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高位厚硬关键层破断致灾机制及弱化减灾效应研究
1
作者 王君 丁嘉兴 +3 位作者 宁杉 朱卫兵 赵波智 李竹 《工矿自动化》 北大核心 2026年第1期140-147,169,共9页
目前针对高位厚硬关键层的致灾机制研究多侧重于关键层的破断行为及其对采场强矿压的影响作用,关于关键层与煤层间距(层间距)变化对高位关键层的破断形式转变现象及其对应变能“积聚−释放”过程影响的研究相对较少。针对上述问题,综合... 目前针对高位厚硬关键层的致灾机制研究多侧重于关键层的破断行为及其对采场强矿压的影响作用,关于关键层与煤层间距(层间距)变化对高位关键层的破断形式转变现象及其对应变能“积聚−释放”过程影响的研究相对较少。针对上述问题,综合采用理论分析、数值模拟与相似模拟实验方法,揭示了高位关键层破断形式转变机制与能量聚散演化规律,比较了不同层位高位关键层弱化后工作面来压强度的衰减特征,阐明了高位厚硬关键层的弱化减灾效应。研究结果表明:关键层与煤层间距增大会导致关键层悬露区域面积发生变化,改变关键层走向及倾向边界上的弯矩大小及增长规律,促使其破断形式由竖向破断转变为横向破断;高位典型厚硬关键层因其承载能力强,悬露面积较低位关键层更大,弹性应变能积聚量更大,其破断弹性应变能快速释放诱发强矿压灾害的风险更高;水压致裂方法可显著改变关键层的破断步距及采场矿压显现强度,对煤层上方125 m处的高位关键层进行水压致裂弱化后,其破断步距较未弱化时减小40.94%,弹性应变能积聚量降低98.40%,工作面顶板压力下降了48.77%,因高位厚硬关键层断裂诱发的采场强矿压显现得到有效控制。 展开更多
关键词 高位关键层 厚硬岩层 覆岩运移 矿压显现 能量聚散 水压致裂
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从离层注浆到覆岩隔离注浆充填的创新与发展
2
作者 许家林 轩大洋 +1 位作者 李建 王秉龙 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期209-223,共15页
建筑物压煤开采一直是困扰煤矿的重大技术难题,为了解决我国这一问题,20世纪80年代开始在近10个煤矿开展了离层注浆减沉试验,取得了一定效果,但由于其实际减沉率达不到建筑物保护的要求,通过离层注浆开采建筑物压煤的技术可行性受到质... 建筑物压煤开采一直是困扰煤矿的重大技术难题,为了解决我国这一问题,20世纪80年代开始在近10个煤矿开展了离层注浆减沉试验,取得了一定效果,但由于其实际减沉率达不到建筑物保护的要求,通过离层注浆开采建筑物压煤的技术可行性受到质疑而逐渐被弃用。基于岩层控制的关键层理论和全柱状学术思想研发的覆岩隔离注浆充填技术,2009年率先在淮北矿区成功应用,解决了建筑物压煤开采的难题,应用范围、规模、领域不断扩大。当前,覆岩隔离注浆充填热度有增无减,为促进行业技术健康发展,有必要科学回顾、全面审视发展历程,清晰厘定理论、技术层面的差异,系统论述覆岩隔离注浆充填在理论、技术、实践等方面的创新。在原理层面,鲜明地将技术实质由离层注浆的“寻找离层”扭转到隔离注浆的“压实注浆”,坚定了正确的指导思想与理论方向。从采动覆岩卸荷膨胀累积效应审视发现,离层受到抑制作用,最大量通常小于采高的10%,有些条件下甚至没有,离层注浆将重心放在“离层空间”并加以灌注,实践证明其充填量少、注采比小,难以阻止关键层破断下沉,这是离层注浆减沉效果不及预期的根本原因。覆岩隔离注浆的压实注浆方法,变被动“寻找离层”为主动“挖掘空间”,通过注浆压力的“托上压下”作用,在关键层破断前将其下部卸荷膨胀岩层重新压实,从而产生可注浆充填空间,大幅提高注采比,在采空区中部形成压实支撑体,对关键层结构产生支撑并保持长期稳定性。在原理创新的基础上,从技术层面攻克了往哪注、注多少、怎么注等3方面难题,将压实注浆由抽象理论转化为工艺方法。在注浆层位方面,创新提出了主层位概念,从根本上确保了注浆充填的控沉效果;通过基于关键层位置的裂隙带高度预计等理论方法的运用,确保了注浆充填隔离层的安全性;尤其是在全柱状学术思想的指导下,针对薄基岩厚松散层条件下覆岩结构由基岩关键层向松散层拱结构转移,覆岩隔离注浆的层位也由基岩进化到松散层底界,并取得了实践创新。围绕充填量与注采比的关键技术问题,从理论上阐明了充填物料由固相浆材到液态浆体再到压实固结的过程,进而根据岩层移动规律确定了充填体在空间上呈梯台状的赋存形态,并提出了考虑岩体碎胀与地表沉陷的注采比计算式,回答了能够注多少以及需要注多少的问题,彻底颠覆了以离层量预计充填量的认知。进而,提出了以注采匹配为核心的注浆控制技术,使压实注浆转化为可控的导向注浆,从源头保障了减沉效果;加之注浆钻孔布置等系列设计方法,与钻孔压力、密度、流量参数监测调控的运用,实现了采动黑箱地层中钻孔注浆的长周期健康运行,以及地表沉陷控制效果的稳定性。在系列理论与关键技术支撑下,覆岩隔离注浆将注采比提高到50%以上,地表下沉系数控制在0.1以下,满足了建筑物保护的要求,实现了村庄不搬迁开采(减沉),以及百万吨级煤基固废的综合利用(减排)、含水层保护(减漏)和矿震防治(减震)。发展方向是,针对煤矿固废充填材料不足和“双碳”目标,将CO_(2)作为注浆充填材料,达到减沉、减排、减漏、减震、减碳的“一注五减”效果,实现煤炭资源绿色开采与低碳利用。 展开更多
关键词 覆岩隔离注浆充填 卸荷膨胀累积效应 全柱状 关键层 绿色开采
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基于主控岩层的综采工作面导水裂缝带高度预测方法研究
3
作者 安泽 于秋鸽 +3 位作者 尹希武 张玉军 宋业杰 张春会 《煤炭工程》 北大核心 2026年第3期145-154,共10页
为准确预测综采工作面导水裂缝带发育高度,基于综采工作面覆岩结构特征,结合矿山压力、涌水量及微震事件的演化规律,提出工作面覆岩导水裂缝主控岩层的概念,并构建覆岩厚硬岩层“横向三区”复合承载结构模型,推导“三区复合支撑体”支... 为准确预测综采工作面导水裂缝带发育高度,基于综采工作面覆岩结构特征,结合矿山压力、涌水量及微震事件的演化规律,提出工作面覆岩导水裂缝主控岩层的概念,并构建覆岩厚硬岩层“横向三区”复合承载结构模型,推导“三区复合支撑体”支承刚度计算公式,建立工作面覆岩临界破断步距计算方法,最终形成基于主控岩层的导水裂缝带高度预测新方法,并在纳林河二矿31101综采工作面开展工程应用验证。研究结果表明:工作面导水裂缝主控岩层是覆岩中自下向上首个不发生周期性破断的厚硬岩层,该岩层由原岩支撑区、支架控顶支撑区、冒落顶板支撑区构成的复合支撑体共同支承;随着破断岩层碎胀程度及相对压实系数的变化,冒落顶板支撑区刚度呈现“缓慢增长”与“快速增长”双阶段演化特征;工作面覆岩临界破断步距等同于工作面见方步距。工程应用结果显示,31101工作面导水裂缝带裂采比实测值为17.21,《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中两组经验公式预测裂采比分别为8.51和9.83,而本文提出的基于主控岩层的预测方法计算裂采比为19.58,与现场实测结果更为接近,预测精度显著提升。 展开更多
关键词 导水裂缝带高度 综采工作面 支承刚度 破断步距 厚硬岩层 覆岩结构
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浅埋煤层大采高工作面覆岩结构研究
4
作者 黄庆享 高锦龙 韦业豪 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期224-238,共15页
基于神东和陕北煤炭基地的覆岩条件,通过对大采高工作面实测来压特征和覆岩垮落高度统计分析,结合物理相似模拟,研究了大采高工作面覆岩垮落特征,提出了大采高工作面等效直接顶的定义。根据等效直接顶对采空区的充填程度,将顶板结构分... 基于神东和陕北煤炭基地的覆岩条件,通过对大采高工作面实测来压特征和覆岩垮落高度统计分析,结合物理相似模拟,研究了大采高工作面覆岩垮落特征,提出了大采高工作面等效直接顶的定义。根据等效直接顶对采空区的充填程度,将顶板结构分为充分充填型和非充分充填型,分析了等效直接顶短悬臂梁结构对工作面支架的静载。研究得出:大采高工作面覆岩单一关键层一般形成“高位斜台阶岩梁”结构,该结构滑落失稳是工作面强来压的主要原因。大采高工作面覆岩双关键层下组关键层破断后可以形成稳定的“砌体梁”结构或易发生滑落失稳的“斜台阶岩梁”结构,上组关键层一般形成“砌体梁”结构,即覆岩双关键层形成“双砌体梁”结构或“斜台阶岩梁-砌体梁”结构,常见的是来压较强烈的“斜台阶岩梁-砌体梁”结构。上、下2组关键层关键块的同步与异步失稳是工作面大小周期来压的原因。根据大采高工作面“斜台阶岩梁-砌体梁”顶板结构模型,给出了工作面支架工作阻力理论计算方法,并通过了实例验证,可为大采高工作面顶板控制和支架选型提供理论依据。 展开更多
关键词 大采高工作面 等效直接顶 基本顶关键层 高位斜台阶岩梁结构 支护阻力
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浸水前后花岗岩与混凝土滑动摩擦系数取值探讨
5
作者 孙治国 马骏 张雪东 《路基工程》 2026年第1期99-105,共7页
某跨海桥梁项目主桥锚碇为海中锚碇,基底持力层为全风化花岗岩及砂土状强风化花岗岩。该地层存在遇水崩解软化特性,在锚碇设计时,需要充分考虑遇水软化后的沉井基础与基岩的水平摩擦系数,以确定锚碇规模。采用类似项目取值、规范建议取... 某跨海桥梁项目主桥锚碇为海中锚碇,基底持力层为全风化花岗岩及砂土状强风化花岗岩。该地层存在遇水崩解软化特性,在锚碇设计时,需要充分考虑遇水软化后的沉井基础与基岩的水平摩擦系数,以确定锚碇规模。采用类似项目取值、规范建议取值、抗剪强度指标反算、现场测试等多手段论证了浸水前后全风化及砂土状强风化花岗岩与混凝土之间的摩擦系数。结果表明:天然状态下全风化花岗岩摩擦系数为0.25,砂土状强风化花岗岩摩擦系数为0.50,浸水状态下全风化花岗岩摩擦系数为0.22,强风化花岗岩摩擦系数为0.34。 展开更多
关键词 海中锚碇 全/强风化花岗岩 持力层 水下开挖 浸水 摩擦系数 易位测试
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矩形均布垂直荷载下三层地基竖向附加应力与位移解析方法
6
作者 梁瑶 倪睿思 +2 位作者 肖世国 贺钢 吴兵 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第2期158-177,共20页
对于实践中常见的三层地基的竖向附加应力与位移计算问题,现有理论方法尚不能进行合理且可便捷操作的解析.为了在理论计算方面解决此问题,基于弹性理论建立了三层地基的层状弹性半空间分析模型,通过中间变量转换,运用变量状态空间理论与... 对于实践中常见的三层地基的竖向附加应力与位移计算问题,现有理论方法尚不能进行合理且可便捷操作的解析.为了在理论计算方面解决此问题,基于弹性理论建立了三层地基的层状弹性半空间分析模型,通过中间变量转换,运用变量状态空间理论与Hankel积分变换方法,推导出了矩形均布垂直荷载下三层地基竖向附加应力与位移的紧凑解析解,并提出了避免数值溢出的高效率数值计算实现方法,包括地表沉降和地基内部竖向附加应力与位移的高精度数值积分边界处理方法.实例分析结果表明:该文方法与FLAC3D数值模拟结果吻合良好,与规范建议的有限深度地基模型的计算误差约为8%;对于各层差异明显的三层地基,当地表下一层土体厚度大于荷载宽度时,现行规范的均质地基方法计算的地基中附加应力误差较大;对由上而下依次为中-软-硬土层的地基,在土体深度与荷载宽度之比≤0.75时,三层地基理论的计算值小于传统均质地基方法的结果,反之,传统方法可能低估了地基中的附加应力.该文方法揭示出上两层土体不同厚度时,地基的中上部区域的附加应力差异较为显著,而增大最上面一层土体厚度,可明显提高地基中沿深度的应力扩散效率. 展开更多
关键词 多层地基 附加应力 矩形均布荷载 弹性半无限体 竖向位移
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鄂尔多斯盆地横山气田太原组混积体系层序与源储配置规律
7
作者 蔡文杰 谭秀成 +6 位作者 费肇磊 刘燕 钟寿康 杨琼警 杨博伟 熊鹰 肖笛 《古地理学报》 北大核心 2026年第2期658-677,共20页
鄂尔多斯盆地中东部横山地区二叠系太原组以含煤系陆源碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积为特征,生烃及成储潜力巨大,但关于层序—沉积充填过程尚存争议,制约了对源储发育规律和配置关系的准确认识。本研究基于太原组最新的钻井取心及测井资料,... 鄂尔多斯盆地中东部横山地区二叠系太原组以含煤系陆源碎屑岩和碳酸盐岩混合沉积为特征,生烃及成储潜力巨大,但关于层序—沉积充填过程尚存争议,制约了对源储发育规律和配置关系的准确认识。本研究基于太原组最新的钻井取心及测井资料,系统梳理不同级别层序界面特征,通过精细的层序划分与对比,揭示太原组沉积充填规律及源储发育机制。结果表明:(1)太原组发育1个二级层序、5个三级层序(SQ1-SQ5)及多个四级层序,均为二分体系域结构,不发育低位体系域。其中,二级层序下部发育碎屑岩,中上部发育碳酸盐岩,三级层序顶部普遍发育煤层,SQ2-SQ4为太原组石灰岩和颗粒滩发育的主要层段,SQ5缺失程度较高,四级层序地层厚度小,最大海泛面位于斜道段内部;(2)太原组地层存在“沉积中心迁移”、“填平补齐”和“顶削”的沉积充填过程,南部为石灰岩沉积中心,北部为碎屑岩沉积中心;(3)太原组源储发育均受控于层序—沉积演化,表现为“三级层序控制煤系烃源岩发育,四级层序控制储集层纵向叠置分布”,横向上,颗粒滩集中发育在斜坡部位。研究认为,毛儿沟段和斜道段沉积期古地貌斜坡区是天然气勘探的有利区。 展开更多
关键词 混合沉积 层序地层 海平面升降 沉积演化 太原组 横山气田 鄂尔多斯盆地
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富水卵石砂土地层盾构穿越立交桥桩基群施工力学行为研究
8
作者 王毅 卢锋 +3 位作者 张俊儒 孔超 雷沙沙 吴城 《岩土工程学报》 北大核心 2026年第3期655-665,共11页
为研究富水卵石砂土地层中桩基托换和盾构隧道施工全过程力学行为,以成都地铁13号线盾构隧道穿越娇子立交桥桩基群为工程依托,通过大型直剪试验研究了风干、天然和饱和状态3种不同含水率(2%,12%,22%)下卵石砂土的力学特性,采用数值模拟... 为研究富水卵石砂土地层中桩基托换和盾构隧道施工全过程力学行为,以成都地铁13号线盾构隧道穿越娇子立交桥桩基群为工程依托,通过大型直剪试验研究了风干、天然和饱和状态3种不同含水率(2%,12%,22%)下卵石砂土的力学特性,采用数值模拟分析了桩基托换和盾构施工全过程的变形受力机制,提出了桩基和隧道的变形控制措施,并将数值模拟结果和现场监测数据进行了验证。结果表明:卵石砂土含水率越高抗剪强度越低,饱和状态相比风干状态的黏聚力和内摩擦角分别降低了62.5%和82.8%,风干和天然状态表现出剪胀性,饱和状态下表现出剪缩性。桩基托换后托换桩轴力显著降低,盾构施工后隧道附近处桩身轴力明显增大,而含水率升高会减少桩身侧摩阻力,增大桩基沉降量。桩基沉降主要由桩基托换和盾构隧道施工产生,其中桩基托换对桥墩产生的沉降量占总沉降量的73.2%~96.8%,计算结果与现场实测较为吻合。隧道拱顶沉降受含水率影响显著,将卵石砂土地层含水率控制在12%左右时,所提出的控制措施可有效控制桥梁与隧道的沉降量。 展开更多
关键词 富水卵石砂土地层 大型直剪试验 桩基托换 盾构穿越 力学行为
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软土地层双线顶管施工地表沉降预测模型
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作者 郭耀耀 周爱兆 +1 位作者 涂可诚 翁晓峰 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第5期2121-2129,共9页
针对软土地层双线顶管施工中地表沉降形态演化机制不明确、传统Peck公式预测精度不足等问题,通过三维数值分析、理论解析与实例验证相结合的研究方法,探究了顶管埋深与间距耦合效应下的地表沉降槽形态演化规律,并建立地表沉降高精度预... 针对软土地层双线顶管施工中地表沉降形态演化机制不明确、传统Peck公式预测精度不足等问题,通过三维数值分析、理论解析与实例验证相结合的研究方法,探究了顶管埋深与间距耦合效应下的地表沉降槽形态演化规律,并建立地表沉降高精度预测模型。结果表明,随顶管间距增大或顶管埋深降低,地表沉降槽形态逐渐从V形向U形及W形演变。基于参数敏感性分析,提出形态系数K,通过K的取值判断沉降曲线的形状。针对传统Peck公式对双线顶管沉降预测精度的问题,引入沉降槽宽度修正系数与最大沉降修正系数,使V形与U形沉降曲线预测误差从70%降至5%以内;进一步增设隆起修正项,构建W形沉降曲线预测模型。经工程实例验证,该模型对浅埋顶管施工地表沉降曲线较好,研究成果为软土地区双线顶管施工沉降控制提供了理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 平行顶管 修正Peck公式 地表沉降曲线 软土地层
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关键层动态下沉力学模型及时空演化规律研究
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作者 杨子仪 李迎富 +6 位作者 徐颖 于美鲁 孔朋 杨荣周 李春元 白林杨 蔡虹伟 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2026年第1期259-278,共20页
合理的沿空掘巷滞后时间是缓解采掘接续压力、提高安全开采效率的关键。基于薄板理论引入麦克斯韦模型,将时间参数与关键层运移建立联系,结合数值模拟和工程实践对顶板破断动态下沉力学模型进行了论证。研究结果表明,关键层上表面的应... 合理的沿空掘巷滞后时间是缓解采掘接续压力、提高安全开采效率的关键。基于薄板理论引入麦克斯韦模型,将时间参数与关键层运移建立联系,结合数值模拟和工程实践对顶板破断动态下沉力学模型进行了论证。研究结果表明,关键层上表面的应力集中是岩层破断的关键因素,开采步距、时间与顶板在压实期的挠度成线性相关。数值模拟结果显示,采空区压实期(30 d内)受残余采动影响,关键层位移发育迅速,采空区关键层中部应力由中心向边缘传递,并最终集中在巷道的顶板。终采后采空区短时间内应力集中显著,仍有发生动力灾害的倾向性,短时间(60 d内)不具备掘巷条件。现场的矿压监测与微震数据从时间与空间角度侧面证明了开采动压的残余影响,微震事件由深部向浅部逐步发展,证实了采空区压实期内存在由应力集中到平衡的时空演化过程。以时间参数为连接点,将关键层运动和巷道掘进时间有机的结合起来,对沿空掘巷时机的选择有重要的理论指导意义。 展开更多
关键词 关键层理论 覆岩运移 薄板理论 沿空掘巷时机 微震监测 采空区压实期
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无端头加固条件下地铁盾构水下接收施工技术
11
作者 周勇武 谢忠良 马少俊 《浙江建筑》 2026年第1期80-85,共6页
为保障盾构机在无端头加固富水砂层中安全顺利接收,无端头加固条件下地铁盾构水下接收技术是盾构法隧道施工的关键控制环节。本文以特拉维夫轻轨红线西段Allenby车站盾构水下接收工程为背景,针对富水砂层中涌水、涌砂风险,深入探究了无... 为保障盾构机在无端头加固富水砂层中安全顺利接收,无端头加固条件下地铁盾构水下接收技术是盾构法隧道施工的关键控制环节。本文以特拉维夫轻轨红线西段Allenby车站盾构水下接收工程为背景,针对富水砂层中涌水、涌砂风险,深入探究了无端头加固条件下盾构水下接收的关键技术。结果表明:通过合理设置洞门钢环构建盾体密闭体系,结合接收井内外1 m水位差控制,可有效阻断涌水涌砂通道;在接收全过程中,逐步将盾构推力、推进速度及土仓压力降至安全阈值,同步采用盾壁高黏度膨润土注浆与盾尾二次注浆工艺,形成复合盾周密封环,通过“密闭—降压—注浆密封”协同控制措施,成功实现了无端头加固条件下盾构的安全水下接收。该技术方案显著降低了施工风险及对周边环境的扰动,可为类似工程提供技术参考。 展开更多
关键词 地铁盾构 富水砂层 无端头加固 水下接收
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超厚TRD(1200 mm)在富水砂层盾构端头井满堂加固中的应用
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作者 薛道寒 徐其贵 +2 位作者 徐晓兵 汪明元 俞建霖 《地基处理》 2026年第1期89-98,共10页
在某富水砂层盾构端头井加固工程中,首次采用超厚渠式切割水泥土连续墙(TRD)联合旋喷桩法与冻结法等方式进行满堂加固。本项目首次设计单排TRD水泥土素墙施工厚度为1 200 mm,墙体排与排之间的搭接宽度不小于350 mm。满堂加固排数为21排... 在某富水砂层盾构端头井加固工程中,首次采用超厚渠式切割水泥土连续墙(TRD)联合旋喷桩法与冻结法等方式进行满堂加固。本项目首次设计单排TRD水泥土素墙施工厚度为1 200 mm,墙体排与排之间的搭接宽度不小于350 mm。满堂加固排数为21排,每排分3幅施工,满堂加固的宽度和长度分别为22.2 m和18.2 m。施工中确定了三步法的主要控制参数,并采用跳打与穿插结合的施工顺序。对成墙后的墙体进行钻孔取芯检测试验,试验结果表明:墙体芯样连续完整,沿深度均匀性良好;试样的无侧限抗压强度变化范围为1.11~1.78 MPa,渗透系数变化范围为5.8×10^(-8)~9.3×10^(-8) cm/s,均满足设计要求。本工程验证了超厚TRD工法在富水砂层中进行满堂加固的施工可行性与质量可靠性。 展开更多
关键词 富水砂层 端头井 满堂加固 超厚TRD 钻孔取芯
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倾斜地层厂房独立基础沉降规律与影响因素研究
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作者 曾小玲 陈宇 +4 位作者 罗昭阳 林圆 王登科 何彪 冯友祺 《科技创新与应用》 2026年第4期114-117,共4页
山区与河谷地带的工程场地常位于倾斜地层,其地基沉降规律与均匀地层存在较大差异。该文针对倾斜地层的独立基础沉降问题,开展不同地质条件、不同基础设置方式下的地基沉降数值模拟,研究地层倾角、基底距离、基础埋深和夹层土性等因素... 山区与河谷地带的工程场地常位于倾斜地层,其地基沉降规律与均匀地层存在较大差异。该文针对倾斜地层的独立基础沉降问题,开展不同地质条件、不同基础设置方式下的地基沉降数值模拟,研究地层倾角、基底距离、基础埋深和夹层土性等因素对地基沉降和填土变形的影响规律。模拟结果显示,倾斜地层的地基沉降表现出明显的非对称特征,其地基沉降随地层倾角的增大而逐渐增大,并且持力层与填土层交界面的填土变形随地层倾角增加而急剧增大。地基沉降随基底距离和基础埋深增大而逐渐降低,同时交界面的填土变形也迅速降低。夹层土性对地基沉降影响较小,但粉砂夹层与持力层的交界面容易发生塑性变形。 展开更多
关键词 倾斜地层 基础沉降 地层倾角 夹层 持力层
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透明土材料在隧道岩土工程模型试验中的应用综述
14
作者 仉文岗 严玉苗 +5 位作者 吴志昊 何奇海 孙伟鑫 张煌 齐如见 陈真 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2026年第1期1-34,I0005-I0038,共68页
透明土技术为隧道岩土工程模型试验提供了可视化介质与方法,但既有研究多聚焦于单一材料研发或特定工况适配,系统梳理与总览性说明仍显不足。围绕“材料—光学—试验应用—评估”4个维度,对以透明土材料为核心的隧道工程模型试验技术进... 透明土技术为隧道岩土工程模型试验提供了可视化介质与方法,但既有研究多聚焦于单一材料研发或特定工况适配,系统梳理与总览性说明仍显不足。围绕“材料—光学—试验应用—评估”4个维度,对以透明土材料为核心的隧道工程模型试验技术进行系统阐述:1)材料层面,梳理透明土材料研发的演进脉络,归纳砂土型、黏土型及类岩型透明土材料的组分特征及其物理力学参数匹配原则,提炼材料制备与调参的关键要素。2)光学层面,阐明透明土模型试验的光学基础,从透明土透明度、模型箱尺寸、激光器参数、光学测量技术与人工制斑技术等试验重要组分进行归纳,并比较DIC/PIV等测量方法的适用区间。3)试验层面,综合梳理透明土材料在隧道岩土工程模型试验中的典型应用实例,涵盖隧道开挖面稳定性、注浆扩散与施工诱发地层变形等研究,并提取可迁移应用的试验规律。4)评估与展望方面,指出透明土材料等效性的局限、透光性对模型尺度的约束、制斑稳定性不足以及试验系统成本较高等可能存在的发展问题;同时,提出适用于透明土材料的反应性评价指标的“等效性校准三步骤”、光学测量技术选用参考及新型透明土材料开发等实用方法与建议,以拓展其在应对前所未有之工况时的工程可比性与类推性。 展开更多
关键词 透明土 隧道工程 物理模型试验 粒子图像测速(PIV) 数字图像相关(DIC) 制斑技术 地层位移场
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地层和电阻率约束反演在神居山地区地热资源勘查中的应用研究
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作者 李琳 季克其 +1 位作者 王军成 高士银 《地下水》 2026年第1期184-188,215,共6页
目前地热资源的勘探主要集中在中深部、深部,而地球物理方法在分辨率和探测深度上存在一定的相悖性,特别是在覆盖层较厚、热储埋深较大的地区,地热资源的勘探难度也进一步增大。不同的物探方法在勘探精度、勘探深度、生产成本等方面均... 目前地热资源的勘探主要集中在中深部、深部,而地球物理方法在分辨率和探测深度上存在一定的相悖性,特别是在覆盖层较厚、热储埋深较大的地区,地热资源的勘探难度也进一步增大。不同的物探方法在勘探精度、勘探深度、生产成本等方面均存在一定的优势,加之物探成果往往具有多解性,这就要求地热资源勘探要通过多种勘探技术和反演方法综合分析来提高勘探的精度。以神居山地热资源勘查为例,建立以微动分层为基础、以大地电磁和音频大地电磁电阻率为填充的地电模型,并代入实测的CSAMT法和WFEM法实测数据进行反演,提高了反演精度和近场数据的利用率,在一定程度上优化了勘探数据,减少了反演的多解性,提高了勘探成果的可靠性;最终建立了一套适用于中深部和深部的约束反演流程体系,为地热资源勘探提供了可靠的科学依据。 展开更多
关键词 地层约束 电阻率约束 地电模型 约束反演 CSAMT法 AMT法 MT法 MSM法 WFEM法
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土岩复合地层深基坑无岩肩长短吊脚桩受力变形特征及支护优化
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作者 窦宪涛 朱博卿 +2 位作者 王林枫 方磊 沙世良 《施工技术(中英文)》 2026年第1期114-122,135,共10页
在土岩复合地层基坑工程设计和施工中,相较于传统的吊脚桩设计方案,采用无岩肩长短吊脚桩的支护形式是一种创新尝试。然而,由于长短吊脚桩支护方式的实际应用案例相对较少,导致其在学术界和工程实践中的受力与变形特性尚未得到充分研究... 在土岩复合地层基坑工程设计和施工中,相较于传统的吊脚桩设计方案,采用无岩肩长短吊脚桩的支护形式是一种创新尝试。然而,由于长短吊脚桩支护方式的实际应用案例相对较少,导致其在学术界和工程实践中的受力与变形特性尚未得到充分研究和明确。针对土岩复合地层基坑工程中长短吊脚桩围护结构的支护效果及优化设计,先按照开挖面所处土层以及岩层的不同采用弹性支点法计算长短吊脚桩的侧移,再通过构建基于实际工程案例的三维数值模型进行分析。结果表明,考虑土岩分层的弹性支点法能够一定程度上模拟基坑支护结构变形过程中坑内土体和支护结构之间相互作用的变化,较为接近实际情况。无岩肩无预应力锚索的长短吊脚桩支护体系在土岩基坑中可保证支护稳定。与传统吊脚桩相比,土岩基坑中无岩肩的长短吊脚桩支护结构展现出不同的内力和变形规律,其峰值内力和位移发生在土岩交界面至第2道支撑的土层区域。实施长短吊脚桩支护方案时,建议长桩的嵌固深度至少达到第4道支撑水平,并嵌入微风化岩层;而短桩则推荐嵌固至第3道支撑,并确保完全嵌入中风化岩层。长短吊脚桩变形模式总结分为3种,第1种为嵌岩桩及嵌入微风化岩层吊脚桩,第2种为嵌入中风化岩层吊脚桩,第3种为嵌入强风化岩层和土层的吊脚桩。 展开更多
关键词 地铁车站 基坑 土岩复合地层 支护 吊脚桩 数值模拟 变形
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富水砂卵石地层土压平衡盾构掘进渣土改良试验研究
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作者 张剑锋 黎寰 +1 位作者 吴倩 刘欢 《市政技术》 2026年第2期108-119,共12页
针对某隧道土压平衡(EPB)盾构穿越富水砂卵石地层的工程难题,开展室内渣土改良试验,对泡沫、钠基膨润土泥浆及衡盾泥3种改良剂及改良渣土性能试验、坍落度试验与渗透试验,结果表明:泡沫体积分数为3%,注入比为20%;钠基膨润土泥浆质量浓度... 针对某隧道土压平衡(EPB)盾构穿越富水砂卵石地层的工程难题,开展室内渣土改良试验,对泡沫、钠基膨润土泥浆及衡盾泥3种改良剂及改良渣土性能试验、坍落度试验与渗透试验,结果表明:泡沫体积分数为3%,注入比为20%;钠基膨润土泥浆质量浓度为235 g/L,掺入比为1∶10;衡盾泥A液∶B液配合比为18∶1(掺入比1∶25)或21∶1(掺入比1:20),3种改良方案均满足渣土施工所需的和易性及抗渗性要求。泡沫改良渣土的渗透系数最小,但其临界水力坡降仅为10.9;钠基膨润土改良渣土和衡盾泥改良渣土均表现出较强的抗渗稳定性,其中钠基膨润土改良渣土抗渗效果最佳,水力坡降达到34.9时,其渗透系数仍能维持在10^(-5)cm/s数量级,但泥浆用量较大,衡盾泥则在用量相对较少的情况下,其临界水力坡降为19.3,在3种改良剂中综合性能最为均衡。将衡盾泥改良方案应用于施工实践,实测改良后刀盘与螺旋输送机扭矩均有所降低且数值更稳定,螺旋输送机喷涌现象消失。该研究可为后续类似富水砂卵石地层土压平衡盾构施工的渣土改良提供量化依据。 展开更多
关键词 渣土改良 富水砂卵石地层 土压平衡盾构 室内试验
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深厚卵石层超长灌注桩后压浆性能及参数研究
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作者 尤启源 张荣荣 龚维明 《建筑技术》 2026年第3期359-362,共4页
为揭示卵石层超长灌注桩后压浆的承载特性演化规律,依托湖北观音寺长江大桥工程,开展试桩压浆前后自平衡静载试验。结果表明,卵石层侧摩阻力-位移(τ-s)与荷载-位移(Q-s)关系符合双曲线模型,桩端阻力-位移(σ-s)关系符合指数模型;浆液... 为揭示卵石层超长灌注桩后压浆的承载特性演化规律,依托湖北观音寺长江大桥工程,开展试桩压浆前后自平衡静载试验。结果表明,卵石层侧摩阻力-位移(τ-s)与荷载-位移(Q-s)关系符合双曲线模型,桩端阻力-位移(σ-s)关系符合指数模型;浆液注入显著增强桩-土整体性并扩大接触面,极限荷载提升约2.2倍;在1.5%桩径位移条件下,桩侧与桩端阻力分别达压浆前的1.93倍和2.23倍。整合主桥6号、7号、引桥及关联项目共2911组无粘性土压浆口数据,建立注浆终止压力经验公式,量化揭示内摩擦角与注浆深度为核心控制参数,为卵石层压浆工程提供高压精准调控依据。 展开更多
关键词 卵石层 终止注浆压力 自平衡试验 内摩擦角 相对密实度 经验公式
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考虑阴角与阳角耦合作用的明挖基坑坑角效应研究
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作者 冯威 周坤 +2 位作者 李海龙 伍星 黄阜 《中外公路》 2026年第1期213-220,共8页
目前,大部分基坑空间效应的研究只考虑基坑的阴角或阳角单独对围护结构产生的影响,对于阴角与阳角耦合作用下基坑围护结构和周边土体变形特征的研究未见报道。针对这一现状,该文基于深圳地铁13号线公明广场明挖基坑项目,构建了三维数值... 目前,大部分基坑空间效应的研究只考虑基坑的阴角或阳角单独对围护结构产生的影响,对于阴角与阳角耦合作用下基坑围护结构和周边土体变形特征的研究未见报道。针对这一现状,该文基于深圳地铁13号线公明广场明挖基坑项目,构建了三维数值模型,通过分析基坑开挖过程中坑内阳角和阴角耦合作用对基坑围护结构和周边地表变形的影响,获得了地连墙侧向位移在阴角与阳角相对位置变化情况下的变形规律,并提出了阴角与阳角影响系数的计算公式。研究结果表明:平行于基坑长边阳角壁壁长的增加仅影响阳角所在基坑坑壁的地连墙侧向位移;阳角壁壁长的增加对于控制基坑长边的水平位移有利,但对于控制基坑短边位移不利;地连墙墙后1 m处地表沉降随平行于基坑长边的阳角壁壁长增加而增加,且最大位移发生点从基坑中部向阳角所在位置方向移动。 展开更多
关键词 明挖基坑 空间效应 坑角效应 阳角 阴角 地层变形
原文传递
吹填土地基顶管工作沉井下沉稳定及靠背土体加固设计与施工
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作者 夏承斋 《吉林水利》 2026年第1期39-42,共4页
结合顶管穿越吹填土地层的工作沉井为例,分析沉井在吹填土地基的下场稳定系数和沉井允许顶力,采用高压旋喷桩作为沉井刃脚下沉稳定桩和靠背井壁外侧土体加固,加固后分节下沉稳定系数k_(st,s)分别控制在0.82和0.87,允许顶力P_(tk)由6.67M... 结合顶管穿越吹填土地层的工作沉井为例,分析沉井在吹填土地基的下场稳定系数和沉井允许顶力,采用高压旋喷桩作为沉井刃脚下沉稳定桩和靠背井壁外侧土体加固,加固后分节下沉稳定系数k_(st,s)分别控制在0.82和0.87,允许顶力P_(tk)由6.67MN提高至24.65MN,保证沉井下沉速度及顶进时沉井稳定。工程完工后,最大沉降速率≤2mm/d,经施工验证合理有效,研究结果可为类似地质条件下的沉井设计和施工提供参考。 展开更多
关键词 吹填土层 沉井 高压旋喷桩 下沉稳定桩 地层加固
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