空间裂缝病害下铁路隧道衬砌结构安全性研究

基于现场检测结果,针对隧道衬砌裂缝病害,借助ANSYS有限元分析软件,采用荷载－结构法建立含纵向裂缝的隧道计算模型,考虑拱顶和拱腰部位裂缝,分析不同长度、深度裂缝对衬砌结构安全性影响大小,并总结不同规模裂缝下衬砌结构安全性的变化规律。结果表明:裂缝对裂缝附近区域结构的安全性危害最大,拱顶裂缝对衬砌结构的危害程度要远大于拱腰裂缝,且裂缝深度对衬砌结构安全性影响较裂缝长度更为显著,最后在此基础上提出了空间裂缝下衬砌结构安全性评判标准,对不同规模裂缝危害进行等级划分,为隧道相应的病害整治提供了依据。     

井下射孔强化压裂裂缝导流机理研究

煤矿井下水力压裂中经常出现裂缝扩展无序、闭合快等现象,导致裂缝导流能力较差,无法实现瓦斯的高效抽采。针对此问题,提出采用水射流射孔强化裂缝导流能力的方法,即采用高压水射流在煤孔段垂直于钻孔轴向射孔。采用FLAC3D分析了射孔周边煤体应力分布,结果表明,射孔尖端处存在耳状塑性区。根据最大主应力的准则判断,塑性区的存在可促使裂缝在射孔尖端处起裂。采用RFPA2D-Flow分析了不同水平应力组合下的裂缝扩展特性,结果表明,裂缝在射孔尖端处起裂后,在塑性区内沿水平方向延伸,然后平行于最大水平主应力方向延伸。视压裂裂缝面为粗糙面,基于Y模型分析了裂缝面微凸体分布规律。采用Hertz接触理论研究了两缝面单个微凸体接触受力状态,得出压裂裂缝面微凸体受力与裂缝闭合量呈正指数关系。基于N-S方程分析了真实压裂裂缝内瓦斯渗流速度分布,得出了煤岩体裂缝中瓦斯流量与裂缝面高度成立方关系。对比分析得出,射孔煤体周边应力明显小于不射孔煤体周边应力。通过以上分析得出,射孔导向裂缝在煤层中有序扩展,降低了煤岩体有效应力,减小了压裂裂缝的闭合量,实现了瓦斯长时高效抽放。     

轮南地区奥陶系天然裂缝的发育机理及其对流体活动的控制

地下天然裂缝是导致地质灾害的主要原因之一 ,其机理研究是防灾的基础。轮南地区奥陶系天然裂缝的埋深在 5 0 0 0m以下 ,其发育受多种因素控制 ,且在地质演化过程中经历了多期发育而成 ,发育机理非常典型、复杂。笔者通过观察、描述岩心的裂缝发育特征 ,分析了深度、温度、围压等的变化以及剥蚀、裂缝充填对地下岩体力学性质的影响 ;进而建立综合数学模型 ,对裂缝发育概率分布和发育特点做出预测 ;根据计算结果 ,分析了轮南地区奥陶系天然裂缝的发育机理 ;通过天然裂缝分布与井内流体测试结果的对比分析 ,探讨了裂缝分布对地下流体活动的控制作用。     

矿山排土场内部裂缝的雷达探测技术

矿山排土场出现裂缝后会直接影响到其自身稳定性,为了掌握排土场的安全状态和提出治理措施,就必须对排土场内部的裂缝分布进行了解.探地雷达作为一种物探设备与手段已经在公路和堤坝等裂缝探测工作中得到应用,将雷达探测技术引入到矿山排土场的裂缝探测中,从雷达探测机理和排土场裂缝物理特征上论证了该方法的适用性和可行性.解释了使用雷达探测的具体方法与过程,并提出利用雷达正演模拟来对探测图像的反演分析进行辅助解释,以提高探测精度和可靠性.对平川铁矿排土场的内部裂缝进行了探测实证,发现探测结论与已掌握的裂缝信息数据是基本一致的,说明了雷达探测技术在排土场内部裂缝探测工作中的实用意义.     

开采沉陷对矿区地表裂缝的采动累积效应分析

基于开采沉陷学和岩石力学理论分析矿区地表裂缝的采动累积效应。采用概率积分法、胡克定律和莫尔-库伦破坏准则等方法描述并量化地表拉伸裂缝的采动累积效应表征指标,提出了采动裂缝时间拥挤效应和采动延迟效应表征指标及采动空间拥挤效应表征指标。对研究区地表裂缝采动时间拥挤效应的实地观测与数值模拟分析结果表明,上下分层动态裂缝持续时间和永久裂缝显现时刻与地表移动活跃期吻合;采动空间拥挤效应分析结果表明,采动裂缝水平延伸长度、宽度和深度均比永久裂缝小,下分层开采裂缝比上分层发育,下山方向比其他部位裂缝发育。     

基于ANSYS的沉降后浇带裂缝成因分析

为了有效治理沉降后浇带裂缝引起的地下工程漏水问题,以云南某工程为例,使用理论分析与有限元软件ANSYS建立参数模型相结合的方法对后浇带裂缝进行分析,探究后浇带裂缝成因及发展趋势,结果表明:该工程后浇带在荷载作用下产生裂缝的理论最大宽度为0.1 mm,潜在的裂缝发展区域的发展值均小于0.3 mm,实际工程中无须对潜在裂缝进行特殊处理。在选用合适材料对后浇带裂缝处进行处理后,漏水问题得到解决,达到了提高建筑安全的目的,为类似地下工程裂缝的封堵提供一定参考。     

张家沟危岩裂缝变化规律及温度干扰排除研究

采用裂缝计对忠武管道张家沟段危岩裂缝进行了近3 a的相对位移监测,变形曲线经历了收缩-扩张的"类正弦"变化过程。由相关性分析可知,裂缝相对位移实测值与同期温度呈明显负相关性,因此可以推断温度是引起实测曲线呈年周期性变化的主要原因,且裂缝相对位移变化滞后温度变化3~12 h。根据这一特点,采用线性回归分析方法消除了由温度引起的岩体线弹性假象位移,反映了危岩裂缝变形的真实状态。     

框构桥裂缝产生的原因及结构安全性分析

本文首先介绍了框架桥的应用情况,指出框架桥结构是铁路提速后,大规模使用的一种下穿结构形式。进而介绍了由于设计、施工等几种常见的可能引起框架桥产生裂缝的原因,并以京九线某里程段的二孔框架桥出现裂缝情况为例分析了其出现裂缝的原因及裂缝的危害性。     

钢绞线锈蚀导致的混凝土开裂预测模型

为了研究钢绞线锈蚀对混凝土锈胀开裂的影响,通过加速锈蚀试验得到了6片不同锈胀裂缝宽度的混凝土梁,结合混凝土保护层锈胀裂缝宽度和锈蚀率等测试数据,对比分析了现有普通钢筋锈胀裂缝宽度模型的适用性。在此基础上,考虑开裂扩展速率及混凝土抗压强度的影响,建立了钢绞线锈胀裂缝宽度预测模型。结果表明:由于钢绞线是由7根钢丝相互捻指而成,钢丝之间会存在缝隙,且截面呈梅花状,与普通钢筋存在较大差异。现有的普通钢筋锈胀裂缝模型预测钢绞线锈蚀导致的混凝土开裂误差较大,超过53%;所建立的预测模型计算值与实测平均裂缝值的误差为12.1%,能够较好地模拟平均裂缝宽度与锈蚀率的关系。     

爆破和降雨作用下诱发含后缘裂缝岩质边坡失稳机制研究

为了探讨爆破和降雨对边坡失稳的影响,基于边坡实际结构,提出了将滑面分为后缘张拉裂缝段、中部锁固段、下部剪切滑动段。利用断裂力学理论,分析了爆破和降雨双重工况下的裂缝起裂扩展判据。基于格里菲斯（Griffith）能量准则,推导了边坡滑动块断裂后沿底滑面的剧动距离。通过实例验证了理论计算的可行性和适用性,研究结果表明:边坡表面裂缝起裂的根本动力为降雨、爆破以及二者的共同作用;在一定外力条件下,裂缝起裂扩展存在最小临界深度;降雨和爆破共同作用时,裂缝扩展临界深度最小;中部锁固段长度为控制边坡失稳的关键因素;降雨并不能使裂缝扩展,预知裂缝深度时,可通过控制爆破药量来控制边坡失稳。     

花岗岩颗粒流模型循环压缩作用下裂纹特征分析

为了分析花岗岩颗粒流模型循环作用下的裂纹特征，基于花岗岩单轴压缩试验得到的应力应变曲线，完成了PFC3D数值试验的参数标定，探讨了不同循环次数下数值试件内部裂纹数目、分布和角度的变化规律。研究结果表明:平行黏结模型能够正确表达花岗岩的主要力学性质；在数值试验加载至破坏过程中，裂纹数目以应力应变曲线峰值点为分界，峰后阶段产生的裂纹数占总裂纹数的60%~90%;张剪裂纹最初产生于试件两端，随着加载进行，裂纹向着试件中部发展贯通，最终形成宏观剪切破坏带；剪切裂纹的角度分布方向明显，与轴向加载方向相同；张拉裂纹角度分布则在轴向加载方向和水平方向上略显集中。研究结果可为矿山安全回采矿柱提供依据。     

不同裂隙对煤层热流耦合现象的影响

煤炭在构造应力的作用下会产生不同形状的裂隙,不同的裂隙会对煤层内的流动与传热产生影响。以阜新市高德煤矿为例,建立二维物理模型,采用两区域方法构造控制方程组,运用计算机软件对四种裂隙下煤层的流场和温度场进行数值计算。计算结果表明:不同裂隙对煤层流场的影响主要在空气流动侧,对煤层区域影响很小;不同裂隙对煤层温度场的影响主要在裂隙界面上,对外界空气和煤层内部的影响均很小;不同裂隙条件下煤层壁面平均努谢尔特数曲线的契合度随着瑞利数的增加而不断降低,相比标准界面,其他三种界面的煤层壁面平均努谢尔特数值基本一致。研究结果可为煤矿的安全开采提供理论性指导。     

烧结厂45m砖烟囱裂缝分析及加固

对砖烟囱的裂缝进行了全面介绍,并对其产生裂缝的原因进行分析,提出可靠的加固方案。     

海底悬跨管道表面双裂纹数值分析

为了研究海底油气管道多个裂纹间相互作用对管道产生的影响，针对海底悬跨管道表面双裂纹的相互作用，采用有限元方法建立双环向表面裂纹模型，采用围道积分法求解双裂纹下的应力强度因子，研究了不同边界条件下，不同尺寸裂纹间的相互影响规律，并对比了单裂纹下应力强度因子的变化情况。研究结果表明:不同尺寸的裂纹对双裂纹的相互影响规律有一定影响，且双裂纹应力强度因子最大值均出现在裂纹最深点处；弹簧边界下双裂纹相互影响规律与简单边界下相互影响规律明显不同；不同边界条件对悬跨管道双裂纹应力强度因子的影响较大。研究结果可为海底悬跨管道的失效分析提供参考依据。     

The propagation speed of the cracks in coal body containing gas

The destabilization of coal body containing gas that is caused by the quick propagation of the cracks in coal body containing gas and the high pressure gas, which result into coal and gas outburst. Thus, according to the theory of brittleness rupture mechanics the propagation speed calculation formula of the cracks in coal body containing gas is derived under constant stress and the mechanism of the cracks propagation is analyzed. The propagation speed of the cracks in coal body containing gas is calculated by the experimental work. The research results show that gas pressure make the cracks propagation easier, which is consistent with the analysis result of the propagation speed calculation of the cracks. As well as the propagation speed of the cracks increase with the augment of gas pressure.     

丘陵山地采煤地地表移动变形与裂缝特征相关性研究

在预测模型修正的基础上,运用地表变形预计系统对丘陵山区采煤地地表变形预测,通过对比分析预计裂缝结果和裂缝调查结果,分析裂缝与地表变形参数之间的相关性。研究结果发现,经过修正后的丘陵山地预测模型,预测结果与调查结果吻合;裂缝宽度与预计的水平变形值的相关性显著,而裂缝长度与预计水平变形值的的相关性不显著。     

从液化石油气球罐裂纹看球罐隐患

介绍液化石油气球罐检验发现的裂纹情况,分析裂纹原因,指出裂纹本质是焊接接头氢脆裂纹,并提出防范措施。还建议尽快制定液化石油气球罐安全管理规定,以规范定期检验,消除事故隐患     

某厂氩气纯化器失效分析及对策

某厂氩气纯化器是由1Cr18Ni9不锈钢制成,在使用过程中出现致密性的网状裂纹开裂。详细论述了氩气纯化器开裂失效的原因,并通过理论分析及实践摸索,找出了应对氩气纯化器失效的对策。并在实际运行中得到了验证,确保了新制氩气纯化器的安全可靠运行。     

造纸蒸球开裂原因分析

本文对碱法造纸蒸球贯穿性裂纹进行了分析,并结合工作实际指出裂纹产生的原因,主要是焊接工艺控制不严、焊工责任心不强、热处理方式处理不当且在使用过程中随着碱浓度的增加,蒸球存在较大的腐蚀及较大的复合应力。针对缺陷,笔者在设计、制造、检验、使用方面给出合理建议。