断层破碎带注浆加固稳定性综合测试

断层破碎带岩性复杂、节理发育,为维护破碎带影响范围内巷道围岩稳定性,降低突水风险,常对其进行超前注浆加固。以淮南潘二煤矿F1断层为例,提出采用钻孔光纤及电法测试技术,对巷道掘进过程中断层破碎带注浆加固稳定性进行动态监测和分析。根据巷道掘进速度,定期采集钻孔应变和电阻率数据,分析了应变及电阻率分布特征及演化规律,指出断层破碎带注浆加固后场源变化特征与正常岩层区段具有明显差异性,表明注浆加固将有效改善破碎区段岩层物性。根据光缆应变分布及电阻率分布特征,结合巷道围岩地质属性,认为断层破碎带注浆加固后稳定性得到有效提升,断层活化变形程度较小。     

砂泥互层地层断裂带结构特征及控油作用

通过露头区解剖、三维地震解释、测井曲线识别、岩心观察和薄片鉴定,对松辽盆地杏北油田葡萄花油层砂泥互层地层断裂带内部结构特征进行研究;建立基于测井曲线综合响应的断层破碎带厚度预测模型,进而探讨断裂带结构特征对断层边部剩余油富集和开采的控制作用。结果表明:断裂带由断层核和破碎带两部分组成,其中断层核发育泥岩涂抹的分段生长结构,破碎带发育破碎、滑动和变形3种特征;断层垂向上在葡Ⅰ4小层发生分段,造成系统取心井钻遇3个断点,其中断点1发育砂岩变形带的断层端部破碎带,断点2发育泥岩涂抹的主断层核,断点3发育泥质角砾岩和方解石充填泥岩裂缝的次断层核;断层面两侧随着距断层核距离增加破碎带微构造密度和碳酸盐含量逐渐降低。     

断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋技术

为改变断层破碎带段隧道结构抗震"大震偏弱"的现状,提出了二衬防垮塌单层配筋抗震技术,并建立了断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋准则。在汶川地震隧道震害资料分析的基础上,主要采用有限差分数值模拟技术,对罕遇烈度情况下错动断层与非错动断层2种情况进行研究,确定了断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋等级及范围。研究结果表明:断层错动条件下,上盘距离断层2D(隧道跨度D)范围内和下盘距离断层1.5D范围内,二衬需双层配筋;上盘距断层2D~3D范围内和下盘距离断层1.5D~2.5D范围内,二衬需采用单层配筋。非错动断层条件下,设防烈度7度时,无需采用抗减震措施进行设防;设防烈度8度时,两侧距断层1D范围内需采用单层配筋;设防烈度9度时,两侧距断层约2.5D范围内需采用单层配筋。研究成果对断层破碎带段隧道结构抗减震技术的发展具有重要意义。     

音频大地电磁法(AMT)勘探在公路隧道围岩划分中的应用

该文讲述了音频大地电磁法勘探在阿尔金山公路隧道中的实际应用。依据音频大地电磁法(AMT)的带地形二维非线性共轭梯度(NLCG)反演结果,探查地质构造位置、性质、倾向及破碎带宽度,查清是否存在隐伏断裂等地质构造;划分出不同地层岩性、岩带的分界线并查明其接触关系及完整性;查明相对软弱岩体在隧道洞身段的分布形态特征;查明地下水发育特征,并进行赋水性分析;针对不同地层岩性或同一岩性的富水性、完整程度不同分段提供电阻率等物性参数。把电阻率异常带和地调、钻孔勘探成果相结合,综合划分隧道围岩级别,为隧道设计和施工提供依据。     

巷道组过断层围岩控制技术研究

以深井巷道组过特大型断层(落差大于100m)破碎带为工程背景,采用数值模拟的办法对比分析了正常地层和断层破碎带中巷道组围岩的力学特征以及相互影响;结合断层破碎带围岩的实际情况,建立了"早预测、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测、防突水"的断层带施工技术和综合保障体系,形成超前物探、超前加固、微震开挖、分步动态支护等综合配套技术,保证了巷道的施工安全。     

隧道穿越高烈度地震区断层带围岩地震响应分析

考虑地震荷载特征及隧道特点,运用多点同时激振的动力时程分析方法,采用结构面单元与实体单元组合模拟断层带的方法,研究了某穿越断层破碎带铁路隧道在未支护条件下的动力响应特性。分析了沿隧道横向、纵向和竖向激振地震动工况下与断层破碎带接触部位所产生的位移差、加速度放大倍率和屈服单元等。结果表明：结构面单元与实体单元组合合理模拟了断层破碎带的地震响应特性;地震运动引起断层破碎带接触部位产生明显的位移差,横向输入地震动时位移差值最大,达到51.8 mm,而沿纵向和竖向输入时,位移差值仅为横向输入的44.3%和23.1%;同一高程处断裂带的加速度放大倍率明显大于混合花岗岩;断裂带与混合花岗岩过渡段出现明显的剪切屈服区域,且横向、竖向输入地震动时尤其突出;断层破碎带对隧道在地震动作用下的响应规律影响显著,穿越断裂带隧道的断裂带部位与过渡段为抗震设计控制性区域,应深入加强抗震措施研究。     

断层破碎带软岩巷道支护技术

为软岩巷道过断层破碎带支护技术研究提供有效技术支撑,采用理论分析、岩石三轴压缩试验、围岩表面变形监测和MIDAS/GTS数值模拟,分析断层破碎带对巷道表面变形的影响.以红庆梁煤矿回3-1煤辅运大巷1088 m处断层破碎带为工程背景,提出将原矩形断面更改为直墙半圆拱形断面和锚网索喷+"U"型钢支架的联合支护方法.研究结果表明:选择断层核心区域的1个观测断面进行围岩表面变形观测,并与数值模拟结果进行对比分析,数值模拟结果与现场实际监测数据基本一致.施工至断层破碎带20 m范围内配合注浆对围岩进行加固,确保安全通过断层破碎带.     

岭脚隧道受断层破碎带影响区域开挖方式数值分析

隧道施工时如果遭遇断层破碎带,围岩通常较为破碎,对隧道安全施工造成很大隐患,选择科学、经济、合理的施工方案就显得尤为重要。岭脚隧道受断层破碎带影响,引发涌水、突泥地质灾害。为选取合理的开挖方式,本文通过数值模拟分析,对该隧道受断层破碎带影响区域进行不同开挖方式的模拟,通过对数据进行对比分析,得出适合该隧道的开挖方式。     

跨逆断层隧道应力影响因素的数值模拟分析

采用MIDAS-GTS数值模拟软件来研究断层错动对跨断层隧道的影响。考虑断层倾角、断层破碎带宽度、围岩级别和衬砌级别4个影响因素。采用正交试验法设计数值模拟试验,模拟隧道的位移和应力变化,对所得数据采用极差分析方法进行分析,得到以下结论：影响跨断层隧道拉应力的主要因素为断层破碎带宽度;影响跨断层隧道压应力的主要因素为围岩级别。     

断层破碎带影响下隧道的震害分析

断层破碎带对隧道震害影响巨大,利用FLAC3D数值计算方法,研究了不同空间方位断层破碎带影响下隧道的地震破坏规律。研究结果表明:含断层破碎带是隧道震害发生的主要影响因素;在相交断层破碎带处,与隧道横断面大角度相交的工况比小角度相交的工况不利,且破坏的部位发生在与断层破碎带相交的位置;在非相交断层破碎带处,倾角为30°的工况最不利,且隧道破坏发生在左边墙肩部和右边墙角部,位于地震波输入的水平和竖直扰动的剪切波和疏密波的合力方向。     

基于水-岩相互作用的富水断层破碎带隧道突涌灾害演化特征

为研究开挖卸荷和水力荷载耦合作用下富水断层破碎带隧道突涌灾害演化特征,以沈白高铁西谷隧道工程为依托,考虑不同富水破碎带构造形式及地下水赋存特征,开展隧道突涌灾害演化过程研究。基于水-岩相互作用原理,建立三维离散元粘合块体-裂隙流耦合模型,明确不同地质构造特征下的隧道突涌灾害模式,分析破碎岩体裂隙扩展和地下水渗流的时空演化规律。研究结论有:(1) 引入粘合块体模型和裂隙流组合模型,建立了富水断层破碎带水岩相互作用力学模型,再现了富水破碎带隧道突涌灾害演化过程。(2) 不同富水破碎带构造形式引起的突涌灾变模式差异显著,且具有不同的触发条件和表现形式。断层破碎带倾角为45°时,破碎岩体沿掌子面下部溜塌涌入隧道,倾角为90°时,围岩向掌子面挤出,倾角为-45°时,表现为拱顶围岩垮塌。(3)富水破碎带突涌灾害程度随着水头增大而加剧,其中倾角为-45°时,突涌灾害程度受水头高度的影响最显著,倾角为90°时,水头高度影响相对较弱,但突涌灾害程度最严重。     

高密度电法对不同溶洞探测效果模拟

在高密度电法勘探中,不同性质的溶洞其反演电阻率特征有差异,往往会导致实际勘探出现困难。根据实际地质情况建立了三个溶洞模型:充水型溶洞、充泥型溶洞及未充填型溶洞。对三个溶洞模型进行数值模拟,对比了不同模型的地电响应特征;然后对每个溶洞模型表面增加一层破碎状溶壳,分析了溶壳对溶洞正反演结果的影响;最后将实际资料与数值模型结果对比分析,进而解释了实际资料中溶洞异常特征产生的原因。结果表明:充填型溶洞在反演结果中的反应比未充填型溶洞灵敏很多,破碎状溶壳对未充填型溶洞探测效果的影响远大于充填型溶洞,破碎状溶壳包围的空洞在反演结果中表现的异常形态不明显,在野外实际探测中很难准确探测。     

回采工作面断层附近岩石突出的数值模拟研究

本文应用数值模拟方法研究了在矿压条件下回采工作面断层附近的应力和塑性区变化以及岩石冲击机理。采用了非线性平面应变模型；设计了不同断层带宽度、倾向和倾角以及不同应力状态的五种方案，利用ＡＤＩＮＡ有限元程序（模式７）进行计算，结果在明，断层破碎带造成的应力异常集中和塑性区突变是发生岩石冲击的根本原因。断层带宽度、倾向和倾角对岩石冲击危险性均具有较大的影响。     

贵州省赫章县三万坪铅锌矿成矿机制

通过野外地质调查、室内分析、地球物理等手段综合分析贵州省赫章县三万坪铅锌矿的成矿机制,结果表明:铅锌矿的形成主要受断层控制,主要产于断裂旁侧的次级破碎带及层间破碎带中,矿床为改造型中低温热液矿床;地层、围岩、构造、蚀变、地球物理异常标志是有效的找矿标志。     

可控源大地电磁法在地质灾害勘察中的应用研究

基于石膏矿产的物性特征,根据断层(破碎带及含水裂隙)和矿体上覆的淋滤灰岩富含水特性差异,在视电阻率曲线上呈现良导电的低电阻率反映,推断和解译矿体周围岩体含水性分布情况及断层位置,取得了较好的地质效果。实践证明,可控源大地电磁法是一种可靠的、理想的矿山地质灾害勘察物探手段。     

激电测深在南方某矿床找铀矿中的应用

南方硬岩型铀矿找矿工作开展了多年,前人取得了丰硕的找矿成果,由于受仪器设备较落后及技术手段不足的局限性,前人所找矿体均为中浅部矿体,于是应用适当的物探方法查找深部隐伏铀矿体成为未来的主要找矿方向;南方硬岩型铀矿体大多受断裂构造、层间破碎带及硅化破碎带控制,矿化蚀变发育,铀矿体所处地电异常环境呈现出低阻高极化或高阻高极化电性特征。大功率激电测深通过测量各测点由浅至深的视电阻率和视极化率,综合分析视电阻率和视极化率断面图,查找深部有利铀成矿地电异常环境,为下一步找矿工作的部署提供重要的参考依据。     

青云山隧道F9断层超前帷幕注浆加固施工技术

青云山隧道地质结构复杂,并穿越12条断层破碎带,其中F9断层为所有断层破碎带中长度最长、预测涌水量最大、围岩渗透系数最大的断层破碎带,且由于实际断层位置与设计位置存在很大的偏差,于3月12日发生突发生特大涌水,结合涌水发生的原因分析,针对断层采用了超前帷幕注浆加固方法通过该断层,本文详述了帷幕注浆参数的确定、注浆方法的选定与优化、注浆质量控制与注浆效果检查等,并结合施工过程总结出存在的不足和持续改进措施,为今后隧道经过类似断层施工提供一定的参考。     

浅谈综采工作面过漏顶、断层破碎带

本文以大同煤矿集团大斗沟煤业公司14#层416盘区81606大采高工作面过漏顶、断层破碎带为例,介绍了综采工作面过漏顶、断层破碎带的经验。     

富水软弱围岩隧道穿越断层破碎带的稳定性分析及施工技术

研究了富水软弱围岩隧道穿越断层破碎带围岩稳定性影响问题及施工技术.以国家一带一路重点项目云南临沧临翔至清水河高速公路马家寨隧道工程为依托,通过有限元软件MIDAS GTS NX分别建立不同断层破碎带夹角、倾角的隧道三维有限元模型,对隧道围岩稳定性进行分析,并提出相应处治措施.研究结果表明:拱顶沉降、仰拱隆起及周边收敛均呈现出先增大后减小的现象,说明距离断层越远,对围岩稳定性影响越小;围岩变形的突变范围均随着断层倾角、夹角增大而减小;不同断层倾角、夹角工况下围岩应力均为压应力;断层处围岩应力明显小于周围围岩,围岩应力分布状态发生改变;断层破碎带对富水软弱围岩隧道围岩稳定性影响较大,应加强地质预报并采用全断面超前帷幕注浆堵水方案.     

大地电磁二维正演响应特征试算

采用基于有限差分的大地电磁二维正演程序,分别对单个低阻异常体、高低阻复合异常体和断层两侧高阻异常体模型进行了模拟计算,对比TE、TM视电阻率和相位特征以及TP振幅的响应规律进行模拟归纳并且总结出大地电磁二维正演的响应特征,为大地电磁方法的设计和数据解释提供参考与借鉴.通过计算结果表明:在二维大地电磁测深正演响应特征中,TE、TM视电阻率和相位以及TP幅值展现出不同的形态,其中TE模式可以更好地分辨纵向地质体异常,TM模式可以更好地分辨横向地质体异常.