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浅埋隧道预应力锚固体承载效应模型实验研究

矿业科学学报 2024年第3期9卷 370-380页

作者：王彤彤刘文龙曹立雪秦哲张润昌山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室山东青岛266101 青岛地矿岩土工程有限公司山东青岛266101

预应力锚杆主动支护技术在隧道工程中的应用逐渐普及,对于浅埋大跨岩质隧道,其支护特性及作用机制尚未明确。为探究预应力锚杆支护体系下围岩的承载特性,以青岛地铁6号线某暗挖车站为工程背景,基于相似原理配制地层及支护结构模型实验材... 详细信息

预应力锚杆主动支护技术在隧道工程中的应用逐渐普及,对于浅埋大跨岩质隧道,其支护特性及作用机制尚未明确。为探究预应力锚杆支护体系下围岩的承载特性,以青岛地铁6号线某暗挖车站为工程背景,基于相似原理配制地层及支护结构模型实验材料,通过液压加载试验,探究了预应力锚杆及普通锚杆支护下锚固体的承载特性。结果表明:①预应力锚杆与围岩的相互作用形成了具有承载能力的锚固体,能够有效承担大部分上覆荷载。预应力锚杆的应用使得隧道失稳破坏的预警荷载值提高了42.8%,同时极限荷载值也提高了41.2%。②在上覆加载过程中,预应力锚杆经历了紧密锚固持荷阶段和脱锚卸荷阶段,衬砌经历了应变累积、应变突增和应变释放3个阶段。③较普通锚杆,主动支护下预应力锚杆与岩体间的受力协同性好,无轴力突变现象,锚杆的支护性能得到充分的利用,有效抑制了裂隙的发育,提高了隧道的整体稳定性。

关键词：浅埋大跨隧道预应力锚杆主动支护锚固体模型实验

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我国城市地下空间开发适宜性评价研究现状与发展趋势

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地质与勘探 2024年第2期60卷 348-355页

作者：刘鑫宇董杰王睿曾海燕徐美君秦升强于鹏中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室山东青岛266100 青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 山东青岛266100 中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016 自然资源部城市地下空间探测评价工程技术创新中心江苏南京210016

城市地下空间是缓解用地饱和矛盾、改善城市生态的重要空间资源,也是开创城市高质量发展新局面的良策,科学高效地进行城市地下空间开发适宜性评价工作至关重要。本文从评价指标体系、评价指标赋权、评价模型、三维建模与可视化、评价系... 详细信息

城市地下空间是缓解用地饱和矛盾、改善城市生态的重要空间资源,也是开创城市高质量发展新局面的良策,科学高效地进行城市地下空间开发适宜性评价工作至关重要。本文从评价指标体系、评价指标赋权、评价模型、三维建模与可视化、评价系统5个方面,系统梳理了城市地下空间开发适宜性评价研究现状与不足;对如何合理构建评价指标体系、提升三维地质建模精度、搭建地下空间综合系统三个关键问题进行探讨并给出相应对策;阐明了城市地下空间开发适宜性评价的发展趋势:全要素、全资源的统筹协调,需求导向的针对性评价模式,创新性、连续化的评价模型。该研究成果可促进城市地下空间开发适宜性评价工作的深化,为城市地下空间的合理评价与有序开发提供参考。

关键词：城市地下空间开发适宜性立体评价全要素协同规划地下空间综合系统

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孔隙水盐度与黏土类型对海洋沉积物水分特征曲线的影响研究

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地质学报 2024年第9期98卷 2795-2805页

作者：付佳妮于晓曦傅晓敏赵航刘昌岭马云刘乐乐青岛市地下水资源保护与修复重点实验室山东青岛266101 自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室山东青岛266101 青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 山东青岛266101 自然资源部天然气水合物重点实验室中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266237 长江师范学院土木建筑工程学院重庆408100 中国海洋大学海底建设与保护山东省工程研究中心山东青岛266100

海洋沉积物在天然气水合物分解或海水入侵过程中会出现孔隙水盐度及水饱和状态不断变化的现象,其透气和透水能力与沉积物水分特征曲线有关,然而孔隙水盐度变化对沉积物水分特征曲线的影响规律目前仍不够清楚。本文采用南海北部天然气水... 详细信息

海洋沉积物在天然气水合物分解或海水入侵过程中会出现孔隙水盐度及水饱和状态不断变化的现象,其透气和透水能力与沉积物水分特征曲线有关,然而孔隙水盐度变化对沉积物水分特征曲线的影响规律目前仍不够清楚。本文采用南海北部天然气水合物赋存区的海洋沉积物与实验室配置的混合沉积物进行试验,使用相对快速的离心机法,测定了不同基质吸力条件下的孔隙水饱和度,分析了黏土矿物类型和孔隙水盐度等因素对沉积物水分特征曲线的影响,选用被广泛使用的van Genuchten模型,率定了模型的拟合参数。结果表明:含黏土石英砂水分特征曲线基本不受黏土矿物种类的影响;南海北部海洋沉积物的黏土质量含量超过35%,但其水分特征曲线在两倍海水盐度范围内也几乎不受影响;对于南海北部海洋沉积物,van Genuchten模型系数a取值为0.00023 kPa^(-1),系数n和m取值分别为0.51和4.9。

关键词：天然气水合物渗透率海水入侵盐度黏土矿物基质吸力

综合地球物理探测在金矿预测中的应用--以胶东郑家金矿为例

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中国地质调查 2024年第2期11卷 43-50页

作者：宋立伟王会军王铁强李文宇自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室山东青岛266100 青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 山东青岛266100 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

山东省胶东地区金矿资源丰富,成矿潜力巨大,但主要控矿构造焦家断裂向南延伸区域的地质露头较差,且深部断裂延伸情况不明,制约了该区下一步金矿找矿进展。在山东省莱州市郑家地区采用高精度磁法勘探、纵向中间梯度激电剖面法和激电测深... 详细信息

山东省胶东地区金矿资源丰富,成矿潜力巨大,但主要控矿构造焦家断裂向南延伸区域的地质露头较差,且深部断裂延伸情况不明,制约了该区下一步金矿找矿进展。在山东省莱州市郑家地区采用高精度磁法勘探、纵向中间梯度激电剖面法和激电测深法开展了联合探测应用研究,建立了三维地球物理模型,结合钻孔和地质资料进行了异常区综合解译和成矿预测。初步厘定了深部电性结构为NE走向、略向东倾伏的焦家断裂南段,查明了中浅部构造破碎带和断裂产状变化部位是成矿有利位置。因金矿物主要赋存于黄铁矿、黄铜矿和石英中,故地球物理找矿方向为高视极化率异常的构造破碎带。研究结果验证了综合地球物理探测在金矿预测中具有可实施性,同时为类似地质条件下找矿手段的选择提供参考。

关键词：磁法勘探激发极化法三维地球物理模型成矿预测视电阻率

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全风化花岗岩滑坡稳定性与降雨关系分析

防灾减灾工程学报 2024年第2期44卷 322-332页

作者：刘红军武闻禹耿林刘良张国良孙文雨于鹏中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室山东青岛266100 青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 山东青岛266100

降雨是滑坡诱发的主要因素,当前我国防灾工作理念从注重灾后救助向注重灾前预防转变、从减少灾害损失向减轻灾害风险转变,因此明晰降雨诱发机理并建立合理的预警机制,对做好地质灾害防灾减灾工作至关重要。针对降雨型全风化花岗岩滑坡... 详细信息

降雨是滑坡诱发的主要因素,当前我国防灾工作理念从注重灾后救助向注重灾前预防转变、从减少灾害损失向减轻灾害风险转变,因此明晰降雨诱发机理并建立合理的预警机制,对做好地质灾害防灾减灾工作至关重要。针对降雨型全风化花岗岩滑坡稳定性问题,以青岛崂山风景区全风化花岗岩返岭滑坡为实例,进行了不同含水率原状土剪切试验与大型物理相似模型试验。揭示了边坡的降雨响应规律,探究了全风化花岗岩滑坡稳定性与降雨关系,并拟合相关量化公式。同时采用ABAQUS建立边坡流固耦合三维数值模型,基于强度折减法验证了公式的合理性。研究结果表明:(1)降雨型全风化花岗岩滑坡的破坏模式分为浸润侵蚀→表层变形→破坏加深→整体失稳4个阶段,变形期间坡体存在“鼓状凸起”与“片状溜滑”现象,最终发生推移式破坏;(2)边坡对降雨入渗的响应规律在水平及竖向空间上存在差异,降雨强度越大,含水率与孔压增速越大;(3)基于试验结果推导了滑坡含水率、安全系数与降雨强度、降雨持时之间的影响关系公式,数值模拟验证误差率较小,能够较好的描述全风化花岗岩滑坡稳定性与降雨之间的定量关系。研究结果为类似强~全风化花岗岩地区滑坡的预警与防治提供参考。

关键词：全风化花岗岩降雨诱发滑坡物理模型试验数值模拟定量研究

火烧区富水下倾斜煤层开采导水裂隙带发育特征研究

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矿业安全与环保 2024年

作者：梁庆华丁相军杨聘卿王春源自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室青岛理工大学青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 中煤科工集团重庆研究院有限公司

为研究火烧区富水情况下煤层开采安全问题,需要准确分析开采覆岩导水裂隙带发育情况。运用有限元ANSYS模拟计算,基于第一强度理论,根据上覆岩层抗拉强度值,选择第一主应力值在1.5 MPa时的曲线范围作为导水裂隙带发育高度范围,并运用井... 详细信息

为研究火烧区富水情况下煤层开采安全问题,需要准确分析开采覆岩导水裂隙带发育情况。运用有限元ANSYS模拟计算,基于第一强度理论,根据上覆岩层抗拉强度值,选择第一主应力值在1.5 MPa时的曲线范围作为导水裂隙带发育高度范围,并运用井下双端堵漏法进行观测验证,较为准确。研究得出导水裂隙发育强度准则可采用第一强度理论,第一主应力值在1.5 MPa时,导水裂隙带发育曲线范围在50.17～62.13 m,上边界未与火烧区沟通,下边界存在与上覆火烧区沟通现象,即火烧区积水是开采煤层的重大水患;同时在煤层倾斜情况下,导水裂隙带发育高度上边界要大于下边界,因此计算倾斜煤层导水裂隙带发育情况时,要考虑煤层倾角的影响问题。

关键词：火烧区导水裂隙带 ANSYS模拟第一强度理论煤层倾角

西天山小哈拉军金铜矿床地质特征及找矿勘查模型

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地质找矿论丛 2024年第3期39卷 301-312页

作者：秦升强徐衍明史高飞青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局) 青岛266101 自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室青岛266101

小哈拉军金铜矿床位于天山山脉西段的那拉提山北坡,地处伊什基里克裂谷与伊宁地块的结合部,其上叠加石炭纪岛弧,成矿位置较为特殊,且矿床蚀变类型复杂,具有一定的典型性。本文基于该金铜矿床最新工作成果,对成矿地质条件、物化探异常特... 详细信息

小哈拉军金铜矿床位于天山山脉西段的那拉提山北坡,地处伊什基里克裂谷与伊宁地块的结合部,其上叠加石炭纪岛弧,成矿位置较为特殊,且矿床蚀变类型复杂,具有一定的典型性。本文基于该金铜矿床最新工作成果,对成矿地质条件、物化探异常特征、矿化蚀变特征等进行了阐述,对其形成时代及矿床成因进行了探讨,初步建立了地质-地球化学-地球物理综合信息找矿勘查模型,其对该区外围寻找同类型矿床具有一定的参考意义。

关键词：小哈拉军金铜矿床地质特征找矿勘查模型西天山新疆

基于AHP和信息量模型的烟台市福山区地质灾害风险评价

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山东国土资源 2024年第10期40卷 53-59页

作者：张永强宋国梁刘学友李林森王晓辉解小东付云霞自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室青岛地质工程勘察院(青岛地质勘查开发局)山东青岛266100

本文在地质灾害详细调查和资料收集的基础上,选取坡向、高程、坡度、岩土体、距断层距离、距河流距离、距道路距离及降雨量8个影响因子作为研究区危险性评价指标,运用层次分析法构建了评价体系。基于ArcGIS平台,结合加权信息量模型对福... 详细信息

本文在地质灾害详细调查和资料收集的基础上,选取坡向、高程、坡度、岩土体、距断层距离、距河流距离、距道路距离及降雨量8个影响因子作为研究区危险性评价指标,运用层次分析法构建了评价体系。基于ArcGIS平台,结合加权信息量模型对福山区地质灾害的易发性、危险性、易损性和风险进行了评价分区。结果表明,福山区危险性评价可分为高危险区、中危险区和低危险区,无极高危险区,面积分别为75.89 km^(2)、192.7 km^(2)和668.11 km^(2),并通过ROC曲线对该评价结果进行验证,AUC值为89.9%,表明该评价具有较好的准确性。在此基础上对风险性进行评价,划分为高、中、低3级风险区,面积分别为12.06 km^(2)、222.75 km^(2)、701.89 km^(2)。该研究可为烟台市地质灾害防治和生态环境保护提供重要的参考依据。

关键词： AHP 信息量模型地质灾害风险评价福山区

功能与空间形态视角下不同主体功能区耕地利用时空分异特征

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农业机械学报 2024年

作者：朱庆莹陈坤陈银蓉王玉琳华南农业大学公共管理学院自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室湖北理工学院经济管理学院华中农业大学公共管理学院

明晰不同主体功能区耕地利用功能与空间形态时空分异特征可为耕地可持续管理与利用乃至区域经济社会可持续发展提供科学依据。以湖北省所有区（县）为研究对象，采用社会经济、自然地理等数据对1995—2019年不同主体功能区耕地利用功能... 详细信息

明晰不同主体功能区耕地利用功能与空间形态时空分异特征可为耕地可持续管理与利用乃至区域经济社会可持续发展提供科学依据。以湖北省所有区（县）为研究对象，采用社会经济、自然地理等数据对1995—2019年不同主体功能区耕地利用功能与空间形态开展评价并分析时空演化特征。结果表明：1995—2019年耕地利用生产、社会、生态和总功能分别呈倒“N”形、“W”形、“V”形和“V”形的变化特征；生产、生态、总功能表现为鄂中强于鄂西与鄂东地区，社会功能空间分异较小；生产功能在重点发展区和农产品主产区相差不大，却显著强于生态功能区，社会功能在生态功能区最强而重点发展区最弱，生态功能和总功能在农产品主产区最强而在生态功能区最弱。1995—2019年间耕地利用数量、景观格局和空间形态分别呈倒“N”形、“V”形和“N”形变化特征；鄂中地区数量形态值高于鄂西与鄂东地区，而鄂西与鄂东之间差异不大；景观格局、空间形态值呈现鄂中地区最高而鄂西地区最低的分异格局；数量形态在重点发展区和农产品主产区较高，景观格局形态和空间形态值由大到小依次为农产品主产区、重点发展区、生态功能区且十分显著。1995—2019年耕地利用总形态值呈“V”形变化态势；在功能和空间形态的叠加影响下，整体呈现出鄂中地区较高，而鄂东和鄂西地区较低的分异格局；主体功能区上由大到小依次为农产品主产区、重点发展区、生态功能区。不同主体功能区在社会经济条件、功能定位、耕地资源禀赋等方面异质性明显，应采取差异化的调控政策，优化耕地利用的功能与空间形态，服务于湖北省耕地可持续利用和经济社会可持续发展。

关键词：耕地利用形态时空分异病态指数分析法主体功能区湖北省