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液态CO2爆破煤层增透最优钻孔参数研究
作者(Author)：周西华,门金龙,宋东平,李诚玉
关键词(KeyWords)：数值模拟,瓦斯抽采,增透,液态CO2,爆破,钻孔参数
摘要(Abstract)：爆破钻孔参数的选取是消除爆破空白区域、提高爆破增透和瓦斯抽采效果的关键。监测液态CO2爆破过程中爆破器主管内高压气体压力时程曲线，研究液态CO2爆破煤层增透机制，并建立FLAC3D数值模型，研究结果表明:在水平层理上单孔液态CO2爆破有效影响半径为出气孔方向6m和出气孔法向4m;控制孔明显增加多孔连续爆破裂隙区范围。采用数学计算和数值模拟2种方法确定多孔连续爆破最优钻孔参数为:爆破器间距5 m和爆破孔间距7.5 m。进行井下液态CO2爆破试验，爆破后煤层透气性系数提高17.49-22.76倍，瓦斯抽采浓度提高3.16倍，瓦斯抽采混量提高1.71倍。介理选取液态CO2爆破钻孔参数，为井下节约爆破成本和达到最佳爆破效果提供参考。
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隧道围岩的复合结构特性及其荷载效应
作者(Author)：张顶立,陈立平
关键词(KeyWords)：隧道工程,复合围岩结构,深浅层围岩,分组破坏特性,荷载效应
摘要(Abstract)：基于地层岩土体的结构性和工程扰动特点，建立复合隧道围岩结构模型，提出围岩结构稳定性及其荷载效应的计算方法，实现荷载结构模型与地层结构模型的耦合。隧道施工引起的应力释放伴随着应力的转移，通常是山围岩中的压力拱实现传递的，表现出围岩的渐进破坏特点，按其稳定性特点可将围岩分为浅层围岩和深层围岩;深层围岩破坏的小连续性和阶段性本质上是山其分组特性所致，而每一组围岩则呈现同步或几乎同步运动的特点，并且一组围岩的失稳随即在其外侧形成一组新的岩层结构，用以维持其外部围岩的稳定，表现为随时空转化的复合拱结构模式;每组深层围岩通常是山“结构层”和“荷载层”构成，其中分层厚度较大、强度和刚度相对较高的岩层作为结构层控制着整组围岩的稳定性，通常位于围岩组的内侧，而厚度较小、强度和刚度也较低的岩层则作为荷载层而作用在结构层上。揭示结构层的失稳机制并给出相应的判据;明确提出复合隧道围岩结构的荷载效应是山浅层围岩的给定荷载和深层围岩的形变荷载组成，给定荷载取决于浅层围岩范围和性质，而形变荷载组取决于对结构层控制位态和传力岩层的刚度条件。
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受载岩石能量演化的围压效应研究
作者(Author)：张志镇,高峰
关键词(KeyWords)：岩石力学 ,能量演化 ,围压效应, 三轴压缩, 能量路径
摘要(Abstract)：能量演化贯穿于岩石变形破坏的全过程，为了探究围压对受载岩石能量演化特征的影响规律，对红砂岩试样进行6种固定围压下的轴向加、卸载试验，揭示岩石弹性能和耗散能演化及分配规律的围压效应，并探讨工程采动岩体的能量演化路径。研究结果如下:(1)提出岩石储能极限、最大耗散能密度、残余弹性能密度3种特征能量参数，可分别表征岩石的能量积聚、耗散和释放行为特征;(2)峰前主要表现为能量积聚，峰后主要表现为能量耗散和释放，但随着围压的增高，岩石储能极限大致呈幂指数增长，残余弹性能密度呈线性增加，最大耗散能密度呈幂指数增加，表明围压增大了能量输入的强度，减弱了能量释放的烈度;(3)围压越大，弹性能比例在峰前阶段越大，在峰值破坏时下降幅度越小，在峰后阶段二次上升所达到数值越接近于峰前值，表明围压提高了能量积聚的效率，提升了岩石破裂重组后的储能能力;(4)工程采动岩体失稳破坏的能量路径是增加储能水平和降低储能极限2条途径的组合，能量路径斜率越大，越容易因为围压的突然卸载而发生强能量释放行为。
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三峡库区万州区滑坡灾害易发性评价研究
作者(Author)：张俊,殷坤龙,王佳佳,刘磊,黄发明
关键词(KeyWords)：边坡工程,滑坡,易发性评价,信息量模型,逻辑回归模型,快速聚类模型
摘要(Abstract)：滑坡灾害易发性研究在滑坡灾害风险管理与城市规划等方面具有非常重要的现实意义。以往的研究中，鲜有对指标因子状态划分作有关深入分析和讨论的。鉴于此，以滑坡灾害频发的三峡库区万州区为研究对象:首先，选取影响滑坡发生的7个致灾因子(地层岩性、地质构造、水系分布、坡度、坡向、坡体结构及土地利用)作为滑坡易发性的评价指标，依据各指标条件下滑坡累计发生频率曲线斜率的变化，并结合滑坡面积比和分级面积比曲线对指标因子的状态进行分级;其次，根据全区655个历史滑坡数据，分别运用信息量模型和逻辑回归模型建立各自的滑坡易发性评价体系;再则，采用快速聚类法(K-means cluster)对以上2种方法所得到的易发性结果进行分级，并基于GIS平台，得到全区滑坡易发性区划图;最后，从模型结果、精度、适用条件等方面对2个模型进行讨论和比较，研究结果表明:信息量模型和逻辑回归模型的预测精度分别为73.0%和54.9%，前者预测能力要优于后者。
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跨断层隧道围岩渐进性破坏模型试验及数值模拟
作者(Author)：徐前卫,程盼盼,朱合华,丁文其,李元海,王婉婷,罗云
关键词(KeyWords)：隧道工程,软弱围岩,渐进性破坏,模型试验
摘要(Abstract)：断层及其破碎带是隧道开挖过程中常见的小良地质现象，也是围岩小稳定且容易出现事故的地段。以山区隧道施工中常见的工V级围岩为参照对象，利用地质力学模型试验和数值模拟研究跨断层隧道施工过程中围岩的渐进性破坏过程及其受力变形特性。研究结果表明:(1)位于拱顶之上的断层下盘岩体在隧道开挖后呈悬挑状态，且在靠近断层部位易出现拉裂缝;(2)隧道开挖使得上覆荷载向隧洞左、右两侧转移，从而导致拱腰以下的岩体和和率先剪切破坏，尤以断层下盘一侧岩体为甚;(3)隧道开挖将引起围岩应力重分布，若调整后的围岩应力超出岩体自身强度极限时，洞周岩体就会塌落成拱，且位于塌落范围内的岩体切向应力呈“跌落式”下降，此特征可用于判断岩体塌落范围;(4)隧道开挖后，山于断层的阻隔作用，岩体应力在跨越断层上、下盘时呈小连续、非线性分布的特征。
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降雨-蒸发条件下膨胀土裂隙演化特征试验研究
作者(Author)：曹玲,王志俭,张振华
关键词(KeyWords)：土力学,脱湿过程,降雨,蒸发,膨胀土,裂隙,图像识别
摘要(Abstract)：为了解裂隙演化规律，在实验室模拟降雨一蒸发条件，开展一系列干湿循环作用下的膨胀土裂隙演化试验，记录土样干缩开裂、湿化愈合的动态演化过程。利用裂隙图像识别程序对裂隙面积率等参数进行定量分析;采用灌蜡法，观察裂隙最终形态并测量了裂隙的体积。试验结果表明:脱湿过程中裂隙发育分为缓慢一快速一缓滞增长3个阶段，其中，快速增长II阶段可完成整个裂隙发育的80%}90%;当土样基质吸力接近进气值时，土体开始出现裂隙，当含水率w接近缩限值时，裂隙发育接近停滞;干湿循环过程中，新生裂隙并不一定会在原裂隙处产生;干湿循环效应表现为:裂隙在干湿循环的作用下会逐步发育，主要体现在裂隙面积率与裂隙条数的增加，但随着裂隙发育的反复开裂、愈合使得膨胀土体结构趋于松散，拉应力势能储备逐渐降低，后期的干湿循环过程中，裂隙率、裂隙分维等形态参数会趋于稳定。灌蜡法测得裂隙体积167.8 cm3，约占试样总体积的4.8%，这一方法具有设备简单、操作性强的优势，为测量裂隙体积、观测裂隙三维形态提供了新的思路。
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基于微震监测技术的岩爆预测机制研究
作者(Author)：马天辉,唐春安,唐烈先,张文东,王龙
关键词(KeyWords)：岩石力学,深埋隧洞,微震监测,岩爆,微破裂前兆
摘要(Abstract)：以锦屏二级水电站岩爆高发洞段作为研究对象，采用微震监测技术作为岩爆监测预警手段。通过对比现场实际情况和微震监测结果，揭示出微震的时空演化与岩爆之间的关系;通过岩体损伤过程特征提取对应的微震监测事件，总结出微震事件密度云图、微震事件震级与频度的关系、微震事件震级、能量集中度等微震监测指标规律，并以地震学中的原理作为岩爆判断基础，提出4个岩爆判据。现场应用结果表明:在深埋岩体隧洞中，岩爆的时间、空间、强度等分布存在较明显的规律性，微震活动对岩爆事件普遍具有时间优先性和空间一致性，应用该岩爆判据能够达到岩爆危险区域的精确预测，为隧洞的岩爆预测和微震监测预警提供依据。
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基于SEM图像的软土三维孔隙率计算及影响因素分析
作者(Author)：徐日庆,邓祎文,徐波,来剑平,詹学贵,徐丽阳,陆建阳
关键词(KeyWords)：土力学,微观结构,SEM图像,阈值,三维孔隙率
摘要(Abstract)：为获取丰富的SEM图像信息用于土体微观结构研究，对杭州紫金港软土进行大量的SEM图像扫描。通过分析软土SEM图像的特点，建立三维空间计算模型，首次提出利用工mage-Pro Plus(IPP)软件计算软土三维孔隙率的方法，并分析计算步距、放大倍数、闭值大小、分析区域大小等对软土三维孔隙率计算结果的影响。研究结果表明:计算精度跟步距大小有关，步距越小精度越高，采用步距2有利于兼顾计算容量和精度要求;对软土三维孔隙率放大倍数宜采用1 200士300倍;闭值取值跟放大倍数有关，放大倍数越大闭值也应相应增加;分析区域而积小宜太小，能有效反映整张图像信息的区域而积应占图像总而积的70%以上。
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盾构推进引起地表变形及深层土体水平位移分析
作者(Author)：梁荣柱,夏唐代,林存刚,俞峰
关键词(KeyWords)：土力学,盾构施工,Mindlin解,地表位移,水平位移
摘要(Abstract)：基于弹性力学Mindlin解，考虑刀盘挤土效应产生的切口正面附加压力、软土地层中具有软化特性且不均匀分布的盾壳侧摩阻力、及同步注浆压力引起的地层位移，结合土体损失引起的地层位移，得到盾构施工期间地表竖向位移及深层土体水平位移解答。经与3个工程实测结果进行对比，该方法计算结果与实测数据较为吻合，基本可以反映盾构施工引起的地层位移变化规律。分析结果表明:盾构前方土体在盾构施工作用下产生隆起，其形态基本接近正态分布曲线;较大的注浆压力亦引致地表土体隆起;深层土体在盾构施工期间受到挤压，向远离隧道轴线运动，其最大水平位移量在盾构轴线附近。
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含层理岩石的AE特征分析及基于Kaiser效应的地应力测试研究
作者(Author)：张东明,白鑫,齐消寒,张先萌,易理德
关键词(KeyWords)：岩石力学,破坏特征,声发射特征,Kaiser效应,地应力
摘要(Abstract)：地应力是引起岩体开挖工程变形和破坏的根本作用力，是进行围岩稳定性分析的必要前提条件，也是控制煤与瓦斯突出的主要因素之一，获取煤层地应力参数对于提高瓦斯抽采效率及防治煤与瓦斯突出具有实际意义。 1959年E. J. Kaiser发现多晶金属的声发射应力记忆功能后，R. E. Goodman证明岩石在加载过程中同样存在Kaiser效应。D. A.Lockner指出单轴压缩试验中应力大于岩石峰值强度的70%时，Kaiser效应可能失效。在国内，陈忠辉等利用损伤模型建立了岩石声发射Kaise效应表达式，王宏图等、周小平等、姜永东等分别应用岩体地应力椭球、岩体结构分析法和弹性力学理论对多方向取样所得分应力与主应力之间的关系进行了深入研究。王立君等研究了岩石非均质性对Kaise:效应的影响。李彦兴等应用Kaiser效应对非均质性、各向异性储层地应力进行测量。王小琼等认为岩石试件AE特征可分为摩擦型和破裂型，对摩擦型AE进行合理处理也可以应用于Kaise:效应地应力测试。谢强等研究认为加载方向对细晶花岗岩Kaiser效应有一定影响，加载方向变化大，则Kaiser效应越弱。目前，江小城等对各类岩石声发射Kaiser效应地应力测试分析方法及应用进行了大量研究。但是对于岩石Kaiser效应的研究大多没有考虑岩石含层理情况，而煤层、页岩等含层理沉积岩系地应力测试有较大的实际意义。为此，本文结合白皎矿2461工作面地应力测试需要，分析了沉积岩系含层理岩石试件的力学及破坏特征、声发射特征，研究Kaiser效应点的综合判断方法，基于声发射Kaiser效应进行地应力测试。
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