presented. Neutrons were generated in rock and detector elements via spontaneous fission and (α,n) reactions, and by cosmic-ray muons. The simulation techniques and results are discussed in the context of the expected sensitivity of a generic liquid xenon dark matter detector. Methods of neutron background suppression are investigated. A sensitivity of 10⁻⁹–10⁻¹⁰ pb to WIMP-nucleon interactions can be achieved by a tonne-scale detector.     

哈达贺休盐湖卤水氢氧同位素特征及成因分析

内蒙古哈达贺休盐湖蕴藏着较为丰富的地下卤水资源,但人们对其成因和演化机制尚缺乏充分的认识。本文采用稳定同位素方法,研究了哈达贺休盐湖地下卤水及其周边水体的氢氧同位素组成特征,并对卤水的成因进行了分析。结果表明：哈达贺休盐湖地下卤水的?D和?18O值平均值分别为-0.53 ‰和4.01 ‰,黑河河水的?D和?18O值平均值分别为-36.73 ‰和-5.51 ‰,居延海湖水的?D和?18O值平均值分别为1.26 ‰和2.73 ‰,当地大气降水的?D和?18O值平均值分别为-5.30 ‰和-1.20 ‰。研究区水体的蒸发趋势线方程为δD=5.32δ18O-20.08,该蒸发线偏离全球大气降水线。黑河河水的氘盈余值（d）最大,湖水和地下卤水的最小,而且湖水和卤水的d值与TDS呈负相关关系。偏正的?D和?18O值以及较小的d值,表明研究区卤水经历了强烈的蒸发,同时还存在与含氧类矿物的同位素交换反应。卤水和居延海湖水氢氧同位素值分布比较集中并且接近,二者都由黑河河水演化而来。     

2016年度呼图壁地下天然储气库对周缘微地震活动性的影响

呼图壁储气库是中国目前存储量最大的天然气储气库,位于新疆准噶尔盆地南缘,北天山山前坳陷带内的呼图壁背斜上.储气库靠近百万人口大城市乌鲁木齐,气库的注放气活动对其周缘地震活动的长期影响是事关生产和生活的重要安全问题.本文以呼图壁储气库为中心,在86.5°E—87.5°E,43.5°N—44.5°N的范围内,基于新疆维吾尔自治区地震局在该区域建立的密集流动台阵数据,应用模板匹配滤波技术对2016年全年的波形数据进行搜索识别,检测到遗漏地震事件151个,完善扩充了原有地震目录,使得该区域完备震级由1.1降到约0.7.通过分析新目录中404个地震的时空分布规律,我们发现2016年,即气库建成第三年以后,储气库的气压变化依然会影响周缘地区的地震活动.当储气库的气压增大到超过约22 MPa的阈值后,较小的气压波动也会导致该区域地震活动性明显增强;气压变化对距储气库中心最远约40 km范围内区域的地震活动存在较为明显的影响.

     

基于城市规划的城市地下空间开发适宜性评价探讨

随着城市化进程的持续推进,城市地下空间开发利用的重要性日益凸显。但各城市地下空间资源开发存在盲目性,未能与城市规划要求充分对接,亟须构建面向城市地下空间开发的适宜性评价体系。本文阐述了城市规划与地下空间开发间的关系,提出在城市规划指导下进行地下空间开发的重要性。针对不同的城市类型,需要采取针对性的探测技术,评价地质、环境、资源和技术经济等方面,并根据评价结果划分开发适宜性等级。研究认为,在城市规划指导下,运用开发适宜性评价体系,可以实现地下空间的有序可持续利用。     

浅层高分辨率反射地震试验研究：以雄安新区第四系为例

雄安新区城市规划建设对地下空间的高精度勘探提出了高要求,作为具有高分辨率的地面物探方法,反射波地震勘探技术具有良好应用前景。本文探究了厚覆盖区条件下的高精度有效反射地震探测技术,并利用反射纵波技术在雄安新区进行提高浅层分辨率的地震勘探方法试验。根据实际探测目标,通过对比分析不同检波器、震源类型、道距大小及接收排列长度等不同采集因素试验效果,探究已有条件下适宜的震源类型和最佳采集参数。结合实际资料处理和分层解释,试验研究表明,采用高频检波器、选择可控震源激发效果最佳,针对试验目标,结合小道距、适当排列接收等措施,可有效提高厚覆盖区50~300 m深度内反射纵波地震勘探的纵向分辨率,试验获得了丰富的有效波组信息,为内部地层精细划分和解释提供了依据。该方法可为类似环境下城市地下空间的精细探测提供有益参考借鉴。     

露天转井工采场及其覆岩采动响应特征研究

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿为依托背景,借助数字照相量测技术,通过相似材料模拟试验,对20与50两种矿体倾角赋存下,露转井工后,井下采场及其上覆岩层的位移与应力响应特征及动态演化过程进行了系统研究。结果表明：（1）地下采场围岩及覆岩的变形演化过程可划分为局部小范围微动、线性持续增大以及整体非线性剧烈垮塌3个阶段;（2）矿体倾角由20增至50后,边坡与地下采场围岩及覆岩的变形整体趋缓,采动影响范围小幅度缩减,沉降曲线则由非对称槽型变为碗型;（3）采场矿柱回收过程中,地下采场围岩及覆岩发生突发性失稳,呈现出明显的多米诺骨牌效应。相关研究结论可为矿山露天转地下开采后地压管理与边坡维护提供一定的理论参考。