大尺寸工程模型试验中的相似材料配比试验研究

大型物理模型试验是研究复杂工程问题的重要方法，如何快速、准确地确定相似材料配比是试验中至关重要的一环.为降低试验成本、简化试验步骤、充分调用原料性能，采用河砂、水泥和石膏这三种最普通的原料，以骨胶比(河砂与水泥石膏的质量比)和水膏比(水泥与石膏的质量比)为变量，进行了45组对比试验，对相似材料的物理及动、静力学参数进行了研究.获得了以河砂、水泥和石膏为原料配制的相似材料各物理量的变化区间；探讨了骨胶比和水膏比对相似材料各物理量的控制作用，并对比了其敏感性；基于多元线性回归分析建立了各因素与物理量间的定量关系，得到的拟合公式能较好地描述相似材料的性质.     

基于视频图像识别的崩塌落石监测预警系统设计与实现

为了提高视频采集设备在地质灾害监测预警中的智能化水平,采用工程地质学、图像处理、通讯技术相结合的方法,编写了一套基于视频影像的崩塌落石检测代码,并设计了相应的硬件搭载设备.崩塌落石检测程序写入野外视频采集装置内运行,仅回传危险发生时的视频片段和报警结果,以降低系统对网落带宽的要求.该系统是在灾害发生后的起始时刻捕捉危险信号并发出警报,提供了辅助灾前预报的第二道防线.给出了系统在公路边坡和居民区山坡中的布设原则.以人工模拟滚石的方式测试了系统对崩塌落石的检测效果,发现错报率31.0%,漏报率10.3%,说明系统灵敏度可满足要求,但抗干扰能力还有待提高.     

地面沉降的GPS监测及其基于GIS的时空规律分析

以江阴市地面沉降研究为例,讨论了地面沉降的GPS监测技术,测量结果能够满足地面沉降监测的精度要求.并着重探讨了利用GIS处理GPS监测数据进行地面沉降时空规律分析的方法.     

水布垭大坝左岸岩溶发育规律及渗透性分析

利用水布垭大坝左岸山体灌浆平硐现场的调查结果,对防渗帷幕线剖面不同高程灌浆平硐的面溶蚀率和最大溶蚀洞径进行分区统计分析,获得了防渗帷幕线剖面岩体溶蚀特性．在此基础上,结合区域地质资料和地貌资料,得出大坝左岸山体岩溶发育规律．左岸山体岩溶发育在垂直方向从上到下逐渐减弱,水平方向从远河岸端向近河岸端逐渐增强,存在集中发育区并受岩层面控制等．最后对山体的渗透性进行了探讨,提出帷幕工程优化的初步建议。对大型溶蚀洞穴系统进行封堵后,帷幕灌浆时应对不同地区分别对待,有些地带可以简化帷幕施工,甚至可以不进行帷幕施工。     

水力劈裂裂隙扩展与软弱面作用机理离散元研究

针对高承压水引发水力劈裂导致巷道的突水渗水问题,对离散元流固耦合算法进行改进,更新了流体通道长度和水压力对颗粒的作用模式.进行水力劈裂裂隙(HFs)与天然软弱面(WPs)相互作用的数值模拟,得到5种作用模式,并获取不同模式之间的临界水压力值,进一步分析了试件的位移、接触力以及特征点的应力变化.结果表明:1) 定压力注水试验,流体压力值在初始注水处最大,沿裂隙扩展方向逐渐减小;2) 不同模式下试样位移响应具有差异性,法向接触力接触方向存在明显竖直优势面,切向接触力则产生4个垂直的优势方向;3) 测量圆1处应力在起裂阶段变化剧烈,最大主应力始终为压应力,测量圆2处应力响应相对滞后,主应力曲线的特征是由劈裂裂隙和软弱面之间的作用模式决定.     

急倾斜矿体开采岩体移动规律与变形机理

为了研究急倾斜矿体开采的岩移规律与变形机理,采用数值模拟的方法,对急倾斜矿体在高构造应力和自重应力2种条件下的岩移特征进行对比分析.研究结果表明:当开采区在竖直方向上的高度远小于矿体在水平方向上的长度时,在这2种应力条件下都具有类似水平矿体开采的地表岩移特征;反之,在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采地表出现双沉降中心的现象,而在自重应力条件下只存在单沉降中心;在高构造应力条件下,急倾斜矿体开采在地表移动变形量、移动变形影响区规模及地表宏观变形破坏特征上与自重应力条件下相比都有较大差异,原岩应力场中作为特征量的最大主压应力的取向对岩移行为的影响是产生这差异的根本原因.     

新立矿区海底金属矿坑与上覆海水的连通性分析

以新立矿区主采矿体为研究目标,经过现场水文地质调查、矿坑涌水的常量离子测试与相关分析,剔除显著正相关性的指标,考察各测试指标的物理意义,并选用Cl,K+和Ca2+的质量浓度以及环境指数γ(SO42)/γ(Cl)和γ(Na+)/γ(Cl)作为变量,对水样进行分层聚类,分析矿坑涌水的水文地球化学特征以及与上覆海水的连通性。研究结果表明:目前矿坑东北部沿脉巷道围岩裂隙涌水与海水化学性质较接近,说明控矿断裂下盘东北部岩体裂隙与海水连通性相对较好;矿坑西南部沿脉巷道及穿脉巷道围岩裂隙涌水与卤(咸)水化学性质较接近,目前该部位涌水以消耗基岩裂隙卤(咸)水净储量为主。