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藏东南某大型水电站工程区地应力状态及反演分析

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地质力学学报 2023年第3期29卷 442-452页

作者：李征征杨文超张鹏李常虎范玉璐中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

某水电站作为西藏易贡藏布流域的控制性调节工程,对满足西藏电网的用电需求发挥重要作用。为查明该水电站现今地应力环境,掌握地下厂房、引水隧洞等关键位置地应力分布特征,保障其工程安全,文章综合考虑工程区构造地质背景、岩体条件等... 详细信息

某水电站作为西藏易贡藏布流域的控制性调节工程,对满足西藏电网的用电需求发挥重要作用。为查明该水电站现今地应力环境,掌握地下厂房、引水隧洞等关键位置地应力分布特征,保障其工程安全,文章综合考虑工程区构造地质背景、岩体条件等,通过布设钻孔开展水压致裂法地应力测量工作,获得4个测点(8个孔)的地应力数据;依据现有地质条件,建立有限元三维地质模型;通过测得的应力状态,获得加载条件,进行工程区应力场反演分析。结果表明:二维地应力测试结果显示最大水平主应力为4.17~16.93 MPa,三维地应力测试结果显示最大主应力为14.20~16.23 MPa,最大水平主应力方位为NE 38°~NE 47°,现今构造应力场以北东向为主导;电站地下厂房区域2995 m高程水平面最大主应力σ1应力值为11.70~12.12 MPa,中间主应力σ2应力值为9.81~10.74 MPa,最小主应力σ3应力值为5.22~6.85 MPa;引水隧洞沿线最大主应力值σ1为11.8~14.05 MPa,中间主应力值σ2为10.13~12.83 MPa,最小主应力值σ3为4.56~8.49 MPa;该水电站地下厂房轴线方向和引水隧洞轴线方向与实测最大主应力方向呈小角度相交,地应力场对工程洞室的稳定性有利。后期施工过程中应综合考虑实际地质情况,采用适宜的隧洞施工技术并加强施工监测,从而确保工程安全建设。

关键词：藏东南水电站水压致裂法地应力测量应力场反演分析工程稳定性

山东龙郓煤业10·20冲击地压事故区域应力背景与防控研究

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地质力学学报 2024年第3期30卷 473-486页

作者：孟静张鹏王继明丰成君范玉璐戚帮申孙明乾中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 自然资源部新构造与地壳稳定性科技创新团队北京100081 中国联合工程有限公司浙江杭州310051 北京市勘察设计研究院有限公司北京100081

矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关。分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险。文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测工作... 详细信息

矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关。分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险。文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测工作,初步揭示了山东西部地壳浅表层现今地应力环境,结合龙郓煤业矿区附近现今地应力场特征,探讨此次冲击地压事故产生的区域应力背景,并从地应力角度提出相应的防控建议。研究结果表明:测量深度范围内主应力大小总体上与深度成正比线性关系,最大水平主应力值为3.48~20.76 MPa,随深度增加梯度为0.0182 MPa/m;最小水平主应力值为3.44~14.95 MPa,随深度增加梯度为0.0130 MPa/m;区内最大水平主应力方位为北东43°~89°,平均方位为北东75°;地壳浅表层构造作用以水平构造作用为主,但随着深度的增加,逐渐向垂直构造作用转变;龙郓煤业10·20冲击地压事故的诱发机制主要是垂向应力大于水平主应力,现今处于拉张应力环境,尤其是巷道走向平行于最大水平主应力方向;建议龙郓煤业巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角为60°~90°,同时巷道顶板可以采用拱形顶板,确保巷道岩体稳定。

关键词：山东西部冲击地压地应力测量与监测地应力场特征岩体稳定性

高地应力作用下渭武高速木寨岭隧道围岩大变形灾变预测分析研究

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地质力学学报 2023年第6期29卷 786-800页

作者：范玉璐曹佳文余顺丰成君张鹏孟静戚帮申王惠卿中国地质科学院地质力学研究所北京100081 北京市勘察设计研究院有限公司北京100038 自然资源部活动构造与地质安全重点实验室北京100081 中国地质调查局新构造与地壳稳定性研究中心北京100081 中国地质调查局北京100037 北京特种工程设计研究院北京100028 中国地质环境监测院北京100081

为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明... 详细信息

为解决在建渭武高速木寨岭隧道施工过程中遇到的高地应力环境下软岩大变形问题,基于工程区已有地应力实测数据,利用ANSYS有限元软件建立三维地质模型,反演工程区地应力场,并结合Hoek围岩变形预测公式计算分析隧道围岩的变形量。结果表明:工程区的地应力场主要受断裂控制,其次还受到岩体强度和地形的双重影响,强构造变形区的水平主应力值普遍低于弱构造变形区,沿隧道轴线三向主应力大小关系为最大水平主应力(S_H)>最小水平主应力(S_h)>垂直应力(S_V),强构造变形区最大水平主应力值在G8区段最大,而在G6区段和G11区段最小;弱构造变形区的水平主应力值自G12区段开始逐渐增大,直至G14中段开始因埋深减小而逐渐降低。沿隧道轴线最大水平主应力方向总体为北东向,而在断裂间挤压构造带多偏转为北东东—近东西向。高速公路隧道围岩变形受岩体强度和地应力场的双重影响,其中,岩体强度占主导作用,围岩变形量主要集中在20~80 cm范围内,变形等级以中等和强烈为主。

关键词：木寨岭隧道高地应力环境围岩大变形地应力场反演隧道稳定性

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长三角溧阳震区地应力环境及构造稳定性分析

地球物理学进展 2021年第5期36卷 1842-1852页

作者：范玉璐张鹏高研谭成轩戚帮申丰成君李晓康中国地质科学院地质力学研究所北京100081 河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院郑州450000 北京市地质勘察技术院北京102209 河北省地质工程勘查院保定071000

溧阳震区地处长三角腹地,因短期内连续发生两次中强震而被广泛关注,其构造稳定性对长三角地区影响重大.目前溧阳震区地应力环境尚缺少实测数据,对震区内主要断裂在现今地应力环境下的稳定性认识不清.为此在溧阳震区开展深孔水压致裂地... 详细信息

溧阳震区地处长三角腹地,因短期内连续发生两次中强震而被广泛关注,其构造稳定性对长三角地区影响重大.目前溧阳震区地应力环境尚缺少实测数据,对震区内主要断裂在现今地应力环境下的稳定性认识不清.为此在溧阳震区开展深孔水压致裂地应力测量工作,查明震区现今地应力环境,结果显示:最大水平主应力(SH)大小4.11~6.90 MPa,最小水平主应力大小(Sh)3.69~5.68 MPa;三个主应力的大小关系为Sv>SH>Sh;最大水平主应力方向为N70°W.依据库仑断层滑动失稳摩擦准则和Byerlee定律对震区内金坛—南渡、茅东、溧阳—南渡、南京—湖熟、宝堰—金坛五条主要断裂在现今地应力环境下的稳定性按产状差异分段进行分析,结果显示:在现今地应力环境下,五条主要断裂短期内滑动失稳的可能性较小,震区整体构造是稳定的,但NW向和NNE向两组断裂应力积累水平中等偏高,两组断裂交汇的震区中北部是未来需要重点关注的区域.

关键词：长三角地区溧阳震区水压致裂地应力测量库仑断层滑动失稳摩擦准则 Byerlee定律构造稳定性

西藏林芝地应力测量监测与尼泊尔M_S8.1级强震远场响应分析

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现代地质 2017年第5期31卷 900-910页

作者：张鹏曲亚明郭长宝丰成君孟文范玉璐谭成轩王磊中国地质科学院地质力学研究所北京100081 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 云南省交通规划设计研究院云南昆明650051 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 福建省闽东南地质大队福建泉州362011

为查明川藏铁路林芝段现今地应力状态和附近主要断裂运动学和动力学活动特征,在西藏林芝北侧开展了300 m深度钻探工程和随深度系统水压致裂现今原位地应力测量与压磁法地应力实时监测工作。原地应力测量结果表明:(1)三个主应力大小之间... 详细信息

为查明川藏铁路林芝段现今地应力状态和附近主要断裂运动学和动力学活动特征,在西藏林芝北侧开展了300 m深度钻探工程和随深度系统水压致裂现今原位地应力测量与压磁法地应力实时监测工作。原地应力测量结果表明:(1)三个主应力大小之间关系为SH>Sh≥SV,表明区域构造作用水平应力起主导作用,易于发生逆断活动;(2)现今最大水平主应力方向为北北东向,反映区域内北东—近南北向断裂带现今活动具有顺时针走滑的特征;(3)基于实测数据得到剪应力相对大小μ_m=0.11~0.23,反映了该区域应力积累较低,区域内断层活动的危险性较小。地应力实时监测结果表明2015年尼泊尔M_S8.1级强震在该地应力实时监测站点具有显著的远场效应:(1)尼泊尔地震前,最大与最小水平主应力值分别增加了0.35 MPa和0.24 MPa,最大水平主应力方向基本保持不变;(2)尼泊尔地震时同震应力变化表明,地震导致最大与最小水平主应力值分别减小了0.05 MPa和0.04 MPa,最大水平主应力方向基本保持不变;(3)尼泊尔地震4个月后,最大水平主应力减小了0.05 MPa,而最小主应力增加了0.01 MPa,最大水平主应力方向基本保持不变。基于钻孔原地应力测量与实时监测数据分析尼泊尔地震前、震时、震后该站点地应力变化情况,对于区域内断裂活动、地震危险性、地壳稳定性等研究具有重要意义。

关键词：原位地应力测量地应力实时监测地震危险性尼泊尔MS8.1级地震

雄安新区现今地应力环境及其对构造稳定性影响研究

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地球学报 2020年第4期41卷 481-491页

作者：范玉璐谭成轩张鹏孙明乾戚帮申丰成君孟静王惠卿中国地质科学院地质力学研究所北京100081 北京市地质勘察技术院北京102209

雄安新区是一项"千年大计"的国家战略,查明雄安新区及邻区现今地应力环境,评价其构造稳定的动力背景,对保障新区的规划、建设和未来安全具有重要的意义。为此,综合考虑雄安新区及其外围区域构造地质背景、岩体条件等,在雄安新区外围顺... 详细信息

雄安新区是一项"千年大计"的国家战略,查明雄安新区及邻区现今地应力环境,评价其构造稳定的动力背景,对保障新区的规划、建设和未来安全具有重要的意义。为此,综合考虑雄安新区及其外围区域构造地质背景、岩体条件等,在雄安新区外围顺平县关键构造部位燕山期隐伏花岗岩中开展620m深孔水压致裂地应力测量和压磁电感法地应力实时监测。结果表明:在测量深度范围内,最大水平主应力(SH)大小为13.23~29.42 MPa,最小水平主应力(Sh)大小为9.28~19.73 MPa;三个主应力大小关系为SH>Sh>SV;最大水平主应力方向为NW20°。引入应力积累系数(μm)、断层摩擦系数(μ),依据库伦断层滑动失稳摩擦准则和Byerlee定律对保定-石家庄、牛东和徐水-大城三条主要隐伏断裂的稳定性进行计算分析,结果显示:在目前地应力条件下,雄安新区三条主要隐伏断裂不会滑动失稳、构造是稳定的,但地壳浅表层应力积累水平中等偏高,建议加强长期地应力实时监测,分析其稳定性的动态演化过程。

关键词：雄安新区水压致裂法地应力测量地应力实时监测库伦断层滑动失稳摩擦准则 Byerlee定律构造稳定性

“互联网+”背景下疾病预防健康大数据应用研究

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技术与市场 2022年第7期29卷 32-34页

作者：张佳杰陈修齐范玉璐周旻杰上海工程技术大学上海201620

在“互联网+”背景下,大数据手段被广泛应用于疾病预防领域,为医院病患及社区居民提供了前所未有的便捷服务。但医院、社区等供给主体在应用该类服务时也面临不能适应实际需求或无法全面满足需求的困境。以上海市龙华街道为例,对“互联... 详细信息

在“互联网+”背景下,大数据手段被广泛应用于疾病预防领域,为医院病患及社区居民提供了前所未有的便捷服务。但医院、社区等供给主体在应用该类服务时也面临不能适应实际需求或无法全面满足需求的困境。以上海市龙华街道为例,对“互联网+”背景下大数据技术在疾病预防服务应用过程中的问题进行归纳梳理,并分析问题成因,进而提出可行的优化建议。

关键词：互联网+ 疾病预防健康大数据

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河北省顺平县地质灾害发育特征及易发性评价

地质力学学报 2020年第4期26卷 604-614页

作者：万佳威丰成君戚帮申孙明乾杨肖肖王惠卿范玉璐张鹏孟静谭成轩中国地质科学院地质力学研究所北京100081 新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 中国地质大学(北京) 北京100083 北京市地质勘察技术院北京100120

河北省顺平县位于太行山东麓,主要发育有崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等四种类型地质灾害。基于该县地质灾害发育特征,采用GIS技术和信息量数学评价模型,选取坡度、起伏度、坡向、工程地质岩组、归一化植被指数(NDVI)、与河流的距离6个... 详细信息

河北省顺平县位于太行山东麓,主要发育有崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝等四种类型地质灾害。基于该县地质灾害发育特征,采用GIS技术和信息量数学评价模型,选取坡度、起伏度、坡向、工程地质岩组、归一化植被指数(NDVI)、与河流的距离6个评价因子,对顺平县地质灾害进行易发性评价。评价结果显示:高易发区面积约为125 km^2,占全县总面积的17.5%,分散分布于西北部的中低山和丘陵地区,密集发育崩塌灾害,少量发育滑坡、泥石流灾害;中易发区面积约为200 km^2,占全县总面积的28.0%,成片分布于西北部的中低山和丘陵地区,少量发育崩塌、滑坡、泥石流灾害;低易发区面积约为389 km^2,占全县总面积的54.5%,主要分布于东南部的平原地区及西北部丘陵地区内的宽阔沟谷,沿古河道发育地裂缝灾害,个别地区发育崩塌、滑坡灾害。

关键词：太行山东麓地质灾害发育特征易发性信息量模型

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河北省顺平县李思庄滑坡稳定性分析

地质力学学报 2020年第4期26卷 595-603页

作者：王惠卿丰成君戚帮申王继明孙明乾杨肖肖万佳威范玉璐张鹏孟静谭成轩中国地质科学院地质力学研究所北京100081 新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081 北京市地质勘察技术院北京100120 中国联合工程有限公司浙江杭州310051 中国地质大学(北京) 北京100083

李思庄滑坡为河北省顺平县境内潜在危险性最大的一残坡积堆积层滑坡,近年由于削坡建房,滑坡稳定性降低,极端降雨条件下存在复活可能。在野外调查确定滑坡结构特征的基础上,采用改进Mein-Larson降雨入渗模型分析不同降雨强度及持时对李... 详细信息

李思庄滑坡为河北省顺平县境内潜在危险性最大的一残坡积堆积层滑坡,近年由于削坡建房,滑坡稳定性降低,极端降雨条件下存在复活可能。在野外调查确定滑坡结构特征的基础上,采用改进Mein-Larson降雨入渗模型分析不同降雨强度及持时对李思庄滑坡安全系数影响,运用有限差分软件FLAC3D计算分析该滑坡在天然和极端降雨工况下的稳定状态。研究结果表明:天然状态下,边坡潜在滑移面为基岩与残坡积层分界面,边坡安全系数为1.18,未发生失稳破坏;随降雨历时增加,潜在滑移面由基岩与残坡积层分界面转移到湿润峰面,当湿润峰达到基岩与残坡积层分界面,边坡安全系数为0.83,属不稳定状态。并对李思庄滑坡初步提出设置挡土墙和截排水沟的治理建议。

关键词：堆积层滑坡稳定性 Mein-Larson降雨入渗模型 FLAC3D