地应力套心解除法测量精度的校验方法研究

介绍了国内外空心包体应变计等套心解除地应力测试技术的基本情况,套心解除测试技术测量精度研究的现状,进行测量精度校验研究的依据和重要意义。提出了一种在岩石洞室进行校验试验的装置,论述了校验试验环境、物理模型组成、试验过程和试验真值获取注意事项。首次给出并重点论述了二维和三维地应力测量精度的定量表述方法,给出了量值综合误差、量值最大误差、角度综合误差和角度最大误差公式,以及多样本的平均误差公式。对上述测量精度误差公式的表述效果进行了讨论,对比了在“一般情况下”和“极端情况下”综合误差和最大误差表述方式的效果,明确了表述公式的适用性。     

不同应力解除法地应力测试方法对比及工程应用

介绍了钻孔空心包体式应变计与孔壁切缝解除法地应力测试的基本原理和测试方法，同时对两种应力解除地应力测试方法的适用性进行对比分析。将两种应力解除法应用于锦屏一级导流洞边墙的地应力测试中，并就同一钻孔进行了对比测试。通过对测试结果的对比分析可知，两种方法的测试结果相符，应力量值误差均小于20%，钻孔横截面最大主应力方位误差也在20°以内。鉴于孔壁切缝解除法地应力测试方法可用于极高应力条件下的应力测量，对于西部的深埋高-极高应力条件下的地下工程来说，该方法非常行之有效。     

水利部岩土力学与工程重点实验室地应力学科再获一项国家发明专利

正2018年6月29日,长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室地应力学科研发的"解除应力测量法测量精度的校验装置及方法"获中华人民共和国知识产权局发明专利证书。孔壁应变法、孔径变形法和孔底应变法等地应力套心解除法测试技术获得了世界范围内的广泛应用,但其影响因素众多,可靠性易受到质疑。同时,上述测量方法的"计量检定"仅限于应变器件、采集设备等部分"环节",缺乏"闭环式"性能校验。对此,主要发明人研发了"解除应力测量法     

考虑边界荷载作用方向的特长隧道初始应力场分区反演方法

地应力对隧道的设计、施工至关重要。为解决大范围应力场分区反演中各子区边界应力无法连续过渡且不能全线分析工程整体应力场的问题,基于多元线性回归原理,首先结合地应力场反演的工程经验,研究了模拟隧道轴向方向构造应力场时的边界荷载施加问题;其次,提出“重叠分区–组合”的地应力场分区反演方法;最后,将该方法应用于新疆天山胜利特长公路隧道,验证了方法的有效性,并分析工程区全线的应力场分布特征。结果表明：模拟隧道轴向构造应力场时,边界荷载的施加应从计算域内地势高的一侧施加;“重叠分区–组合”的地应力场反演方法,有效避免工程区整体回归反演时隧道轴线方向边界荷载作用不当导致的应力场结果异常现象,同时保证子区域边界应力的连续过渡,分区再组合得到的整体地应力场分布规律合理。反演方法可为特长隧道工程的地应力场反演提供参考。     

基于HI应变计的首次断裂带岩体地应力监测

采用空心包体(HI)应变计进行了首次断裂带岩体应力监测试验。在深埋隧洞施工开挖期,选择合适部位进行了大直径钻孔,利用对中装置、采用水泥净浆灌浆方式将HI应变计埋设在钻孔孔深24 m部位,建立了基于惠斯通电桥半桥测量的云监测系统。确定了只采用水泥净浆和HI材料弹性参数进行修正系数计算,通过分析监测数据规律确定应变计算初始时间后进行了三维应力增量计算。结果显示:以2021年9月16日为初始计算日期、在时段4和时段5期间的应力增量计算结果的第一主应力(σ₁)的范围为10.3~15.0 MPa,方向为缓倾角W向;第二主应力(σ₂)的范围为3.1~4.6 MPa,方向为陡倾角NEE至SEE向;第三主应力(σ₃)的变动范围为0.2~1.8 MPa,方向为缓倾角近S向;最大水平主应力(σ_H)和最小水平主应力(σ_h)分量的变动范围分别为10.1~13.9 MPa和0.2~1.8 MPa,最大水平主应力方向(α_H)为近EW向。结果讨论显示:通过监测数据规律分析确定的计算初始时间更具合理性;HI应变计应力监测受多因素影响,包括开挖应力扰动影响和一次监测洞段的应力和变形调整影响;本试验所得最大水平主应力量级及其方向与已有地应力试验结果接近,监测结果反映龙蟠-乔后断裂带的应力场特征。     

水泥湿磨机及其应用

水泥湿磨机主要应用于基础灌浆处理领域,适用于微裂隙发育的区域灌浆.自GSM系列水泥湿磨机研制成功以来,国内水泥湿磨技术有了一定发展,但由于市场需求有限,湿磨机研制水平总体仍较低.     

Tokamak等离子体图像诊断系统的研制

针对Tokamak等离子体放电实验中需要对等离子体进行直观诊断的需求,根据实验的特点,研制了等离子体图像诊断系统,该系统以Matrox公司的Meteor Ⅱ/Digital采集卡和UNIQ VISION公司的UC610相机等为硬件核心,采用了Visual C++多线程技术进行实时图像采集,采用了Bayer变换和Gamma校正等数字图像处理技术将采集到的Bayer格式的灰度数字图像转换为彩色数字图像;该图像诊断系统实现了Tokamak放电实验中等离子体图像实时采集、处理和诊断等功能,充分满足了等离子体放电实验诊断的要求。     

深圳抽水蓄能电站地应力测试分析及其在地下硐室设计中的应用

为确定深圳抽水蓄能电站高压隧洞以及地下厂房围岩应力状态,利用应力解除法以及水压致裂法进行地应力对比测量,并通过有限元回归分析,预测包括重要工程部位在内的整个工程区岩体应力分布。最后从地应力角度,讨论地下厂房的轴线选择和高压隧洞衬砌设计方案。     

水电工程岩溶地层灌浆材料研究

针对水布垭枢纽工程灌浆的岩溶地层条件，对拟用于该工程施工的普通水泥灌浆材料和速凝灌浆材料进行了室内试验。结果表明，3种普通水泥都能满足常规水泥灌浆要求；高水材料、硫铝酸盐水泥和普硅水泥掺速凝剂或大剂量的水玻璃可以满足动水条件下速凝堵水的灌浆要求。