边界作用力变化引起的华北地区应力场分区加卸载效应
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-矿山地应力测试工作方案湖北省XXXXXX勘察院2023年4月目录1 前言............................... 错误!未定义书签。
2 地应力旳基本原理........................ 错误!未定义书签。
2.1 地应力旳基本概念...................... 错误!未定义书签。
2.2 地应力旳构成部分和影响原因............ 错误!未定义书签。
2.3 地应力场旳变化规律.................... 错误!未定义书签。
2.4 我国地应力场旳区域划分................ 错误!未定义书签。
3 水压致裂法试验简介...................... 错误!未定义书签。
3.1 水压致裂法基本原理.................... 错误!未定义书签。
3.2 水压致裂法地应力测量旳重要设备 ......... 错误!未定义书签。
3.3 水压致裂法测试环节..................... 错误!未定义书签。
4 测试成果................................ 错误!未定义书签。
4.1 参数确定.............................. 错误!未定义书签。
4.2 现场实测.............................. 错误!未定义书签。
5 测试成果综合分析........................ 错误!未定义书签。
5.1 试验成果旳可靠性分析.................. 错误!未定义书签。
5.2 最大水平主应力旳量级.................. 错误!未定义书签。
5.3 最大水平主应力旳方向.................. 错误!未定义书签。
5.4 侧压系数及应力构成分析................ 错误!未定义书签。
第二章卸压消突的理论基础首采煤层(保护层)工作面开采之后,采空区顶(底)板邻近煤岩层发生破坏、移动和变形,引起顶(底)板煤岩体应力场与裂隙场的重新分布。
使得顶(底)板邻近煤岩层在特定的空间和时间内存在一定范围的卸压区,且卸压区内煤层膨胀、裂隙发育、透气性系数呈数百倍以上的增加,,煤层吸附瓦斯大量解吸,这为邻近煤层的卸压瓦斯抽采提供了有利条件。
下面对保护层开采技术原理进行详细阐述。
2.1顶底板煤岩层的应力分布2.1.1顶底板围岩的应力重新分布特征首采煤层(保护层)工作面开采之后,原有的应力平衡环境被打破,随着围岩的移动变形,采场围岩应力进行重新分布,应力向煤岩层深部转移,并最终获得新的应力平衡。
图2-1为采用FLAC软件模拟获得的保护层开采之后采场(底)板煤岩层的应力重新分布情况。
以沈阳煤业集团红菱煤矿的地层条件为原形,模拟首采层1 1煤层开采后顶底围岩的应力变化特征。
模型为走向模型,保护层工作面从左向右开采,首采层1 1煤层的开采厚度为1.4rn,走向开采长度100m,前后两侧各留设100m煤柱。
从图中可以明显的看出,在保护层工作面采空区的顶(底)板内形成大面积的应力降低区,应力降低区的范围与保护层的采高、顶(底)板岩性等有很大关系。
在工作面前方煤柱及采空区后方煤柱附近应力较最,出现应力集中现象。
由于采空区顶板岩层随时间的冒落、压实,保护层采空区的后部出现了应力恢复现象。
图2-2为模拟获得的保护层工作面底板不同深度处的应力值大小,从中可以看出在上保护层的采动作用下围岩应力随岩层间距的变化情况(工作面由水平位置100m开始回采、至200m处结束)。
在离保护层工作面采空区较近的区域,煤岩体的应力值下降很大,采空区下部一定深度范围内的煤岩体应力降至5MPa以下(原始应力为15MPa)。
在采空区的后部区域随着顶板矸石的冒落压实,出现应力恢复现象。
随着岩层间距即底板深度的增加,采空区下部区域卸压程度逐渐减弱,应力逐渐增大,有效卸压范围也逐渐减小。
浅析管桩的挤土效应及其应对技术方法摘要:桩基工程由于其诸多优点而在软土地基的城市建设中获得日益广泛的应用。
但是管桩在沉桩过程中会对桩周土体产生挤压,并产生超静孔隙水压力,从而影响周围建筑物和地下管线等公共设施的安全。
本文将在已有的研究成果的基础上采用新的思路对软土地基中管桩沉桩问题进行了进一步的研究。
关键词:软土地基;管桩;挤土效应;圆孔扩张引言:随着城市环境要求减少施工污染及静压管桩大力推广和应用。
静压法沉桩由于其有无噪音、无振动、无污染、无冲击力等优点,同时选用高强预应力管桩作为基础,具有工艺简明、技术可靠、造价便宜、检测方便等特点,使得越来越多的建设单位认识到了管桩的优越性和良好的社会经济效益。
以下对管桩入土后产生的挤土效应所引发的一系列问题进行深入探讨,希望对设计、施工、监理有所帮助。
1.概念及其产生机理静压法施工预应力管桩属于挤土类型,往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动,改变了土体的应力状态,产生挤土效应。
挤土效应一般表现为浅层土体的隆起和深层土体的横向挤出,挤土效应对周围路面和建筑物引起破坏,对已经施打的桩的影响表现为桩身倾斜及浅桩(≤20m)上浮。
某工程同一承台桩间距为1.35m~1.7m,均大于2倍桩径,柱距为7.0~10.0m之间,工程管桩采用PTC-A550(70)-10和PC-AB550(100)-10,且桩长≥45m,在沉桩时,由于桩对土的挤压,在桩周围达1.5倍桩长范围内的粘土层中产生超孔隙压力水,超孔隙压力水随着土体的隆起和侧移而慢慢消失,如果压桩施工方法与施工顺序不当,每天成桩数量太多、压桩速率太快就会加剧挤土效应。
2.挤土桩的分类首先我们将桩按挤土情况进行分类,在桩挤土的过程中,体积等代率越大,其危害越大。
根据挤土效应的大小,将桩分为三类:排挤土桩通常指预制钢筋混凝土桩、木桩、沉管灌注桩等。
非排挤土桩如挖孔桩,钻孔灌注桩等。
低排挤土桩概念不够明确,排土程度多少没有具体的标准,一般认为如H 型钢桩,开口管桩等。
北京科技大学工程地质学复习思考题参考答案1工程地质学:是将地质学的原理运用于解决工程稳定性问题的一门科学。
2地质作用:所有引起矿物、岩石的产生和破坏,从而使地壳面貌发生变化的自然作用。
3地壳运动由地球自转速度的改变等原因,使得组成地壳的物质(岩体)不断运动,改变它的相对位置和内部构造,称地壳运动。
4岩浆作用:软流圈及岩石圈中下部的高温融熔物质沿某一通道上升至地表或在地下冷凝成岩的过程叫岩浆作用5地震:岩石圈机械运动积累的能量,由于岩石圈破裂而突然释放的一种现象,由于地震波的传播引起地面快速颤动叫地震6岩石:在一定的地质作用中形成,并在一定的地质和物理、化学条件下稳定存在的矿物集合体。
7。
矿物是由地质作用形成的天然单质或化合物,具有一定的化学组成和物理性质。
8岩石的结构:组成岩石的岩屑或矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及相互关系。
8地层:地质学上把某一地质年代形成的一套岩层(无论是沉积岩,火山碎屑岩还是变质岩)称为那个时代的地层。
9地层层序定律:正常的地层总是老的先沉积在下,而新的则后沉积在上,这种新老地层的覆盖关系叫地层层序律。
10。
地质构造:是指地质体(岩层、岩体或矿体)存在的空间形式、状态及相互关系,是地质作用(地壳运动等)所造成的岩石(或矿体)变形、变位等现象,是地壳运动的结果,它们主要包括褶皱、断裂等.11.断层:岩层受力发生破裂,破裂面两侧岩块发生明显的位移,这种断裂构造称断层。
12 活断层:现在正在活动或在最近地质时期发生过活动的断层。
13地质图:是反映一个地区地形及地质情况的综合图纸。
它是在地形图上用不同的颜色(或花纹)及规定符号,按比例尺缩小,把地表上各种地质体垂直投影到水平面上的一种图件。
14地下水是埋藏在地表下面土中的孔隙、岩石中孔隙和裂隙中的水15孔隙:土(粘土、砂土、砾石等)和碎屑岩等沉积岩中的颗粒和颗粒集合体间存在的空隙。
裂隙16.临界水力梯度:岩土体在渗流作用下,呈悬浮状态,发生渗透变形时的渗流水力梯度。
一、单项选择题(A)是指粘性土在某一含水量下的软硬程度和土体对外力引起变形或破坏的抵抗能力A.稠度(C)适用于挡土墙后填土表面为水平的无粘性土或粘性土的土压力计算C.朗肯理论饱和土在荷载作用下,土孔隙中的自由水随着时间推移缓慢渗出,土的体积逐渐减小的过程,称为土的(A)A.渗透固结不同的岩层组成的边坡,其变形破坏也有所不同,在花岗岩地区则以(D)为主D.崩塌测定岩体中的初始地应力时,最常采用的方法是(B) B.应力解除法初始地应力是指(A)A.未受开挖影响的原始地应力初始地应力主要包括(D)D.自重应力和构造应力弹性抗力系数不仅与岩石性质有关,而且与隧洞的尺寸也有关系,隧洞的半径越大,则岩体的弹性抗力系数将(B)B.越小当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态并出现滑动面时,作用在墙体上的土压力称为(A)A.主动土压力当土体中某个方向上的剪应力达到土的抗剪强度时,称该点处于(B)状态B.极限平衡当粘性土含水量增大,土体积开始增大,土样即进入下列哪种状态?(C)C.半固体状态地基的极限承载力是指()。
B.地基中形成连续滑动面时的承载力地基的临界荷载是指(B)B.地基中出现连续滑动面的荷载地基的临界荷载是指(C)C.地基中出现某一允许大小塑性区时的荷载地基临塑荷载指的是()。
A.地基中刚开始出现塑性变形区时,相应的基底压力地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力为(B)B.极限承载力地下水位上升将使土中自重应力减小的土层位置是()。
B.变动后水位以下格里菲斯准则认为岩石的破坏是由于(C)C.拉应力引起的拉裂破坏根据莫尔—库仑强度理论,下列岩体的哪种应力状态是稳定状态?(A)关于土的灵敏度,下面说法正确的是()。
A.灵敏度越大,表明土的结构性越强极限荷载指的是(C)。
C.地基土达到完全剪切破坏时的最小压力计算自重应力时,对地下水位以下的土层采用(D)D.浮重度建筑物基础作用于地基表面的压力称为(D)D.基底接触压力均质黏性土沿墙高为H的挡土墙上的主动土压力分布图为()。
第3章城市区域地壳稳定性评价一、区域地壳稳定性因素二、区域地壳活动深部构造特征三、区域现代地壳活动性特点四、区域断裂活动特征五、区域地震活动规律及特征六、区域构造应力场特征七、区域地壳稳定性分级(区)及评价•区域地壳稳定性:岩石壳内,正在进行的地质、地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响程度,即是在地球内动力作用下地壳形变、断裂位错形成的地质灾害影响人类和工程建筑的安全程度。
•城市区域地壳稳定性:在地壳内动力作用下,城市所处区域由于现代地壳变形、断裂活动、地震活动、岩浆及火山活动等影响下,地壳相对稳定程度以及对城市工程建筑的影响程度。
一、区域地壳稳定性因素•1. 地壳结构和组成•2. 地壳的动力条件•3. 现代地应力场•4. 现代地壳变形•5. 活动断裂•6. 地震活动•7. 火山活动•1. 地壳结构和组成•地壳厚度、组成、分布及变化情况以及深大断裂及其分布、活动性等•2. 地壳的动力条件•地球重力场的变化,如重力梯度带、布格异常变化带、地热场的变化—高热流值带以及压强变化等。
•地球的重力场是重力势的梯度,可以通过重力测量、天文大地测量和观测人造地球卫星轨道的扰动来求得。
由于重力均衡作用,重力场可以反映地幔以及地壳、地幔边界的起伏状况,称之为地壳均衡。
•地球重力场:地球上由于物质密度各处存在差异,使得地球重力场并不均匀。
NASA“葛雷斯”重力探测卫星得出的地球重力分布图,红色代表高重力区域,蓝色则代表低重力区。
地热场•火山、热泉以及成矿热流体都表明地热是客观存在的。
地热的分布是不均匀的,不同地区、不同深度的温度存在明显差异,研究认为:板块运动、地震,还有高山的隆升等等都是由地热的差异引起的。
•地热是由放射性元素衰变放热形成的,主要通过传导和对流扩散的方式向外传递,在此过程中出现矿物相转变、地幔对流、岩浆喷发等地质作用。
•3. 现代地应力场(构造应力场)•现代应力场特征、最大主应力、最小主应力及剪应力的分布、大小、方位变化等。