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深部硬岩矿山岩爆风险防控技术研究进展

岩土力学 2022年第S02期43卷 454-468页

作者：梁伟章赵国彦中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

为了解深部硬岩矿山岩爆风险防控技术研究进展,对国内外相关文献进行了归纳总结。首先,从事前避免岩爆产生、事中降低岩爆危害及事后规避岩爆伤害等3个角度提出了岩爆风险防控的总体思路。然后,根据该思路归纳了岩爆防控的技术类型,并... 详细信息

为了解深部硬岩矿山岩爆风险防控技术研究进展,对国内外相关文献进行了归纳总结。首先,从事前避免岩爆产生、事中降低岩爆危害及事后规避岩爆伤害等3个角度提出了岩爆风险防控的总体思路。然后,根据该思路归纳了岩爆防控的技术类型,并详细分析了各技术的内涵及其防控岩爆的机制。最后,对岩爆风险防控技术的未来发展方向进行了展望。结果表明:现有深部硬岩矿山岩爆风险防控技术可归纳为采矿设计、卸压技术、岩层改性、岩体支护及人员暴露等5个方面。其中,采矿设计包括采矿方法、采场参数、矿柱留设、回采顺序、回采速率及空区处理;卸压技术包括卸压爆破、卸压槽、卸压巷、卸压孔及卸压缝;岩层改性包括水压致裂、约束爆破及注水软化;岩体支护包括表面支护、内部支护及组合支护;人员暴露包括再进入协议、远程设备及人员防护。未来可从不同类型及不同风险等级岩爆防控体系构建、新技术研发、防控时机及效果评估等方面建立深部硬岩矿山岩爆风险防控指南。

关键词：硬岩深部矿山岩爆风险防控技术

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冰湖溃决洪水威胁高亚洲基础设施

Science Bulletin 2023年第13期68卷 1361-1365,M0003页

作者：聂勇邓纤 Hamish D.Pritchard Jonathan L.Carrivick Farooq Ahmed Christian Huggel 刘丽君王文勒斯木初 Jida Wang 张华宇张波吕其元张镱锂 Mountain Science Data Center Institute of Mountain Hazards and EnvironmentChinese Academy of SciencesChengdu 610299China British Antarctic Survey Cambridge CB30ETUK School of Geography and water@leeds University of LeedsLeeds LS29JTUK Gilgit-Baltistan Disaster Management Authority Gilgit 15100Pakistan Department of Geography University of ZürichZürich 8057Switzerland College of Hydrology and Water Resources Hohai UniversityNanjing 210098China Department of Geography and Geospatial Sciences Kansas State UniversityManhattanKS 66506USA Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 101408China

青藏高原及其周边地区冰湖灾害频发,目前对其灾害特征及导致的破坏缺乏系统的分析.本研究旨在揭示冰湖灾害过去和未来的变化趋势及其对基础设施造成的影响,以指导区域及跨境流域冰湖灾害防控技术和策略的构建.研究梳理了1900-2022年间... 详细信息

青藏高原及其周边地区冰湖灾害频发,目前对其灾害特征及导致的破坏缺乏系统的分析.本研究旨在揭示冰湖灾害过去和未来的变化趋势及其对基础设施造成的影响,以指导区域及跨境流域冰湖灾害防控技术和策略的构建.研究梳理了1900-2022年间发生的298例冰湖灾害事件,发现其呈增长的趋势,尤其是1964年以来的部分冰湖灾害严重损坏了下游基础设施,不同类型冰湖灾害在空间分布、爆发和成灾特征等方面存在明显差异.例如,西斯帕冰川阻塞湖在2019-2022年连续爆发了5次溃决洪水,最近一次冲毁了下游中巴公路的桥梁和路基,影响中巴经贸.高山区冰川冰湖变化、交通和水电等基础设施及人口增长,致使冰湖灾害风险上升.为此,重大基础设施的规划应充分考虑相关风险,建立防控措施以保障人员和基础设施安全.

关键词：基础设施中巴公路防控技术灾害特征防控措施溃决洪水成灾特征

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重大滑坡灾变机制与防治新技术研究

岩石力学与工程学报 2023年第8期42卷 1910-1927页

作者：张玉芳范家玮袁坤中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

我国重大工程建设时常遭受滑坡灾害影响,复杂的地质环境叠加重大工程建设扰动往往诱发滑坡灾害,准确认识滑坡灾害的致灾机制并研发先进的防控技术具有重大意义。本文结合笔者的研究和实践经历,提出滑坡灾变机制并梳理重大滑坡灾害防治... 详细信息

我国重大工程建设时常遭受滑坡灾害影响,复杂的地质环境叠加重大工程建设扰动往往诱发滑坡灾害,准确认识滑坡灾害的致灾机制并研发先进的防控技术具有重大意义。本文结合笔者的研究和实践经历,提出滑坡灾变机制并梳理重大滑坡灾害防治技术的研究进展,研究结果表明:(1)滑坡机理可概括为滑坡发生的原因、机制和过程。滑坡原因分为滑坡发生的内因与外在诱因,不同滑坡发生的原因不同;滑坡机制即滑动力学机制,可概括为坡体软弱面上的剪应力大于抗剪强度;滑坡过程即滑动演化过程,可从滑坡滑动性质与孕育发展阶段分析。滑动力学机制和滑动演化过程,构成滑坡灾变机制。(2)以青海湟水河巨型滑坡为例分析滑坡机理,明确该滑坡发生的内因与外在诱因,揭示滑动力学机制,发现大型滑坡蠕动变形、蠕滑突变、滑动突变的科学现象,创立大型滑坡“长期剪切蠕动变形→局域剪切蠕滑突变→整体贯通破裂滑动”的灾变机制。(3)针对重大工程滑坡防治遭遇的深大滑坡强支挡难题,研发全埋式多锚点抗滑桩与深埋低锚变截面抗滑桩两种滑坡强支挡技术,优化抗滑桩上锚索的布置,使得支挡结构受力更加合理,大幅度减小桩尺寸和锚索长度。(4)针对重大工程滑坡防治遭遇的灾害险情低扰动快速控制难题,研发竖向钢花管锚索、斜向钢锚管锚索和非开挖锚索抗滑桩3种滑坡低扰动支挡技术,实现灾害险情的快速控制。研究成果为重大滑坡灾变机制研究与防治起到引领示范作用。

关键词：边坡工程滑坡机制分析防控技术抗滑桩

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黄陇煤田煤层顶板水害特征及其防控技术

煤田地质与勘探 2023年第1期51卷 205-213页

作者：靳德武李超峰刘英锋曹海涛任邓君王红亮张金魁黄阳杨国栋郭康樊敏刘宸铠中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 陕西省煤矿水害防治技术重点实验室陕西西安710077 陕西郭家河煤业有限责任公司陕西宝鸡721500 陕西正通煤业有限责任公司陕西咸阳713600 陕西永陇能源开发建设有限公司陕西宝鸡721000

陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害... 详细信息

陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害类型及其主控因素,总结工作面涌水量变化规律,并研究顶板巨厚砂岩含水层水害形成机理,进而提出顶板水害防控关键技术。结果表明:(1)黄陇煤田顶板含水层充水可分为持续涌水式、非持续涌水式和泥砂溃涌式3类,持续涌水式包括可控持续型和高强度持续型,非持续涌水式分为离层涌水型(包括偶发离层涌水型和频发离层涌水型)和脉冲式涌水型,以及泥砂溃涌型共6型。(2)关键隔水层厚度、煤层与洛河组砂岩间距、洛河组砂岩的富水性共同决定顶板涌水形式:当关键隔水层厚度较小甚至缺失,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距较小时,发生脉冲式涌水;当关键隔水层厚度较大且分布稳定,洛河组砂岩富水性中等至强且与煤层间距较小时发生持续涌水;当关键隔水层巨厚,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距巨大时发生离层涌水;当煤层顶板导水裂隙带范围内的侏罗系地层发育胶结不良地质体或煤层出现冒顶现象,容易形成水砂溃涌灾害。(3)地下水位监测预警技术、地面钻孔疏放离层积水技术、井下泄水巷集中排水技术、排水系统建设与维护技术、减水开采技术等是黄陇煤田水害防治的关键技术;工作面精细管理制度、工作面水情日分析制度、专家会诊及对标学习制度等是做好水害防治工作的配套管理对策。

关键词：顶板水害水害类型防控技术主控因素减水开采黄陇煤田

新能源汽车动力电池“机械滥用-热失控”及其安全防控技术综述

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机械工程学报 2022年第14期58卷 252-275页

作者：山彤欣王震坡洪吉超曲昌辉张景涵周洋捷侯岩凯北京理工大学电动车辆国家工程实验室北京100081 北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德研究生院佛山528000

动力电池热失控是电池故障和失效的终极形式,也是制约新能源汽车大规模推广和应用的主要行业痛点。对动力电池机械滥用失效形式及其引发的热失控特性、机理与防控技术进行全面综述,并指出当前研究中存在的局限性。通过总结归纳典型车辆... 详细信息

动力电池热失控是电池故障和失效的终极形式,也是制约新能源汽车大规模推广和应用的主要行业痛点。对动力电池机械滥用失效形式及其引发的热失控特性、机理与防控技术进行全面综述,并指出当前研究中存在的局限性。通过总结归纳典型车辆事故案例和机械滥用热失控防控措施,提出结合实车运行数据复现历史运行工况的研究思路,并提出“故障-冒烟-漏气-起火-爆炸”的动力电池热失控五级演化风险评估模型,通过热失控特征参数指标临界阈值的判定和识别进行机械滥用热失控的预测预警,并根据事故特征采取相应措施抑制热失控的触发和扩散。研究内容和结果对新能源汽车动力电池系统及整车安全性设计具有重要指导意义与推广应用价值。

关键词：新能源汽车动力电池机械滥用热失控风险评估防控技术

高土石坝变形破坏过程预测理论和防控技术创新

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岩土工程学报 2022年第7期44卷 1211-1219页

作者：陈生水水利部水库大坝安全重点实验室南京水利科学研究院

中国是世界上高土石坝数量最多的国家，复杂建坝条件和恶劣服役环境下高土石坝建设和长期安全保障面临严峻技术挑战。介绍了“十三五”国家重点研发计划项目“复杂条件下特高土石坝建设与长期安全保障关键技术”的主要成果：揭示了粗粒... 详细信息

中国是世界上高土石坝数量最多的国家，复杂建坝条件和恶劣服役环境下高土石坝建设和长期安全保障面临严峻技术挑战。介绍了“十三五”国家重点研发计划项目“复杂条件下特高土石坝建设与长期安全保障关键技术”的主要成果：揭示了粗粒土颗粒破碎对高土石坝变形的影响机制、粗粒土加载变形和流变变形服从不同流动准则的规律，以及坝基深厚覆盖层原位结构损伤演化规律，建立了精准预测高土石坝坝体和坝基变形发展过程和分布规律的本构理论；基于计算接触力学理论建立了模拟高土石坝不同材料界面复杂接触问题的非线性数值计算方法和模拟高土石坝三维裂缝萌生—扩展全过程的数值计算方法；发展了实用的非饱和土固结理论，实现了高心墙坝全生命期变形与渗流耦合过程的精细模拟；建立了高面板坝面板太阳热辐射温度应力场和结构破损过程模拟计算方法；研发了适用于高土石坝填筑、蓄水、运行等全过程模拟的高性能软件平台；针对特高土石坝建设和运行过程中常见病害，提出了相应的特高土石坝变形破坏防控技术。

关键词：高土石坝变形破坏计算理论方法防控技术

种植业面源污染防控技术发展历程分析及趋势预测

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环境科学 2020年第8期41卷 3870-3878页

作者：俞映倞杨林章李红娜朱昌雄杨梖薛利红江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

种植业对农业面源污染贡献不容小觑.已有治理技术并不在少数,但受技术参数模糊和技术应用效果不明朗等因素的影响,现阶段技术应用和污染治理效果不理想.对此,本研究基于近20年国内外种植业面源污染防控的发表论文,明确种植业面源污染防... 详细信息

种植业对农业面源污染贡献不容小觑.已有治理技术并不在少数,但受技术参数模糊和技术应用效果不明朗等因素的影响,现阶段技术应用和污染治理效果不理想.对此,本研究基于近20年国内外种植业面源污染防控的发表论文,明确种植业面源污染防治技术的体系框架,梳理技术的发展历程,比较不同方向技术对生产投入、产量及污染物排放的作用效果,对新时期下我国植业面源污染防控的发展前沿趋势作出预判.本研究构建了源头削减、过程拦截和养分回用这3个领域以及栽培、生态沟渠和尾/废水等14个方向的技术体系.结果发现,源头削减领域获得了最高关注度,研究方向多且热度仍在不断提升;我国对其中肥料方向技术的研究集中度较高.相比之下,过程拦截和养分回用领域的技术较为单一和欠缺.养分利用效率提升、转运过程调控和土壤添加剂使用将是种植业面源污染防控未来的主要着力点和抓手.农田基础设施的配套及后端净化体系的构建,将有助于集成、耦合多领域技术,进一步确保种植业面源污染防控的作用效果.

关键词：种植业面源污染防控技术发展历程前沿趋势

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淡水硅藻水华成因与控制技术研究进展

环境科学研究 2024年第2期37卷 316-325页

作者：文刚白愿楠王茹曹瑞华黄廷林西安建筑科技大学环境与市政工程学院西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西省环境工程重点实验室陕西西安710055

在全球气候变暖和人类活动的共同影响下,硅藻水华爆发趋势加剧,并对水生态及供水安全产生负面影响.因此明确其形成原因并探索高效的防控技术至关重要.目前关于淡水硅藻水华已有较多研究成果,但缺少系统性整理.淡水硅藻水华爆发的关键因... 详细信息

在全球气候变暖和人类活动的共同影响下,硅藻水华爆发趋势加剧,并对水生态及供水安全产生负面影响.因此明确其形成原因并探索高效的防控技术至关重要.目前关于淡水硅藻水华已有较多研究成果,但缺少系统性整理.淡水硅藻水华爆发的关键因素为温度、光照、营养盐和流速.在原位防控方面,生态调度和扬水曝气等物理技术较为成熟,低剂量的化学药剂处理效果不佳,而生物方法的实施会受到环境条件的限制.联合使用混凝剂和助凝剂或氧化剂可以有效去除硅藻,但硅藻水华范围的扩大致使部分水厂未能及时调整工艺,影响制水效率.本文对硅藻水华的成因及防治方法进行了分析和总结,与蓝藻水华进行比较,并展望后续研究热点,对确保饮用水安全和水体污染控制与治理有着重要意义.

关键词：硅藻水华湖泊水库水华成因防控技术蓝藻

穿越活动断层隧道抗震韧性设计理念与关键问题

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中国公路学报 2023年第11期36卷 193-204页

作者：朱合华禹海涛韩富强卫一博袁勇同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学地下与建筑工程系上海200092 中国国家铁路集团有限公司北京100844

历史震害表明,穿越活动断层隧道损坏严重且震后修复或重建难度巨大,提升强震活动断裂区隧道抗震韧性已成为工程建设面临的关键难题。在调研穿越活动断层隧道结构典型震害实例的基础上,总结分析了震害启示并指出穿断层隧道结构抗震设计... 详细信息

历史震害表明,穿越活动断层隧道损坏严重且震后修复或重建难度巨大,提升强震活动断裂区隧道抗震韧性已成为工程建设面临的关键难题。在调研穿越活动断层隧道结构典型震害实例的基础上,总结分析了震害启示并指出穿断层隧道结构抗震设计需要重点关注工程场地地震危险性评估、穿断层隧道抗震设防策略和安全防控措施3个方面;其次,结合文献调研,综述了目前穿断层隧道结构抗震研究相关工作,重点阐述了穿越活动断层隧道抗震分析方法、结构灾变机制认识和抗减震控制措施等方面的研究现状;在此基础上,搭建了穿越活动断层隧道工程抗震韧性的统一设防理念和设计框架,提出以“震前预留、震中稳定、震后恢复”为核心思想的隧道结构抗震韧性设防目标,并进一步考虑强地震动-活动断层位错耦合作用,建立了“场地分区、结构分段”的隧道抗震设防分区准则,提出了面向不同地震设防水准以“抗(减)、让、诱(避)/抢”分阶段的隧道抗震韧性设计思想,从而为穿越活动断层隧道抗震韧性设计提供了全过程防控策略;最后,讨论了目前穿断层隧道抗震研究急需攻克的关键科技问题,并对该领域今后研究工作的发展方向提出了展望。该研究旨在为穿越活动断层隧道工程建设提供面向抗震韧性的统一设防理念和设计策略,同时也为今后抗震工作的研究重点指明方向。

关键词：隧道工程抗震韧性综述活动断层防控技术设计理念