Abstract ：

为了选取合适的穿越活动断裂带铁路隧道安全防控措施，以东非大裂谷东翼地区恩贡隧道为例，采用现场地质调查及理论分析方法，对隧道穿越的断裂带范围内地层结构进行针对性研究，对其地质特征及断裂活动进行总结评价，进而推断出对隧道工程的影响，制定隧道专项设计原则及方案。研究表明，该隧道工程区域内的活动断裂以正断层陡坎形式分布，当7级强震发生时，隧道穿越的断裂带会发生0.9 m平均垂直位移，针对这些裂谷区域可预见的地质灾害，应在设计初期阶段进行规避或预防。研究结果表明，(1)线路应尽可能地规避地质不利地层，若无法绕避，则应采用易于修复的隧道、路基等结构大角度通过；(2)考虑震后的可修复性，应在线路平纵曲线要素的设计上留有足够的富余量，以满足震后调坡需求；(3)应在建设初期对隧道二衬结构内轮廓进行包容性设计，使其灾后隧道内轮廓仍满足列车正常通行的限界要求；(4)针对震后修复需求，对隧道内部轨下结构形式、接触网悬挂方式、水沟电缆槽形式及隧道分节段的结构形式进行特殊设计，使隧道在震后拥有快速恢复正常使用的能力。

Keyword ：

恩贡隧道 设计方案 东非大裂谷 断裂带 地质特征 内马铁路

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辽河油田稠油热采井套管损坏现象频发，注汽过程中套管热应力过高是套管损坏的主要原因，考虑稠油热采工程地质参数对套管规格进行优选是解决该问题的关键。针对此，考虑高温条件下套管屈服强度以及弹性模量变化规律，采用有限元方法建立了温度-压力耦合作用下套管应力计算及分析数值模型，分析了热采过程中套管-水泥环-地层温度场变化规律，并且对该模型进行了验证，计算了温压耦合作用下套管应力动态变化规律，研究了套管规格参数(钢级、壁厚)和工程地质参数(注汽压力、地层力学特性)对套管应力的影响，得到了不同条件下套管安全系数变化规律。研究结果表明：当注汽温度升高时，套管的热应力会显著增加，导致安全系数降低。为了满足更高温度的热采环境，可以采用更高级别和厚度的套管钢材，并根据不同工程场景选择不同的套管钢级和壁厚。在热采井地层弹性模量下降时，套管内壁所受的热应力会减小。为了减小套管所受的热应力，可以调整注汽压力以降低其与地应力之间的压差。研究结果可为辽河油田热采井的套管优选和高温状态下套管的安全性评估提供依据。

Keyword ：

温度场 稠油热采 辽河油田 安全系数 套管损坏 井筒完整性

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如何将虚拟仿真技术应用于地质类课程的教学实践中,从而提高教学效果,是新形势下相关专业本科生培养急需解决的问题.因此探讨了虚拟仿真技术在工程地质实习中的应用,通过搭建工程地质实习虚拟仿真教学系统,构建基于虚拟仿真技术的工程地质实习方法.旨在提高学生实践能力,促进实现"践行低碳、沉浸教育"的教学目标.

Keyword ：

工程地质实习 教学模式 虚拟仿真

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广泛存在的成层土非饱和稳态渗流的解析计算研究相对薄弱.基于达西渗流定律和土层界面的连续性条件,构建了描述非饱和成层土稳态渗流过程的数学模型.使用分离变量技术和数学归纳思想,获得了成层土同一剖面的基质吸力、有效饱和度与吸应力沿高程分布的解析表达式.基于COMSOL数值分析平台对解析算法进行了验证计算,从而实现了非饱和成层土稳态渗流过程的解析求解.而后,探讨了土层界面的存在对渗流过程的影响并开展了参数敏感度分析.分析表明:(1)相同入渗条件下相同高程处砂土的基质吸力最大,黏土最小;地表渗流速率的不同对粉土层有效饱和度分布影响最大,砂土最小.(2)黏土层中吸应力近乎线性增长,砂土的吸应力则沿高程先增大后减小;土层界面的存在会影响基质吸力沿高程的增长速率,可使有效饱和度和吸应力沿高程分布发生突变.(3)Gardner模型参数α值越小,相同高程处基质吸力值越大,饱和土渗透系数(ks值)越小,基质吸力增长速率越慢;α与ks取值越小,有效饱和度降低速率越慢;α取值越小或ks取值越大,地表处的吸应力值越大.研究成果可为诸如边坡稳定等工程地质问题提供一定的理论支撑.

Keyword ：

有效饱和度 吸应力 稳态渗流 解析解 基质吸力 非饱和成层土

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本文依托北京城市副中心站综合交通枢纽工程01标段深基坑工程，结合场地的工程地质条件及深基坑特征，运用MIDAS GTS NX有限元模拟软件对基坑剖面进行平面数值模拟，分析了围护结构变形和地表沉降，研究了深基坑开挖所产生的影响域。结果表明：0～1.3 H范围内为强烈影响区，1.3～2.3H为一般影响区，2.3 H范围之外为微弱影响区，并得到相应的影响系数k_1=0.018,k_2=0.010,k_3=0.007。此影响系数可以指导在逆作施工条件下的坑中坑工程计算相应的影响范围，从而便于对坑中坑工程的环境风险进行有效的控制。

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影响域 MIDAS GTS NX 逆作施工 地表沉降 坑中坑

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以四川昌都贡扎滑坡为原型,设计制作了1∶1 000的振动台试验模型,开展了包含软弱岩性组合和贯通性结构面的反倾岩质斜坡的振动台模型试验。考虑场地工程地质条件和场地特性,将富含多种频率的人工合成基岩地震波作为动力输入条件,探讨了不同概率水准人工合成地震波作用下反倾岩质斜坡的动力响应规律,并与输入正弦波的放大效应规律进行对比;通过对不同类型地震波输入下竖向监测点所得数据进行频谱分析,研究其对反倾岩质斜坡的动力响应影响机制。试验结果表明,在人工合成地震波作用下,加速度放大系数沿坡面和竖直方向均具有明显的高程放大效应,沿水平方向具有明显的趋表效应;人工合成地震波作用下得到的坡表和坡内响应规律与正弦波作...

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频谱分析 振动台模型试验 动力响应 岩质边坡 人工合成地震波

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奥陶系灰岩具有成岩作用好、强度高、脆性大的特点。而岩体由于其特殊的形成条件，在岩体中存在大量的矿脉结构，易受风化作用的影响；同时，节理发育也会导致岩体劣化。以太行山奥陶系灰岩为研究对象，进行了室内干湿交替试验，得到了石灰石的劣化特征，建立了波速与空隙之间的数学模型。研究表明：(1)岩样声波波速在干湿交替过程中逐渐减小，并且横波比纵波的变化更为明显，由此说明灰岩的剪切特性发生较强的劣化；(2)试验中存在3种不同的劣化形式，即原生裂纹发育、矿脉延伸和表面剥蚀，在研究中以矿脉延伸为主要劣化形式；(3)矿脉劣化主要表现为颗粒脱落和空隙延伸，减弱了声信号能量的耗散；(4)利用大开空隙率、抗拉强度和点荷载...

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空隙率 抗拉强度 奥陶系灰岩 工程地质 劣化特征

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为获取被动柔性防护网在不同崩塌滚石运动特征下的动态响应规律,以鲁甸803地震震后崩塌滚石造成防护网损坏现场为例,通过无人机倾斜摄影技术实现地质调查,采用Rockyfor3D获取研究区落石的运动特征,并通过被动柔性防护网有限元模型,对不同落石冲击形式下防护网的动态响应规律进行研究.研究显示区内落石弹跳高度普遍在1～2 m,优势路径上的落石会形成稍高速低弹跳的范围冲击.在范围落石冲击下,防护网绳索最大拉力增加可达123.7％;在低弹跳落石冲击下,绳索最大拉力增加可达181.2％.范围落石冲击会导致防护网网面耗能的降低,并导致上拉锚绳拉力的增大.防护网下一级支撑绳对不同落石弹跳高度的响应较为敏感,部分高弹跳落石会对上拉锚绳和上一级支撑绳产生影响.

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强震区 运动特征 Rockyfor3D 无人机摄影测量 崩塌滚石 工程地质 被动柔性防护网

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加固结构所的抗滑力常被简化为恒定值,不能反映其随时间的变化.为了更准确评估地震下桩-锚组合结构加固边坡的稳定性,引入非线性的模型,实现了抗滑力的实时更新.推导了安全系数和位移计算公式,讨论了结构系数对评估结果的影响.结果表明:(1)引入指数非线性模型后,抗滑桩和锚索力均表现出明显的时间效应.屈服加速度随结构的变形而增大.(2)地震初期抗滑桩无加固作用.随着边坡滑动,抗滑桩的力快速增长,最终起主导作用.(3)将结构的抗滑力等效为固定值虽然简化了计算,但是忽略了达到设计值所需的位移,这可能导致边坡的危险性被低估.在加固设计时,应该考虑抗滑力的变化.

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永久位移法 锚索 抗滑桩 地震荷载 工程地质 组合结构

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地震作用下山体边坡的动力响应规律与地震波入射角度显著相关,本文基于间接边界元方法研究SH波倾斜入射下边坡的动力响应特征.基于间接边界元理论研发了用于边坡岩体动力响应分析的边界元程序,通过计算平直裂隙对弹性波的反射及散射波波场对程序进行验证,并详细探讨了不同类型的边坡在各种入射角度的应力波作用下的响应特性.SH波铅直向入射时,半圆形凹陷地形的谷肩位置地震动振幅最小,而半圆形凸起地形的最高点位置振幅最大,单面坡的坡肩位置地震动最大,楔形凸起地形的坡顶地震动最强烈;当SH波入射角增大,各类边坡的最大地震动力响应位置也有所偏移,地震放大系数亦随之变化;以樟木镇边坡为实例揭示了复杂形态边坡岩体中的局部凸起对地震动的放大作用.研究结果表明,边坡微地形特征对地震动力响应影响非常大,凸起山体坡顶的动力放大效应最为显著;同一边坡在不同入射角地震波作用下产生的动力放大系数以及发生的位置不同.本文的研究结果对评价坡体稳定性和边坡工程抗震防设等具有重要的指导意义.

Keyword ：

地震波传播 间接边界元法 坡形 工程地质 边坡动力响应 数值模拟

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