地震作用下深埋隧道围岩形变的数值模拟研究          下载免费PDF全文

吕燕霞  扶海鹰  郁章剑 《地震工程学报》2020,42(1):215-220

隧道围岩受地震荷载作用影响产生开裂变形,给交通、安全与经济带来极大影响,为提升隧道安全稳定性能,以某市隧道为对象,研究地震作用下深埋隧道围岩形变的数值模拟。综合考虑地震动作用与地震波扩散特性,利用FLAC软件构建三维动力模型;通过边界设置解决地震波反射问题,基于物理力学参数与地震荷载条件,通过相对变形法研究地震条件下深埋隧道围岩变形特性、能量聚集特性与安全性能。研究结果显示:深埋隧道围岩受地震荷载作用影响,形成挤让、椭圆化的变形走向;变形达到最高值时,应变能量密度高于2350 J/m^3的区域集中在隧道Ⅰ洞左侧围岩边墙和中夹岩柱上;各监测点安全系数呈非对称性,隧道右侧下角区域安全系数低于国家相关标准,计算结果与实际测量结果一致。  相似文献   

岩体结构面各向异性变异系数的尺寸效应研究     

洪陈杰  黄曼  夏才初  罗战友  杜时贵 《岩土力学》2020,41(6):2098-2109

岩体结构面的各向异性与尺寸效应特征对其力学性质影响较大，综合考虑两者之间的相互关系对工程岩体稳定性评价具有重要意义。全面分析不同尺度结构面的各向异性分布，提出考虑正交方向三维形貌参数的各向异性变异系数AVC3D。通过渐进覆盖法统计4组天然岩体结构面10种不同采样尺寸的各向异性变异系数及其尺寸效应规律。结果表明：各向异性变异系数均随结构面尺寸增大而减小至定值，其与结构面尺寸具有较好的负对数函数关系；通过归一化处理，各向异性变异系数与结构面尺寸呈现较好的线性函数关系，表明各向异性变异系数具有分形结构，分维数D可以实现其尺寸效应的规律统计。该方法揭示了影响结构面形貌特征方向性变化的最大有效倾角 和粗糙系数C的增长幅度会随采样尺寸增大趋于稳定的变化机制，体现了当结构面达到各向异性尺寸效应的阈值后，会呈现出稳定的各向异性规律。  相似文献   

三维交叉裂隙渗流传质特性数值模拟     

李博  黄嘉伦  钟振  邹良超 《岩土力学》2019,40(9):3670-3768

对交叉裂隙渗流传质特性的定量描述是研究整个裂隙网络渗透传质特性的基础。为真实模拟水流及溶质在三维交叉裂隙中的运移过程，首先通过三维轮廓仪获取天然岩石裂隙表面的形貌数据，再应用三维重构技术生成相应的三维交叉裂隙模型，随后求解Navier-Stokes方程，假定溶质运移满足Fick定律，模拟水流和溶质在三维交叉裂隙中的运移过程。通过对比粗糙裂隙模型与平行平板模型的模拟结果发现：粗糙度对流体的分布及流动状态存在显著的影响；不同进、出口工况下的流体流动及溶质运移状态亦表明：裂隙交叉的几何形貌会显著地影响溶质混合行为。这些结果表明，目前被广泛采用的平行平板模型在评估岩体内特别是交叉口的物质运移特性时将导致较大的偏差，在将来的研究中有必要针对裂隙交叉口的几何特征建立修正的模型以提高评估的准确性。  相似文献   

湘东桐木山云英岩型锡矿床锡石及共生石英中流体包裹体研究     

王旭东  赵海杰  于周平  张腾飞 《岩石学报》2021,37(3):781-793

桐木山云英岩型锡矿床是湘东锡田锡多金属矿田中一个典型矿床,在详尽的野外考察、矿石结构观察以及流体包裹体岩相学研究的基础上,采用流体包裹体组合的研究方法,利用冷热台、激光拉曼等测试手段,对矿床中锡石中流体包裹体进行直接测定,同时开展与锡石共生的石英及切割矿体的后期石英脉石英中流体包裹体对比研究。结果显示,锡石中流体包裹体的组分、均一温度、盐度与共生的石英存在明显差异,表明锡石与石英形成的P-T-X条件不同。切割矿体的石英脉为成岩成矿后流体作用的产物。与锡石形成相关的流体为中高温、中低盐度的Na Cl-H_2O流体体系,与石英形成相关的流体为复杂的含碳流体。流体体系的冷却作用及流体与围岩的反应可能是导致锡石沉淀的主要因素,与石英形成相关的流体在演化过程中则经历了明显的流体不混溶作用。  相似文献   

扁铲探头贯入干砂的位移特征试验研究          下载免费PDF全文

陈忠清  吴天宇  高彦斌  吕越  刘帅 《水文地质工程地质》2021,48(3):119-125

扁铲侧胀试验（DMT）已在国内外岩土工程勘察、地基加固效果评价等领域中得到广泛应用。DMT的测试过程在扁铲探头贯入到测试位置后进行,因此探头的贯入过程对土体造成的扰动在一定程度上将直接影响测试结果。目前关于扁铲探头的贯入机理,以及贯入过程可能引起的土体扰动及其对测试结果的影响尚未研究清楚。通过室内模型试验手段,进行扁铲探头贯入不同初始密实状态下均质干砂的试验研究,分析了探头贯入过程中产生的土体位移场分布特征。试验结果表明:扁铲探头的楔形部和膜片所在的侧胀部贯入产生的挤压作用是引起土体变形扰动的主要原因;探头楔形部的贯入过程表现为向下和向斜侧面挤压土体,竖向位移量很小,产生向两侧扩展为主的扁状位移场,而探头侧胀部的贯入过程主要表现为向两侧面水平向挤压土体,产生半椭圆状水平位移场且分布范围明显更大,同时探头侧面表现为一定的剪切作用而产生较窄范围的竖向位移场。另外,扁铲探头贯入干砂产生的位移场受砂土初始密实状态的影响较小,主要表现为探头楔形部周围的位移场分布范围随密实度增大而扩大。  相似文献   

高地应力条件下层状地层隧道围岩挤压变形与支护受力特征   总被引：3，自引：0，他引：3  

沙鹏  伍法权  李响  梁宁  常金源 《岩土力学》2015,36(5):1407-1414

西部地区普遍出露层片状岩体。由于强度低、自稳能力差、结构强度呈现各向异性等特点,在隧道开挖过程中常引起围岩大变形,导致初期支护结构强烈变形失稳而不得不频繁进行拆换。部分洞段二次衬砌混凝土甚至发生劈裂、掉块的破坏现象,严重影响隧道施工的进度与安全。以兰渝铁路两水隧道为工程背景,采用现场实时监测、数值模拟等手段,获取大断面隧道围岩与支护系统之间的接触压力,揭示开挖断面不同位置接触压力随时间发展规律和空间分布特征。研究结果显示,受围岩结构强度的各向异性控制,隧道开挖后支护受力极不均匀。空间上与围岩变形集中部位一致,时间上变化历时长,且由于开挖方式的影响不易稳定。初期支护钢拱架局部荷载过大而发生侧向扭曲失稳,且监测的失稳发生时间与收敛形变稳定时间相比而明显滞后。根据层状围岩的支护受力特征,提出针对此类岩体更为合理的隧道设计建议。  相似文献   

基于无人机倾斜摄影的矿山边坡岩体结构编录方法与工程应用     

张恺  伍法权  沙鹏  邱淑豪 《工程地质学报》2019,27(6):1448-1455

岩体结构特征控制着岩体力学性质并影响岩体工程稳定性，因此岩体结构地质编录一直是岩体工程地质中的重要内容。针对露天矿山边坡，传统的岩体结构编录方法具有危险性大、效率低等缺点，需要引入新技术实现地质编录的安全、高效。随着近年来无人机的民用化，采用无人机倾斜摄影技术改进传统露天矿坡的地质编录工作将成为未来的发展趋势。本文以浙江某露天采石场矿坡为例，阐述了无人机摄影技术在地质编录中的应用方法和工作流程。基于无人机倾斜摄影技术，采用运动恢复结构法将点云数据转化为岩体三维数字模型，并利用点云的坐标信息实现对岩体结构面产状的解译。通过对比罗盘测量的产状和点云计算的产状验证了该技术应用的可靠性。在此基础上划分了结构面的优势产状，为分析矿山边坡稳定性提供了基础数据支持。  相似文献   

中国工程地质学科成就与新时期任务——2018年全国工程地质年会学术总结     

伍法权  沙鹏 《工程地质学报》2019,27(1):184-194

本文是2018年全国工程地质学术年会的学术总结。会议以"‘一带一路’与生态环境-新时代工程地质理论与实践"为主题，近1500位代表通过41个大会特邀报告和主题报告、283个分组报告，进行了广泛交流。本文结合会议和文献，梳理了我国工程地质几十年理论积淀与学科成就，主要包括学科体系的成长与壮大，岩、土体工程地质，灾害与动力工程地质，海洋、城市工程地质，工程地质国际化，工程地质技术发展，标志性重大工程成就，以及工程地质技术标准体系建设等10个方面。结合会议主题和工程地质学科布局、技术创新、学科全球化等时代特点，阐释了新时代工程地质的学科构想，指出了新时期工程地质的学科任务。  相似文献   

浑河断裂地球物理场特征及地震活动性     

张鐘月  万波  彭虎  田德欣 《世界地质》2020,39(1):176-184

浑河断裂是辽宁省内一条重要的北东向地震构造带,断裂两侧的地球物理重磁场存在差异。通过浑河断裂的区域重力场与磁场研究,认为浑河断裂既控制了深、浅部岩石地层的发育,同时浑河断裂的重力场、磁场分布随着深、浅部地层岩性发育的差异而有所变化。浑河断裂的重力场和磁场梯度带主要位于抚顺以西至沈阳一带,浑河断裂历史以来有记录的最大破坏性地震位于重力梯度变化较大的沈阳段。综合浑河断裂地球物理场特征及区域地质资料,浑河断裂虽然活动性一般,但抚顺地区的采煤活动对断裂的活动性有一定影响。近些年抚顺地区频发的沉降、滑坡和地裂缝等地质灾害应当引起对浑河断裂活动性研究的重视。  相似文献   

长江三角洲地区人体舒适度时空变化特征北大核心CSCD     

张春阳  李正泉  肖晶晶  周良女  方贺  张立波  张含 《气候与环境研究》2022,27(5):669-678

基于1981~2020年ERA5逐小时再分析资料,采用通用热气候指数(Universal Thermal Climate Index,UTCI)计算方法,分析了气候变化背景下长江三角洲地区人体生理热响时空变化特征。研究表明:近40年长江三角洲地区人体无冷热胁迫气候条件的出现频率约为43.77%、热胁迫和冷胁迫出现频率分别约为22.42%和33.81%,其中,显著热胁迫和显著冷胁迫出现频率分别约为8.38%和1.58%;在空间分布上,长江三角洲地区无冷热胁迫气候条件的出现频率总体表现为南多北少地带性分布,兼有山区多平原少、沿海多内陆少分布特征,显著热胁迫主要出现在皖西和皖南的平原以及浙江的嘉绍平原和金衢盆地,显著冷胁迫主要出现在苏北、皖北和舟山以北的沿海岸区;在全球气候变暖背景下,长江三角洲地区UTCI值的年代际变化呈上升趋势,由1981~1990年13.83℃增加至2011~2020年14.75℃,人体生理热响应表征为冷胁迫减少、热胁迫增加、无冷热胁迫基本不变,春季无冷热胁迫时长的增加基本抵消了夏季无冷热胁迫时长的减少。  相似文献