浅埋富水软岩隧道大变形机理与控制研究∗

针对洞口段富水浅埋软弱围岩隧道易发生挤压性大变形的特点,依托某隧道,通过监控量测、室内试验、数值模拟等手段分析隧道的变形特征、影响因素及其致灾机制与力学破坏模式。结果表明,隧洞开挖后变形具有流变特性,且持续时间长、变形量大;此外,上、中台阶开挖造成的拱顶沉降、围岩收敛分别占总变形的 61.16%、63.34%, 是大变形产生的主要阶段;洞内大变形是在多种影响因素的耦合作用下产生的,地下水是造成该软岩隧道大变形的主要控制因素,地下水的软化、渗流是大变形的主要变形机理,破坏力学模式主要有软岩塑流和累进性松脱扩展两种,软岩塑流造成侧墙鼓出、顶压以及钢拱架扭曲等现象,累进性松脱扩展造成垮塌、地表裂缝等现象。数值模拟验证了大变形力学机理的正确性并反演了大变形发展趋势。最终针对该隧道大变形产生的主要原因,提出并实践形成了“内外结合”的主动控制技术：洞外掌子面动态跟进超前降水,洞内“中管棚+小导管”超前支护、上台阶 “核心土+扩大拱脚”、中台阶“临时仰拱+大锁脚”、下台阶“短进短衬,快速支护”,成功穿越 300 m 浅埋富水极软岩段,研究成果可为类似工程提供借鉴。     

磨料形状对磨料气体射流冲蚀性能的影响研究

为明确磨料形状对高压磨料气体射流冲蚀效果的影响规律,基于LS-DYNA数值分析了磨料冲蚀靶体应力分布,根据横向裂纹和纵向裂纹建立了考虑磨料球形度的磨料射流冲蚀体积计算模型;分析了磨料形状的球形度,通过高压磨料气体射流破岩实验得出了磨料形状对冲蚀体积影响规律;对比分析理论计算结果和实验数据,验证计算模型吻合度较高,模型数学形式简单,且具有较好的工程适用性;结合理论分析和实验结果得出,磨料形状对冲蚀效果具有显著影响,随磨料球形度的增大,冲蚀体积呈指数增加;在相同冲蚀粒子数以及冲击动能情况下,磨料粒子球形度越高,棱角越尖锐,冲蚀体积越大。为高压磨料气体射流的磨料优选提供理论依据,冲蚀性能预测提供简易算法。     

综放开采覆岩“两带”高度影响因素及预测模型研究*

为研究影响综放开采覆岩“两带”高度预测模型,采用理论分析与经验公式方法系统分析影响覆岩“两带”高度的因素,包括覆岩岩性、覆岩组合结构、煤层赋存状态、顶板控制方法、开采厚度、工作面走向长度与倾向长度、工作面推进速度、覆岩破坏残余变形;并将上述因素划分为采矿地质因素、顶板控制方法、采煤工作面三维尺寸设计参数、时间因素4类;基于此建立综放开采“两带”高度预测模型,并通过工程实例对比、现场实测等方法进行合理性验证。结果表明:芦沟矿与盛泰矿2个工作面的“两带”高度预测值均在实测值范围之内,说明得出的回归式预测效果较好,验证综放开采“两带”高度预测模型的合理性。     

富钾岩浆岩建造与超大型矿床

钾镁煌斑岩一超钾岩系列产出超大型金刚石矿床；玄粗岩系列火山一侵入连续体产出超大型一大型铜金矿床；钾碱玄岩一安粗岩系列产出大型稀土金属及Ba、Sr、P、Fe、萤石矿床；超钾安粗岩一流纹岩系列产出大型锆铪矿床及Y、Nb、Ta、REE、Ga、Al、萤石矿床。我国已知哀牢山一可可西里一喀拉昆仑新生代超钾岩一富钾火山岩系列火山一侵入连续体产出超大型一大型铜矿床；东天山海西期与东南沿海燕山期玄粗岩系列火山岩建造也产出大型铜、金、银矿床。可望找到与富钾岩浆岩有关的金刚石和稀土等矿床。     

矿岩-充填体组合试件能量传递规律研究

为探讨矿岩-充填体组合试件的动态力学特征，使用取自云南玉溪大红山铜矿的含铜矿岩和分级尾砂制作矿岩和配比分别为1∶4、1∶10的充填体组合试件，利用分离式霍普金森冲击杆分别在0.20 MPa、0.22 MPa、0.24 MPa、0.26 MPa、0.28 MPa和0.30 MPa的冲击气压下对矿岩-充填体组合试件进行动态冲击试验，研究组合试件的能量传递规律和破坏模式。结果表明：当试件开始发生破坏时，宏观裂隙首先出现在试件边缘，并随着冲击气压增加而扩展，直到裂隙使充填体试件完全贯通，最终试件会完全破碎；组合试件的破坏模式主要表现为剪切破坏、张拉破坏及共轭剪切破坏3种；充填体试件的波阻抗变化反映了试件在冲击过程中的损伤演化规律；试件的吸收能密度随入射能量增加线性增加；在冲击气压为0.20 MPa时，矿岩和配比为1∶10的充填体组合试件较早发生剪切破坏；当冲击气压为0.24～0.30 MPa时，矿岩和配比为1∶4的充填体组合试件虽然发生破坏，但仍具有一定吸能特性，并且相较于完整状态下变化不大，而在此冲击气压下，配比为1∶10的充填体粉末占比达到约80%,这表明灰砂比较高的充填体部分具有更稳固的...     

三峡库区棺木岭危岩体涌浪风险防控研究∗

三峡库区棺木岭危岩体基座岩体强烈劣化，稳定性持续下降，潜在涌浪灾害严重威胁九畹溪漂流景区和长江航道的安全。本文围绕棺木岭危岩体涌浪风险防控问题，开展了基于流固耦合数值模拟的危岩体涌浪危险性评估和涉水危岩体防治设计，研究表明：在景区旺季的 145 m 水位工况下，棺木岭危岩体失稳可能产生的涌浪最大高度约为 19.2 m，在对岸九畹溪旅游码头最大爬坡高度约 15.1 m，长江干流最大涌浪爬高约 1.6 m，严重威胁约 15 km 的九畹溪航道和长江航道安全。针对危岩体处于偏心受压状态和消落区基座岩体劣化情况，对其下部凹腔进行“模袋砼围堰+岩腔填充”的工程防治设计，使得棺木岭危岩体稳定性系数从 1.3 提升至 2.6。本次研究直接指导了棺木岭危岩体防治工程，可为库区其他涉水危岩体涌浪风险防控提供借鉴。     

西藏邱桑温泉古人类手脚印的年代测定及其岩面艺术价值

青藏高原中部海拔超过4000 m的中更世古人类手脚印的发现引起了国内外古环境、考古、人类史学界的广泛关注,并予以很高评价。众多评论文章中,《河北师范大学学报（哲学与社会科学版）》上有一篇题为《西藏邱桑温泉手脚印遗迹及相关问题》的文章,对手脚印研究中的“年代”和“岩面艺术如何界定”这两个方面提出了质疑。因此特撰写此文,对这两个方面的质疑做出回应。本文将系统梳理Zhang et al.(2021)所发表的手脚印“岩面艺术”中有关“年代学”和“艺术界定”这两方面的内容,从U-Th测年在碳酸盐沉积中的应用和史前艺术的特征等方面来解答部分学者对此研究存在的疑虑和误导,并提出本文的看法：U-Th法是目前对邱桑温泉方解石泉华进行年龄测定的最合适方法,所测的年代是可靠的,并且“岩面艺术”一词是这些手脚印组合最适合的名称。