基于BP神经网络反演分析的隧道塌方机理研究          下载免费PDF全文

陈航  张贝贝  旷华江  肖丽娜 《水文地质工程地质》2023,(3):149-158

岩溶区隧道在施工过程中易发生崩塌,针对力学方面的隧道塌方机理分析较多,而针对岩溶软弱破碎带等地层方面的隧道塌方机理研究分析较少。为保证隧道施工的安全性、经济性和可行性,掌握隧道施工中的塌方机理非常有必要。依托贵州某岩溶破碎地层隧道在开挖过程中发生的坍塌现象,结合隧道的监测数据,运用BP神经网络的构建原理,对隧道的地层参数进行反演。将反演土体力学参数输入到FLAC3D有限元软件构建的不同施工方法模型中,对典型断面的崩塌破坏机制和风险进行判断和分析。结果表明：施工方法对隧道开挖的稳定性影响较大,针对围岩等级为Ⅴ级的隧道,采用三台阶七步法和单侧壁导坑法施工较安全,隧道塌方与隧道双向同时开挖没有关系;反演所得的隧道拱顶位移预测值为2.3 cm,地表位移预测值为1.2 cm,与监测数据偏差13%左右,反演结果具有一定的可信度。研究结果对岩溶区软弱破碎地层断面隧道公路建设具有重要指导意义。  相似文献   

爆破扰动下TBM隧洞时滞型岩爆特征及影响机制研究          下载免费PDF全文

全永威  王军  熊永润  姚志宾  张宇  胡磊 《水文地质工程地质》2023,50(1):94-103

时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机（TBM）引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K54+700段发生的5次时滞型岩爆,发现：（1）强烈岩爆和中等岩爆区位于缓倾断层附近,围岩发育短小隐节理和含充填的细密节理,轻微岩爆距断层远或位于正断层附近,除含充填的细密节理外,均至少发育1条含充填物的倾向SW的陡倾结构面;（2）TBM法开挖隧洞时滞型岩爆滞后爆破时间更长,滞后工作面距离更远,且爆破对TBM隧洞的扰动作用相对较小;（3）爆破扰动使得潜在时滞型岩爆区围岩失稳变得容易,从而加速了时滞型岩爆的进程。研究成果可为TBM隧洞时滞型岩爆的预警与防控提供参考。  相似文献   

沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力影响研究     

冯忠居  王思琦  王溪清  王泽国  潘放  成圆梦  李军 《岩土力学》2023,44(1):119-130

沟谷地形下高填方涵洞土压力分布规律较为复杂,不同沟谷地形下涵周土压力分布规律与上埋式涵洞差异显著。为探明沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力的影响,采用离心模型试验与数值模拟方法,建立了地形-涵洞-填土的相互作用模型,分析了不同沟谷宽度B、沟谷坡度α下的拱涵涵周土压力及涵顶土压集中系数Ks的分布规律,并与最新涵洞设计规范进行了对比,阐述了沟谷地形下高填方拱涵土压力形成机制。研究表明：（1）沟谷宽度B对涵顶土压力集中系数Ks影响显著,沟谷宽度B为4D～6D,D为拱涵的净跨径,涵顶土压力集中系数Ks增幅较大;（2）沟谷宽度B小于4D时,可发挥沟谷地形对涵洞的减载作用;（3）沟谷坡度α在45°～60°时,涵顶土压力及其Ks变化最显著;（4）填土高度为20m,α>70°时,Ks≤1。填土高度为40m,α>50°时,Ks≤1;(5)我国最新涵洞设计规范推荐的Ks与离心模型试验、数值模拟规律存在一定差异,当α=45°时,沟谷宽度B较小时,规范的涵顶土压力集中系数Ks较为保守;（6）沟谷地形下高填方拱涵Ks与拱顶压密区、等压面的形成有关。拱顶压密区可引起拱涵涵顶土压力集中,并引起压密区周边土体...  相似文献   

南宁膨胀土持水性能的温度效应及微观机制     

曾召田  崔哲旗  孙德安  姚志  潘斌 《岩土力学》2023,(8):2177-2185

采用蒸汽平衡法测定了4种温度(T=5、25、40、60℃)条件下Whatman No.42滤纸的率定曲线,建立了考虑温度影响的双线性率定曲线方程,发现滤纸的持水性能随温度升高而降低,且温度对率定曲线高吸力段滤纸持水性能的影响要弱于低吸力段。在此基础上,以南宁膨胀土为研究对象,使用滤纸法测定了不同温度作用下膨胀土试样的土-水特征曲线。试验结果表明,随着温度的升高,膨胀土持水性能下降,但温度的影响幅度会随着吸力的增大而减弱,当基质吸力达到40MPa时,不同温度下试样的体积含水率并没有明显变化,即此时温度对膨胀土的持水性能变化几乎无影响。为解释上述宏观现象,选取部分试样进行了压汞试验和吸附结合水试验,并根据试验结果从土体中各相及各相界面相互耦合作用的物理机制角度阐述了南宁膨胀土持水性能的温度效应及微观机制。  相似文献   

三峡库区降雨型滑坡入渗特征及变形机制——基于一维和二维模型试验研究     

王力  南芳芸  王世梅  陈勇  李小伟  范志宏  陈玙珊 《岩土力学》2023,(5):1363-1374

强降雨诱发古滑坡的浅层变形是三峡库区最为严重的地质灾害,因此,探索暴雨作用下滑坡土体的入渗规律及其浅层变形机制具有重要的研究意义。以三峡库区的降雨型滑坡为研究对象,统计了降雨型滑坡土体的渗透特性分布特征,考虑强降雨作用,分别开展一维土柱入渗试验和二维滑坡模型试验,研究了不同降雨强度条件下滑坡土体的入渗特征以及对应的滑坡浅层变形机制。降雨入渗试验结果表明：降雨入渗土体的速度取决于降雨强度与土体渗透系数的相对大小,当降雨强度小于或等于土体渗透系数时,入渗能力随降雨强度增大而增大。当降雨强度大于土体渗透系数时,入渗能力反而随之减小。模型试验结果表明：强降雨入渗时,会造成地表土体暂态饱和,表层土体以下非饱和区内的气体被暂态封闭并受到表层孔隙水压力作用而压缩,导致孔隙气压力随降雨入渗迅速增大。对于三峡库区的降雨型滑坡,短时的暴雨会产生瞬态饱和区。封闭气体,这也是影响强降雨入渗能力的主要原因;同时封闭气体传递水压使得浅层土体的孔隙水压力骤增,这也是许多滑坡发生浅层变形和破坏的主要原因。  相似文献   

复合型早强土壤固化剂固化淤泥强度特性研究     

龙开荃  方祥位  申春妮  张熙晨  王明明 《岩土力学》2023,(S1):309-318

淤泥是一种工程性质极差且难以快速固化的土体,通过无侧向抗压强度试验、固结排水三轴剪切试验、微观测试和压汞试验等研究了复合型早强土壤固化剂（composite rapid soil stabilizer,CRSS）固化淤泥的强度发展规律和固化剂掺量对强度的影响,初步探讨了强度增长的微观机制。研究结果表明：CRSS固化淤泥强度随养护龄期呈对数发展规律提高,早期强度发展迅速,养护1 h无侧限抗压强度即可达到3 MPa;随固化剂掺量增加,固化淤泥三轴剪切应力-应变曲线由应变硬化型逐渐向应变软化型发展,破坏偏应力和黏聚力呈线性增大。微观结构表明固化剂水化产物可胶结土颗粒、填充土体孔隙,增强土体整体性;压汞试验结果则进一步通过最可几孔径的联系揭示了固化淤泥黏聚力随固化剂掺量增大而线性增大的机制。CRSS固化淤泥具有显著快硬高强优势,可为抢险救灾、应急道路抢通等淤泥快速固化应用提供理论基础。  相似文献   

黔西南架底金矿床载金黄铁矿成矿物质来源和成矿机制探讨:来自原位硫同位素的证据     

何虎军  田冲  张文高  杨兴科 《大地构造与成矿学》2023,(4):791-800

架底金矿床是黔西南玄武岩分布地区较为典型的金矿床之一,该矿床载金黄铁矿普遍具有环带结构,显示出多期次、多来源的特征,对成矿物质来源和矿床成因研究提出挑战。本文基于野外认识和室内显微镜下的观察,将不同形态的黄铁矿划分为三个期次:(1)成矿前的黄铁矿为草莓状黄铁矿,是沉积期黄铁矿的典型代表;(2)成矿期的黄铁矿有两种:一种呈自形-半自形,粒径较大,几十微米到100μm不等,核部有较多的裂隙发育,背散射图像显示核部周围发育有环带,通常呈脉状产出;另一种为均质结构的细粒五角十二面体的黄铁矿,粒径大约都在50μm左右,无环带结构;(3)成矿期后的黄铁矿颗粒较大,多为立方体和不规则状产出,同样也发育有环带结构。在此基础上,利用LA-MC-ICP-MS分析方法对不同期次的黄铁矿进行原位S同位素测试,结果显示:成矿前无环带黄铁矿δ³⁴S的值为-23.47‰～-19.76‰,表现为较大的负值,显示沉积硫的特征;成矿期的环带黄铁矿以及同期均质五角十二面体黄铁矿的δ³⁴S值为-1.39‰～4.45‰;成矿期后的环带黄铁矿δ³⁴S的值为-1.5...  相似文献   

山东省邹城市东部地下水水化学特征及形成机制     

陈浩  王家鼎  王琳琳  杨传伟  姜福红 《中国岩溶》2023,(1):139-148

为研究山东省邹城市东部缺水山区地下水水化学特征、水质状况和水化学过程,采集研究区各类型地下水样品32件,检测K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、HCO₃^-、NO₃^-、F^-、TH和TDS等化学指标,综合利用图解法、相关性分析和主成分分析等方法探讨其地下水的水化学特征和形成机制。结果表明:(1)研究区裂隙水、孔隙水与岩溶水具有相似的水化学特征,裂隙水和孔隙水的水化学类型以HCO₃-Ca型为主,而岩溶水水化学类型为HCO3-Ca·Mg型;(2)孔隙水、裂隙水和岩溶水水化学形成机制主要以水-岩相互作用为主,其次还受到人类活动的影响。孔隙水受水-岩相互作用和人类活动影响的比例分别为77.7%和10.5%,而裂隙水受影响的比例分别为63.9%和11.3%。  相似文献   

页岩储层物性参数对CO₂不同封存机制及封存量的影响     

尹书郭  杨国栋  冯涛  马鑫  曹伟  黄冕  郭天晴 《高校地质学报》2023,29(1):37-46

CO₂增强页岩气开采技术(CO₂-ESGR)一方面可提高CH4产量,另一方面又可实现CO₂地质封存。为了分析页岩储层物性参数对CO₂封存机制的影响,文章以鄂尔多斯盆地延长组页岩为研究对象,采用CMG-GEM软件建立双孔双渗均质模型,分析了CO₂-ESGR中页岩储层垂直渗透率与水平渗透率之比(Kv/Kh)、含水饱和度和孔隙度对不同CO₂封存机制封存量的影响;并设计了27组正交试验采用极差分析法比较了三种因素的影响程度。研究表明,Kv/Kh在0.1～1范围增大会增加不同CO₂封存机制的封存量,封存总量最大可增加69.96%,其中吸附封存量最大可增加97.96%,受到影响最大;含水饱和度在0～0.9范围增大引起CO₂封存总量先增加后减小,封存总量最大可减少67.12%,其中溶解封存量最大可减少83.35%,范围波动最大;页岩储层孔隙度在0.1～0.99范围增大会导致CO₂封存总量减少,封存总量最大...  相似文献   

钒矿床研究进展与展望          下载免费PDF全文

杨立飞  李增华  欧阳永棚  邓腾  邓友国  孟德磊  郑华 《沉积与特提斯地质》2023,43(1):48-58

钒是工业国家重点关注和争夺的资源,已被部分国家列为关键金属。本文对矿床类型、地质特征、时空分布以及成矿机制等方面进行了系统总结和分析,以期丰富钒成矿理论研究,为提高钒资源的预测和勘查效率提供支撑,为钒资源储备提供保障。研究发现,钒矿床主要分为岩浆型和沉积型,其中岩浆型钒矿床（主要指钒钛磁铁矿床）成矿与铁镁质–超铁镁质岩及部分斜长岩侵位密切相关,成矿年龄与成岩年龄一致,钒可能来自上地幔并在岩浆演化过程中结晶析出赋存于含钒钛磁铁矿中;沉积型钒矿床多形成于黑色岩系及部分砂岩中,成矿多集中于上寒武世,钒可能来自海水和赋矿围岩,由于氧化还原电位降低,以吸附和类质同象等形式赋存于有机质和硅酸盐矿物中。同时,钒矿床的成因研究存在较多问题,如成矿物质钒的来源、迁移过程、赋存形式及富集条件等。笔者建议在今后研究中通过分析钒化学行为、围岩沉积物理–化学–生物条件及岩浆演化的地质动力背景来解析钒矿床成因机制。  相似文献