基于UDEC的隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究

现今全断面隧道掘进机（TBM）施工方法在长大深埋隧道工程中已被广泛采用,对滚刀破岩关键技术的进一步认识具有重要的工程价值。为了研究滚刀破岩机制,分析刀圈断面形态、岩石强度和节理角度对其的影响,运用UDEC方法建立了滚刀贯切岩石的二维数值系列模型,对TBM滚刀破岩过程进行了仿真。分析表明：滚刀破岩是滚刀下岩石拉破坏和剪破坏的综合反映,拉破坏是裂纹萌生与扩展的主要驱动机制;刃宽较大的平刀与刃角较大的楔刀破岩效果较好;平刀与楔刀在软岩中破岩效果相近,平刀在硬岩施工中比楔刀的破岩效果好;滚刀对节理角度为30°～60°的岩石破坏效果较好,由于楔刀的“劈裂”作用,楔刀比平刀更适合用于贯切含有节理的岩石。     

3D GIS支持下盐腔围岩三维计算模型的生成

目前盐腔围岩蠕变模拟中计算网格生成多是理想化的,并没有充分利用真实探测数据。针对这些问题,提出了一种新的三维计算模型生成方法。借助HalfEdge数据结构,基于研究区域边界、DEM（digital element model,数字高程模型）和钻井数据,构建了研究区域地层三维模型;基于声纳测腔数据构建了盐腔三维模型,并对其进行了拓扑检查与修正;将地层三维模型与盐腔三维模型进行三维空间布尔运算,获取盐腔围岩三维模型;通过对该模型进行三维空间网格离散,得到盐腔围岩四面体网格单元,即数值模拟计算模型。通过该方法构建的三维计算模型,可以为后期盐腔围岩蠕变数值模拟过程提供有效的计算网格,进而可以为盐腔的建造,尤其是安全合理地利用盐腔提供科学依据和技术支持。     

添加剂对土体的加固作用及冻胀防治研究

将研制的高分子有机材料作为添加剂，加入到土体中，经过拌和夯实、干燥固结，能够起到稳定和提高土体的强度，并具有低渗透和低吸水等特性．冻胀试验表明：加入添加剂不仅能阻止土体冻胀的产生、外来水源的入侵及水分的迁移，还能隔断土体孔隙之间的联系，使水分在土体孔隙中不能运移，从而达到了防治冻胀的目的。     

汶川5.12地震发震机理的数值模拟

将围岩看成弹性体, 断层看成具有应变软化的弹塑性体, 断层和围岩组成统一的地质介质系统。在给定的地应力、孔隙压力及边界位移的作用下, 应力逐渐积累, 当达到断层强度时, 断层进入塑性状态, 应变随之软化, 应力突然下降, 能量突然释放, 形成地震。根据这个原理, 利用有限差分FLAC软件, 对汶川5.12地震的机理进行了模拟。模拟结果证实:汶川5.12地震是在青藏高原侧向挤压, 四川盆地阻挡, 使龙门山断裂带受到缓慢增加的挤压应力场作用下形成的。计算结果给出了应力降、能量释放量、断层错动量、地震同震位移、震前位移、地震复发周期等重要参数, 结果与野外调查及其它资料给出的数据具有较好的一致性。      

鉴江河口底泥盐度释放规律研究

底泥盐度释放是河口水资源利用的主要限制因子。本文以鉴江为例,基于野外实测与室内实验,系统分析了鉴江河口底泥盐度及水体氯离子的分布特征;通过振荡、换水及静态等实验。定量研究了河口底泥盐度释放规律。结果表明：（1）潮泛河口底泥盐度主要受上溯潮水的影响。有较为明显的梯度性;（2）底泥盐度释放量在初期较大,随着换水周期的累加,则逐步降低;在同一换水周期。底泥盐度释放强度与其本底盐度浓度成正指数关系;（3）静态释放时间越长,上覆水盐度越大。静置30d。三组样品上覆水的浓度分别达2626mg·L-1、932mg·L-1、533mg·L-1。远远超过用水水质的要求。     

青藏高原北部新生代陆相盆地石油地质条件及勘探前景

青藏高原北部陆相盆地中烃源岩发育层位包括始新统风火山组、渐新统雅西措组和中新统五道梁组。古近系雅西措组烃源岩,特别是灰岩属于中好烃源岩范畴,有机质类型较好,且烃源岩主体处于成熟阶段,是藏北高原新生代陆相盆地主力烃源岩的发育层位。陆相盆地储集岩较发育,储层较丰富,发育层位包括风火山组和雅西措组,其中雅西措组是储层主力分布层位。对测区分析数据表明：通天河盆地具备一定规模的生油岩厚度,而且有机质丰度为沱沱河地区最高,表明其勘探前景较好。     

滇西北永胜地区主要活动断裂与活动构造体系

位于滇西北断陷带东北部、程海-宾川断裂带北端的永胜地区上新世以来断裂活动强烈,构造地貌特征显著。永胜地区1:50000活动构造填图发现,区内共存在各类断裂14条。其中金官断裂（F₁）、永胜断裂（F₂）、木耳坪羊坪断裂（F₃）三者规模最大,活动性亦远超其他断裂,属于程海-宾川断裂带的一级分支断裂,其他断裂为程海-宾川断裂的二级分支断裂。构造地貌特征、错断地质体及擦痕统计等均指示区内断裂现今主要以伸展正断活动为主,根据活动性的差异可将其分为强、较强、中等、弱、极弱5类,其中金官断裂的活动性最强,垂向活动速率可达0.20~0.26 mm/a。对永胜地区主要断裂几何学、运动学特征的研究及动力学机制的讨论可知,永胜地区主要断裂在平面上构成向东突出的弧形旋扭构造体系,在剖面上表现为张扭性断裂常见的负花状构造;程海-宾川断裂带现今活动主要是在近南北向主压应力作用下产生的近东西向的伸展正断,并因为叠加了旋扭作用而具有一定左旋走滑。永胜地区的弧形旋扭构造体系及滇西北断陷带等均是在川滇内弧带顺时针旋转及南汀河断裂、畹町断裂与理塘断裂的走滑拉分共同作用下形成的。      

龙门山构造带南段向西南延伸的遥感影像证据及地震地质意义

在系统总结活动断裂遥感影像解译标志的基础上,利用Landsat ETM、Google Earth及ASTER GDEM等影像资料,结合前人研究成果,重点分析了龙门山构造带南段主要活动断裂的空间展布及几何学与运动学特征。研究结果表明,龙门山构造带在向南延伸过程中发生了明显的断裂分散现象,整个断裂带逐渐展宽,主要包括5条断裂带且其中包含多条次级断裂,至最南端被北西向鲜水河左旋走滑断裂带阻挡。其中活动性较为明显的断裂自西向东主要有4条:泸定断裂、天全断裂、芦山断裂和大邑-名山断裂,前两者是北川-映秀断裂的南延分支,而后两者是安县-灌县断裂的南延部分。由于龙门山构造带南段的构造变形被分解至多条次级断裂上,导致单条断裂错断地表的活动迹象明显变弱,因此单条断裂的潜在发震频率和强度也将相应变小,但潜在震源区会更为分散。结合已有的地震地质资料认为,未来应注意泸定和雅安2个地区的地壳稳定性及未来强震危险性问题。      

生态地球化学预测预警若干问题探讨

回顾了生态地球化学危害效应的作用机理,提出了区域地球化学调查-地球化学环境监测-机理研究相结合的生态地球化学预测预警基本思路。根据当前中国多目标区域地球化学调查和生态地球化学评价工作的现状,举例说明了土壤重金属元素累积、土壤环境变化、生态效应机理的若干研究方法,提出了预测预警成果体现的若干建议。     

复杂层状岩层隧道塌方原因分析与加固后信息化施工技术

关口垭隧道右洞Yk73+955～Yk73+925段在施工过程中出现塌方,从层状岩层分布、偏压和雨水侵蚀作用以及前期地质勘测欠准确等方面分析塌方原因,结合工程具体情况,比较分析超前小导管和长大管棚处理方案的优缺点,选择超前小导管预注浆辅以工字钢处理塌方区,在处理段增设监测断面,通过监测隧道的收敛位移和拱顶下沉量以及钢拱架的内力反映隧道围岩的稳定状况,量测结果表明,在一定时间内围岩达到稳定,表明采用超前小导管预注浆方法处理隧道塌方区效果良好。