深埋隧道前方承压溶洞隔水岩体最小安全厚度研究

来源 :中南大学学报:自然科学版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong559
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针对深埋隧道掌子面前方承压溶洞突水问题,采用COMSOL数值模拟分析方法,模拟深埋岩溶隧道开挖和突水过程。研究隧道开挖过程中围岩渗流场信息变化规律和塑性区分布特征,结合掌子面主应力差和最大水平位移的变化,提出隔水岩体最小安全厚度确定方法,并通过与模型试验对比,验证数值模拟结果的有效性。分析溶洞直径、溶洞水压、隧道埋深和隧道跨度对隔水岩体最小安全厚度影响规律。基于多元线性回归理论,建立深埋岩溶隧道隔水岩体最小安全厚度预测模型。研究结果表明:对隔水岩体最小安全厚度HS影响程度最大的是溶洞水压P,其次是隧道埋深
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为了给我国高放废物地质处置地下实验室工程设计提供应力边界条件,采用水压致裂法,在场址内部的4个钻孔中进行地应力测量,完成90段压裂试验和34段水压裂隙印模试验,根据测得的地应力及其方向,揭示场址应力场的分布特征。基于场址地应力分布规律,结合室内测定的场址岩石启裂应力参数,根据地下实验室初步设计方案,进行地下实验室主体结构受力行为数值模拟。研究结果表明:场址岩体地应力随深度的增加表现出逐渐增大的趋势
在定期随访的医学研究或临床实验中,人们经常会收集到高维区间删失数据,如何对这类数据进行降维是一个非常有意义的问题.本文基于Kolmogorov-Smirnov检验统计量,利用分割和融
为研究无症状病人对疾病传播的影响,本文研究了一类带有无症状病人的SIsIa传染病模型,得出基本再生数和平衡点的存在性.通过选取恰当的Lyapunov函数和Dulac函数,利用Lasalle
针对深部岩块几何特征复杂并处在高地应力环境中的工程实际,研究不同轴向静应力和变截面率对岩石应力波频散特性的影响。制备不同变截面率的红砂岩长试件,采用动静组合加载装置,进行不同轴向静应力下的应力波传播试验。采集不同测点处的应力波时域信号,分别进行快速傅里叶变换和小波包变换,研究轴向静应力与变截面率对红砂岩的应力波频谱、主频及频带能量的影响,以频域的角度表征应力波传播衰减机理。研究结果表明:随着轴向静应力的增大,应力波频谱峰值先大幅下降后趋于平缓,其几何衰减速率随变截面率增加的变化趋势由上升变为下降;应力波主
通过自主研发的冲击岩爆实验系统,开展单向、双向和三向扰动诱发岩爆的实验,研究不同扰动方向条件下冲击岩爆实验碎屑的质量、粒径、Weibull分布和分形特征,探讨扰动方向数量的增加对冲击岩爆的影响。研究结果表明:单向、双向和三向扰动条件的冲击岩爆实验碎屑破碎程度均较高,呈现明显片状特征;随着扰动方向数量的增加,岩爆破坏碎屑的破碎程度降低,形成碎屑所耗散能量减少,说明扰动方向数量增多对冲击岩爆的剧烈程度具有阻碍作用。
为研究在不同荷载条件下的隧洞岩石在动力扰动时的力学特性,基于霍普金森压杆(SHPB)系统耦合一套预加静载装置,对锦屏隧洞大理岩进行动态冲击断裂实验,探究在不同预加静载情况下,大理岩冲击荷载动力学特性及其静载对冲击破坏的影响。研究结果表明:加载过程的应力最大点往往滞后于应变最大点。因此,该试验系统得到的动拉伸强度比实际强度偏大;锦屏大理岩动态拉伸强度与冲击荷载加载速率之间呈正相关,且静载每增加1 MPa,大理岩动态拉伸强度减小约2 MPa;动压缩强度在加载速率较小时受静载影响较小,当加载速率较高时,静载10
为了研究深部煤系储层物性差异演化,对2 000 m深煤系储层岩体开展单轴、三轴压缩测试及声发射监测,定量分析煤系储层力学参数和声发射特征的围压效应。研究结果表明:尽管煤系储层峰值强度受天然裂缝影响离散性较大,但仍随围压变化表现出很强正向相关性;煤系储层弹性模量随围压的增长程度极为缓慢,当围压从0 MPa升高到50 MPa时,平均弹性模量仅增加2 GPa,且随着围压的升高,模量离散性逐渐降低;煤系储层在高围压下声发射平静期比低围压时的声发射平静期明显增加,说明围压对于煤系储层岩体的裂纹扩展与破坏有抑制作用;
针对地下采场围岩在冲击地压作用下失稳破坏问题,根据冲击地压诱发因素确定其力源条件,研发动静组合循环加载试验系统,该系统通过MOOG761高频响动态伺服阀控制对煤岩体实行单轴压缩、蠕变加载、动静组合加载与循环加卸载等多种应力路径加载试验,模拟工作面回采期间坚硬顶板破断、工程爆破等动力扰动影响对煤岩体损伤的过程。借助声发射系统采集煤岩体损伤过程能量特征参数,建立应力-应变曲线与声发射信号的对应关系,并对试样破坏能量演化过程进行阶段划分。研究结果表明:与常规单轴压缩试验相比,7.5 MPa静荷载水平组合强度均值
为了探究断层泥在注水诱发断层滑动中的作用机制及断层周边岩石的破坏程度,选取3种不同成分断层泥的断层(断层1中断层泥由75%石英砂和25%蒙脱石组成;断层2中由50%石英砂和50%蒙脱石组成;断层3中由25%石英砂和75%蒙脱石组成),开展室内高压注水双轴加载试验,研究注水诱发地震中含不同断层泥的断层滑动特征。采用验证后的COMSOL数值模型并结合岩石损伤理论,分析断层泥对平直和交叉断层周边岩石变形
建立煤体损伤增量本构模型和黏聚力软化模型,并采用Mohr-Coulomb破坏准则进行塑性变形修正,全面表征煤体的累积损伤破坏力学特征。采用C++语言编写FLAC3D软件的自定义本构模型动态链接库文件,通过循环快速加卸载实验对比验证新模型的准确性。模拟频繁扰动作用后巷道围岩的变形和破坏过程,并分析扰动次数和埋深因素对围岩破坏特征的影响规律,讨论频繁扰动造成的围岩冲击破坏孕育机理。研究结果表明:在地应力和频繁扰动应力共同作用下,造成巷道左帮破坏严重,围岩内部产生大量损伤区并形成多条连通的损伤带;随着扰动次数的