脆性岩石全应力应变过程中渗透性突变研究

针对岩体结构与渗透性对应关系的复杂性,直接建立二者的量化关系模型存在极大的技术难度问题,利用伺服渗透试验结果,分析脆性岩石全应力应变过程中渗透性演化和加载变形破坏特征,得出渗透性变化过程中存在跳跃突变点,该点处的应力和临界破坏强度以及岩石体胀点处应力处于同一应力水平;通过岩石统计强度分析,借助重整化群理论,在岩石试样承载能力概率函数基础上推导出脆性岩石临界破坏强度与峰值应力比值的表达式,该比值随围压增大而减小.用该公式预测伺服渗透试验中的渗透性突变点位置.研究结果表明:大多数脆性岩石预测值与试验值较吻合,误差在-0.089～0.058之间,验证了该表达式的合理性.     

GIS在求解地基附加应力中的应用

依据Newmark感应图法基本原理,在对感应图稍做改进的基础上,将GIS的空间分析和数据管理功能应用于感应图法,求解任意形状竖向均布荷载作用下的地基附加应力。在计算机绘图的基础上,利用ARC/INFO软件进行图层拓扑叠加和空间数据及其属性数据的操作与管理,实现对任意形状、任意一点、任意深度的附加应力计算。同时,可以在计算机屏幕上显示各阶段图层及相应的属性数据,可视性强。根据需要,可随时进行图形和属性数据的调整。技术措施的实现过程简单,可操作性强。与传统的感应图法相比,减少了绘图工作量,消除了人为误差,提高了计算精度。     

垃圾填埋场排水层淤堵实验特征

垃圾填埋场运行过程中,渗滤液的渗流和生物化学作用,不断影响和改变着排水层的渗透性能.以不同粒度成分的砂砾排水层为研究对象,模拟填埋场渗滤液的渗流,探索性地将化学实验方法应用于渗滤液排水层渗透能力评价中.实验发现,渗滤液中挥发性脂肪酸的发酵产物(碳酸)与金属离子发生化学反应是淤堵物生成的主要原因,而生物膜的生长和固体悬浮物的沉聚是次要原因.淤堵物的主要化合物成分是碳酸钙和二氧化硅,主要元素组成为Ca、Si、Fe、Mn、Zn、Mg等.淤堵物的成分及其相对含量与排水介质粒度成分无关,但排水介质的有效粒径越大,生成淤堵物的总量越多.建立了排水层渗透性(K)与渗滤液水质(COD)、排水层结构(avρgl·d10和排水孔隙度)间关系的淤堵模型.     

基于Fisher判别分析法的无粘性土渗透破坏类型判别

运用Fisher判别分析理论,选取6个特征粒径和孔隙率共7个指标参数,针对无粘性土管涌和流土的判别问题,建立了Fisher线性判别函数模型.利用回代估计法对模型进行检验,误判率为0.将所建立的模型用于其它9个案例的预测,结果与实际情况吻合良好.模型检验及实例计算结果表明,本文方法科学合理且可操作性强,能够为无粘性土渗透破坏类型的判别提供一条新的途径.     

老采空区高层建筑物地基稳定性综合评价

以浅部多层采空区上拟建高层大厦地基稳定性系统评价为例进行研究.从采空区资料的收集入手,整理得出研究区的煤层分布、开采时间、开采区域和方法等;结合物探、钻探对采空区充填现状、分布区域、地层层序等进行了综合分析;在此基础上,建立了采空区场地工程地质模型应用有限元数值计算方法并结合HC≥HDZ+hmax稳定评价方法,对地基稳定性进行综合评价,得出在建筑物荷栽作用下采空区地基处于不稳定性状态,必须对其进行处理,并对地基的处理方法提出建议.该评价方法对类似工程具有重要的指导意义和借鉴价值.     

“三软”煤层采动底板变形特征数值模拟与实测对比分析

通过数值模拟系统研究了矿山压力作用下郑州矿区超化煤矿22061工作面"三软"煤层底板采动变形破坏的深度及其受岩层组合结构控制的变化规律.提出了在正常采动情况下软顶、厚的软煤和软底的"三软"煤层底板变形仅发生在一定浅部范围内,厚的软煤和软底对应力和变形的传播具有一定的缓冲作用.揭示了中段灰岩组(L7、8灰)对应力分布和变形破坏的重要控制作用,并与该面的实测相关结果进行了对比分析.这为豫西煤炭资源向深部开采所引起的底板水防治提供了部分力学的参考依据.     

基于GIS和人工神经网络技术的开采沉陷预计建模方法

探讨了GIS支持下利用人工神经网络技术进行开采沉陷定量预测的方法和思路，完成了影响因素的选取、数据处理、开采沉陷初始预计模型的建立及验证。数据处理由GIS软件完成，采用BP神经网络训练方法对开采沉陷系统进行建模；进而结合验证结果，对误差进行了定性分析。研究结果表明，利用GIS支持下的神经网络模型对复杂的开采沉陷系统进行模拟预测，具有理论上的可行性和现实意义。说明GIS和人工神经网络技术在开采沉陷预计领域中具有广阔应用前景。     

多头小搅拌桩截渗墙技术在堤坝防渗中的应用

首次选定了多头小直径水泥土搅拌桩截渗墙方案用于解决中运河张庄-窑湾和柳林两险工段堤坝渗漏问题。在正式施工之前,通过做截渗围井试验和生产性试验进行了论证;通过探地雷达分析表明两段墙体的连续性和完整性较好,墙体对周边坝体的疏松土体有明显的改善;通过截渗墙施工前后断面两测压管水头差和渗透系数的计算分析与对比,也说明了这两段所施工的水泥土截渗墙具有明显的截渗效果,满足了设计的需要。     

大埋深高地压弱结构面顶板岩层诱发冲击地压离心模型试验

针对赵楼矿井首采区近1 km深部拟开采的3煤(即山西组稳定可采煤层)冲击地压问题,考虑断层切割顶板的实际情况,概化出弱结构面顶板工程地质模型并进行离心模型试验。研究结果表明:对于离心模型模拟的弱结构面顶板条件,直接顶来压过程中煤柱压力较低,而老顶来压过程对煤柱受力的影响明显,是引起冲击地压的主要动力来源;顶板被断层切割时,顶板岩层的完整性受到破坏,应力在构造部位重新分布,形成构造应力集中,是引发冲击地压的危险部位;回采工作面揭露断层后,下盘顶板沿断层面失去煤体支撑而形成悬臂梁,由此大大降低了顶板的支撑强度,容易发生因顶板突然断裂而形成的冲击压力,这种构造条件下厚-巨厚层极坚硬顶板易发生冲击地压。研究结果为赵楼矿井巷道的合理布置、支护及采动冲击地压的潜势性评价提供了重要的参考依据。