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.     

GIS在处置地下管线突发事件中的应用研究——以苏州市地下综合管网应急处置系统为例

随着经济社会的不断发展,城市建设步伐不断加快。近几年,各类地下管线突发事件频发。通过"苏州市地下综合管网应急处置系统"项目的开发和实践,本文试图从总体上论述地下综合管网突发事件的处置过程、应用原理及相关的技术实现,重点阐述了基于"12345"便民服务中心工作平台,在充分利用GIS的网络分析技术的基础上,实现城市地下管网突发事件应急处置的自动化和信息化。     

冀北榆树沟煤矿区褐煤地下气化地质条件分析

通过对冀北沽源县榆树沟煤矿白芈系青石砬组含煤地层地质条件进行分析,认为仵该矿区进行煤炭地下气化是可行的。研究区构造简单,为一轴向近东西向的舒缓向斜,主要煤层厚度大,最大平均厚度为24.31m。可采煤层顶板多为泥岩、炭质泥岩,尤其是煤系上覆的“三趾马红土”层,对气体有良好的圈闭作用。由于褐煤的灰分含量高,26％～49．03％,地下气化时对煤层顶板影响小,主要煤层埋藏浅200—300m,水文地质条件简单,根据诸多因素分析认为该矿区适合进行褐煤地下气化开采。     

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。     

对矿物包裹体溶液性质的新认识——兼论含矿溶液是酸性溶液的地质证据

对金属矿床成矿溶液的性质 ,特别是 pH值 (酸碱度 )的确定 ,是认识含矿溶液的成因、成矿条件和成矿机理的关键。目前对成矿溶液性质的研究主要局限在对围岩蚀变矿物包裹体的测定方面 ,并得出近中性热卤水成矿的结论。作者认为 ,多数围岩蚀变矿物的包裹体溶液不能代表原成矿溶液的性质 ,“近中性的热卤水成矿”的认识有误 ,应是酸性水形成的含矿溶液成矿 ,并从矿物包裹体溶液的特征、Roedder的高金属含量的矿物包裹体溶液的发现、氢氧同位素资料、矿物包裹体中高卤水溶液的起源以及成矿溶液的演化机理等方面论述了酸性金属含矿溶液的成因及成矿演化过程。     

地下洞室群随机地震响应研究中传递函数的应用探讨

在证明随机响应的统计参数可以用传递函数进行直接表达的前提下,将传递函数引入地下洞室群随机地震响应研究中,对白鹤滩水电工程13#机组剖面地下洞群进行了随机地震响应分析,并对之进行了地震动力可靠度的探讨。结果表明：较之常规方法,基于传递函数的方法除可得到洞室群的随机地震响应以外,还可同时得到洞室群的地震响应频谱特性,并可以直接利用传递函数得到确定性地震动输入下洞室群的响应值进行验证,显示对问题的研究具有更加深刻的优势;将所得到的随机地震响应结果与基于传递函数的确定性估算结果,与实际时程计算得到的确定性结果比较,吻合良好;首次采用超越破坏理论对地下洞室群进行地震动力可靠度分析的可行性,为地下工程抗震可靠度计算中如何以动力方式考虑地震荷载的随机性提供了一些新思路。     

桂林地区岩溶水87Sr/86Sr特征

锶是岩石圈上部含量最大的微量元素，其元素及其同位素化学性质都比较稳定。不同水岩作用条件下，锶元素含量及其同位素值都不一样。本文通过对桂林地区的两个典型岩溶地下河系统不同类型地下水样87Sr/86Sr值和Sr含量的分析，得出；流经不同岩层的地下水其87Sr/86Sr值和Sr含量不同，同一地下河系统中不同类型地下水的87Sr/86Sr值Sr含量不同，其值的差异由岩性和水岩作用决定。说明87Sr/86Sr值能反映地下水的形成、径流和混合作用，是较理想的示踪剂，在岩溶水研究中具有很广阔的应用前景。     

地下空间逾渗与裂缝属性的关系分析

裂缝连通性评价是地下空间研究的重要内容。逾渗分析是研究裂缝网络连通性的一种有效手段。裂缝网络逾渗临界值多使用裂缝间接表征参数(如分形维数)来确定,但存在裂缝网络连通性不同却有相同间接表征参数的情况,这降低了预测的可靠性。为避免此类问题并更加准确快速地表征裂缝网络的连通性,文章在构建逾渗临界值方程时,摒弃了间接参数简化的方式,使用裂缝直接表征参数(如裂缝数量、长度等)进行非线性拟合。通过二维数值模拟建立不同参数的离散裂缝网络模型,分析逾渗低、中、高概率临界条件与裂缝直接表征参数的关系,建立逾渗临界条件预测方程,并对方程在不同尺度研究区的应用进行了讨论和验证。结果表明：预测方程可有效地预测不同概率的逾渗临界值。同时文章在预测方程的基础上,建立了裂缝网络连通性评价标准,这对于裂缝发育地区的地下空间评价工作具有一定的指导和借鉴意义。     

地下金属管道防腐层破损处的直流电法探测

地下金属管道防腐绝缘层的探测是目前管网工程中提出的一个实际问题,探测手段主要包括Person法、电位测试法和密间隔电位测试技术等,但对探测的方法和原理少见报道。详细地介绍了应用直流电法探测地下金属管道防腐绝缘层破损位置的正演模拟和反演过程,通过编写计算程序和综合分析,认为利用直流电法可以探测到地下金属管道防腐层破损的具体位置。     

山东省日照市蓝色经济区工程建设适宜性评价

本文以山东省日照市蓝色经济区为研究区, 通过野外地质调查和室内综合分析, 选取场地稳定性、工程地质条件、地下水条件, 地形排水条件、地质灾害及其他因素6个一级评价因子, 构造活动、场地土类型、建筑场地类别等13个二级评价因子, 利用专家-层次分析定权法进行区内工程建设适宜性评价, 得到了相应工程建设评价分区图。评价结果表明, 日照市场地工程建设适宜性总体较好, 大部分地区适宜进行高层建筑工程建设, 占84.50%; 地下空间开发利用条件优越, 全区多数地区属于城市地下空间建设适宜区, 适宜性差及不适宜区主要分布在付疃河两岸附近和海岸附近、大型高速公路和铁路沿线一带区域及城区; 轨道交通建设适宜性良好, 小部分不适宜区主要集中在付疃河下游夹仓和小古镇一带及其沿海地区。评价结果可有效地服务于该地区规划布局、建设发展和工程选址, 具有重要的理论和实践指导意义。