大型三维地质力学模型试验系统研制及其应用研究

为研究泥灰岩隧道开挖诱发突涌水灾害机制及信息演化规律，以兰州至海口国家高速公路秦峪隧道为工程依托，研制泥灰岩隧道围岩相似材料，研发大型隧道突涌水三维地质力学模型试验系统。该系统可实现低频周期循环加卸载、数据自动化采集，可提供稳定水压加载，基于Python编程语言开发了隧道突涌水灾害预警系统，在此基础上开展泥灰岩隧道突涌水灾害演化过程模型试验。研究结果表明： 1）隧道开挖扰动会破坏围岩压力与渗透水压力之间的平衡，致使隔水围岩内产生微裂隙并扩展贯通，进而发生突涌水现象； 2）当发生突涌水现象时，隔水围岩压力、渗透水压力及位移均会发生明显的突变现象，围岩压力及渗透水压力最大释放率分别为18.6%、73.35%，最大位移量为0.18 mm； 3）泥灰岩相似材料能够较好地满足试验需求，证明了隧道突涌水三维地质力学模型试验系统的稳定性及可靠性。     

超前地质预报在翔安海底隧道中的应用

研究目的:本研究旨在提高超前地质预报的精度和加快隧道施工进度,准确地预报出隧道掘进前方不良地质体的规模与位置,在施工中最大程度地减少工程投入和人员伤亡,同时也为今后隧道的超前地质预报提供有意义的借鉴.研究结论:得到一个精度高的预报结果需要满足以下条件:(1) 在丰富的地质知识基础上需要对隧道所在地的地质构造及不良地质体进行现场地质调研,在此基础上应用各种物探方法进行定量预报和相互验证.利用物探方法探测时,首先要得到准确的现场探测数据.(2) 在数据处理过程中需要处理人员有丰富的物探知识,能够正确确定各种参数的数值.(3) 解译时要求解译人员有丰富的地质知识能够消除物探结果的多解性.     

极浅埋大跨度连拱隧道地表沉降模型试验研究

长城岭隧道是双向6车道大跨度连拱隧道,最大埋深为5m,下穿古齐长城遗址,为了保证地表文物不受施工扰动破坏,地表沉降控制尤为重要．通过地质力学模型试验,按照施工设计开挖和支护方式对施工过程中产生的地表沉降进行预测研究,分析了施工措施对地表沉降的影响规律,得到了地表沉降的量值和分布特征．     

连拱隧道模型试验中的量测方法应用研究

为准确采集地质力学模型试验中的试验数据,以连拱隧道的模型试验为例,研究采用压力盒、数码图像分析系统、自制沉降板等仪器以及基于图像相关分析的模型试验变形场量测方法,进行应力、应变及变形场的量测。通过对量测结果的分析对比表明,数码图像分析量测技术应用于岩土工程的模型试验,所测变形场规律性好,与试验过程中各种现象拟合好,与对应点沉降板的测量结果很接近,并且与传统方法相比,量测变形场范围广,对模型试验本身基本无扰动和影响;在一定变形范围内,模型试验无需布设任何实际量测标点或描画网格,直接利用数码图像分析方法,是一种简便有效且经济实用的变形场非接触量测方法。多种量测方法的应用实现了真正意义上的连拱隧道三维地质力学模型试验应力及变形场的量测,取得了令人满意的效果。     

遥感构造地质解译方法及应用

用地质力学原理对遥感图像上的构造形迹进行力学性质分类，分出压性、扭性及张性等断裂构造．在秦岭山区发现了宝天铁路所经过的渭河河谷大断裂和宝鸡广元段嘉陵江上游河谷大断裂，从而对山区河谷铁路多地质灾害有了明确定论，为今后工作提供借鉴．     

TSP-202超前地质预报系统在新倮纳隧道施工中的应用

通过TSP-202超前地质预报系统在新倮纳隧道施工过程中的应用，结合地质力学方法，对TSP-202系统的基本原理、工作过程、探测中应注意的问题等进行了初步的探讨，对今后TSP-202系统的应用有一定的参考和借鉴作用。     

滑坡地段隧道变形的地质力学模型及工程防治措施

研究目的:在山区铁路中,有很多隧道都修建在山体斜坡内,这些隧道常常会发生变形开裂等病害。调查表明,隧道变形病害与所在斜坡出现滑坡现象密切相关,并且严重危及铁路行车安全。针对这一问题,本文对隧道变形特征、滑坡与隧道变形的相互关系以及有效的工程防治措施等方面进行了研究。研究方法:在对滑坡地段近30座施工和运营隧道进行调研的基础上,根据隧道与滑面的相对位置关系及相应的隧道变形特征,建立地质力学模型。研究结果:建立了分析滑坡与隧道变形相互关系的4类地质力学模型,分析了4类模型的受力模式和变形特征。结合4类地质力学模型和工程实例,给出了针对隧道变形的不同特征选择工程防治措施的具体方法。研究结论:(1)隧道与滑面的相对位置关系是决定隧道变形特征的主要因素;(2)工程防治措施应与隧道的变形特征相结合。     

蓄水引起的库区边坡失稳分析

分析了地下水对岩土体的作用,并进一步分析了蓄水引发的岸坡失稳,提出了岸坡失稳的3种类型:(a)坡脚淘刷型失稳破坏,(b)岸坡冲刷型失稳破坏,(c)浸水湿化型失稳破坏。岸坡失稳过程中,地下水起的作用为孔隙压的机械效应和力学效应以及化学效应引起的湿化和软化。对岸坡稳定性的最大影响因素是构成岸坡的岩土体的物理力学性质。地下水的湿化和软化作用,使岸坡物质容重增加的同时降低了物理力学性能,由此诱发的岸坡失稳往往具有突发性。     

新型岩土相似材料的力学试验研究及应用

介绍了国内外近几十年来岩土工程地质力学模型试验相似材料的研究现状,并分析了它们的优缺点.结合西部几个重大的隧道及地下厂房的地质力学模型试验研究,给出了一种新型的岩土工程相似材料,由铁精粉、重晶石粉、石英砂、松香酒精溶液等材料经一定的配比研制而成.通过实验室的单轴抗压强度试验、假三轴试验、巴西试验等经典力学试验研究这种复合材料在不同配比条件下的力学特性,从而使这种复合材料能用于不同工程的物理模型试验,并成功用于某大型分岔式隧道的三维地质力学模型试验中.试验结果证明,这种新型岩土相似材料能很好的满足不同工程物理模拟的需要,值得在以后的模型试验中得到推广.