粒径损伤对原生煤和构造煤孔隙结构与分形特征的影响*

为了分析构造煤与原生煤因孔隙结构不同而导致的内部瓦斯存储和运移所存在的差异性。结合低温液氮实验,分析2种煤样的孔隙特征参数与分形维数之间的关系,发现破碎作用对原生煤和构造煤孔隙的破坏路径略有区别。对于原生煤,破碎作用先作用于较大孔隙,之后对微孔产生影响;而对于构造煤,破碎作用直接对较大孔隙和微孔隙产生影响。研究结果表明:原生煤孔隙表面越粗糙、微孔比表面积越大,吸附能力越强;构造煤孔隙结构越复杂、微孔孔容越大,吸附能力越强。研究结果可为构造煤与瓦斯突出的防治提供研究基础。     

动扩散系数新模型下不同粒径构造煤的瓦斯扩散特征

为揭示不同粒径构造煤的瓦斯扩散特征,采用瓦斯解吸仪分别在井下现场和实验室内开展了原煤样和不同粒径的构造煤瓦斯扩散实验,并采用低温氮吸附法测定其孔径分布,采用动扩散系数新扩散模型计算各类扩散实验的初始扩散系数D0及其衰减系数β、有效初始扩散系数De0和有效动扩散系数De(t)。结果表明:各类粒径构造煤的瓦斯扩散率初期增长较快,但衰减迅速。同时刻下,粒径越大,D0越大,β越小,构造煤中孔隙由表及里孔径逐渐缩小,正是这种孔径特征控制了D0和β的大小。同时,粒径越大De0和De(t)越小。与之相反,井下构造煤原煤样具有更小的粒径,致使原煤样的瓦斯扩散速度更快,因此构造煤具有更严重的突出危险性。     

典型pH条件下水中离子对腐殖酸絮凝体构造的影响

分析评价了几种典型化学条件对腐殖酸絮凝体构造的影响.研究结果表明,在pH=5.0低投药量下以共聚络合为主要混凝机理所形成的絮凝体结构密实,粒径分布均匀,强度大.而pH=5高投药量以及pH=7.0两种情况下的混凝机理都是以吸附和网扫絮凝为主,此时形成的絮凝体构造特征相似,尽管尺寸较大,但是结构松散,强度较小.针对水中常见的主量阴阳离子,分析探讨了典型离子对絮凝体构造特征的影响.研究表明,Cl-在腐殖酸水样中的存在对絮凝体构造基本没有影响,而SO24-和SiO23-在水样中的存在可使腐殖酸絮凝体尺寸增加0.05—0.13 mm左右,但结构比较开放松散,同时絮凝体的黏结力(即抗剪切力)大大削弱,降低了约0.018—0.047 N·m-2,并且SO24-对腐殖酸絮体构造的影响大于SiO23-对其的影响.然而,引入阳离子会对絮凝体的构造起到不同程度的改善作用.其中以Ca2+、Mg2+为代表的高价阳离子对絮凝体构造影响较大,形成的絮凝体结构密实,尺寸较大,抗剪切能力强.高价阳离子的存在会使絮凝体的粒径增加0.08—0.15 mm,抗剪切力增加0.002—0.013 N·m-2,而以K+、Na+为代表的低价阳离子对絮凝体构造的影响较小.     

印度洋地震海啸灾害浅析

地震震级大,震源浅 2004年12川26日发生在印度尼西亚苏门答腊附近海域的地震震级达8．7级,属于特大地震。地震发牛在澳大利亚板块与印度板块两大全球构造板块的交界处。地震区内,印度板块,相对缅甸板块,以6厘米／年速度向西北方向运动,住巽他海槽斜向俯冲收敛。印度板块向缅甸板块下长期俯冲,积累了巨大的应力和能量,突然释放,引起地壳剧烈震动。又由于震源浅(仅10公里),对海水的扰动强烈,从而引发了巨大的海啸。     

辽宁省煤矿瓦斯赋存构造控制规律与瓦斯分带划分

瓦斯赋存规律认识不清,是导致煤矿瓦斯突出灾害频发的根本原因。应用瓦斯赋存地质构造逐级控制理论,结合辽宁省煤矿瓦斯地质图编制资料,分析了全省瓦斯赋存构造控制规律,进行了瓦斯分带划分。研究结果表明:印支运动(主幕),在形成一系列EW向、NE向和NW向断裂褶皱带过程中,煤体破坏,形成构造煤。燕山运动,形成了一系列NNE向、NE向的褶皱和逆冲推覆构造,与EW向构造相叠加,构造应力集中,有利于瓦斯突出;同时,岩浆侵入煤系地层使煤变质程度增高,生烃能力增强。喜马拉雅运动时期,挤压作用逐步被拉张取代,拉张裂隙作用有利于瓦斯部分释放。将辽宁省煤矿瓦斯赋存分布划分4个高突瓦斯带,即阜新-铁岭高突瓦斯带、抚顺-沈北高突瓦斯带、北票-南票高突瓦斯带和红阳-本溪高突瓦斯带。     

云南省煤矿瓦斯赋存构造控制规律与瓦斯分带划分

瓦斯赋存规律认识不清,是导致煤矿瓦斯突出灾害频发的根本原因。应用瓦斯赋存地质构造逐级控制理论,结合云南省煤矿瓦斯地质图编制资料,探讨了云南省煤矿瓦斯赋存构造控制规律,进行了瓦斯分带划分及瓦斯带特征分析。研究结果表明:印支期,NW向构造发生右行活动,形成压扭性构造,破碎煤体、形成构造煤。燕山期,滇东和滇东北形成了一系列NE-NNE向平缓褶皱,煤系地层保存较完整;而滇东南断裂活动发育,煤系地层遭受了严重的破坏。喜山运动第Ⅰ幕,云贵高原抬升,侏罗纪、白垩纪地层风化剥蚀殆尽,瓦斯大量释放;喜山运动第Ⅱ幕,NE向构造带强烈挤压、冲断、推覆,破碎煤体、形成构造煤,有利于瓦斯保存。新构造运动时期,滇东NNE、NE向构造带应力集中,易引发瓦斯突出;滇中高瓦斯区NW、NNW向构造带应力集中,易引起瓦斯突出事故。将云南省煤矿瓦斯赋存分布划分了两个高突瓦斯带和两个瓦斯带,即滇东高突瓦斯带、华坪祥云一平浪高突瓦斯带、滇中瓦斯带和滇西滇南瓦斯带。     

大断面巷道中空预应力注浆锚杆的支护效果研究

针对金川矿区大断面巷道在强构造应力作用下围岩变形严重的情况,提出了中空预应力注浆锚杆的支护工艺。通过数值计算得出以下结论:相比传统的普通砂浆锚杆支护工艺,采用中空预应力注浆锚杆支护工艺能够主动加固围岩,提高支护刚度;巷道两帮的变形减小了约14.56%,最大、最小主应力分别降低了4.4%和7.2%,粘结层破坏范围也随之减小。通过对支护后巷道变形监测发现:两帮最终变形量减小了约36.6%;通过抗拔实验,中空预应力注浆锚杆的抗拔力达到140kN,远大于普通砂浆锚杆的40kN抗拔力,中空预应力注浆锚杆有更好的支护效果。     

基于隆起变形分析的基坑坑底抗隆起稳定可靠度分析∗

采用土体硬化（Hardening Soil）模型,在 PLAXIS 2D 中建立基坑开挖数值模型,在获取坑底特征点隆起变形数据的基础上构建坑底隆起变形超限失效模式对应的极限状态函数,为提高计算效率,应用响应面法代替有限元计算快速获取坑底特征点隆起变形值,结合蒙特卡罗模拟方法进行坑底抗隆起稳定性可靠度分析,分析结果表明： 第三层土的卸载再加载模量 以及有效内摩擦角 的变异性对坑底抗隆起稳定性影响显著;第一层土的有效黏聚力 、有效内摩擦角 、割线模量 、切线模量 以及第二层土的有效黏聚力 的变异性对坑底抗隆起稳定性影响较小,但相对而言,第二层土的有效黏聚力 对坑底抗隆起稳定性的影响较大;对于坑底土体为粉砂的深基坑来说,对坑内土体进行加固可以有效约束坑底隆起变形。     

地下城市综合管廊的抗火构造与消防设计

综合管廊作为现代化城市的基础设施,能够从根本上解决管线埋设或架立引起的挖掘道路、影响交通、破坏景观等问题。提高道路和公用管线的管理水平,有效利用地下空间,提高防灾能力,是现代化都市的必然要求。本文从管廊的构造、抗火设计要求、管线布置、消防系统等方面出发,对地下城市综合管廊的设计提出了一些具体的建议。     

构造动力成矿理论若干问题的探讨

构造动力成矿作用是指在成矿过程中以构造动力成矿作用为主导的一种成矿作用。本文阐述了与动力成矿作用有关的基本概念及其差异 ,按成矿构造背景、构造成矿阶段、构造成矿方式提出了构造动力成矿作用三级划分方案 :即一级划分为挤压型、拉张型和剪切型 ;二级划分为建造型和改造型 ;三级划分 ,在建造型中有动力分异作用 ,在改造型中分为动力粘流作用、动力变质作用、动力分异作用和动力热液作用。在此基础上对构造动力成矿作用的基本特征、形成条件、形成机理、研究意义和注意问题进行了初步探讨。