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网络型地下隧洞群控排烟策略优化仿真研究

煤炭学报 2024年

作者：安瑞楠林鹏夏勇王鑫张伟锋张超张帅中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司火箭军研究院清华大学水利水电工程系

针对网络型地下隧洞群结构烟气控制难题，建立了“四穿六”网络型隧洞群全尺寸模型，对竖井自然散烟、机械通风排烟、挡烟垂壁防烟三种典型策略下的烟气蔓延及温度分布特性开展仿真研究。结果表明：1）竖井自然散烟策略下，烟气蔓延路... 详细信息

针对网络型地下隧洞群结构烟气控制难题，建立了“四穿六”网络型隧洞群全尺寸模型，对竖井自然散烟、机械通风排烟、挡烟垂壁防烟三种典型策略下的烟气蔓延及温度分布特性开展仿真研究。结果表明：1）竖井自然散烟策略下，烟气蔓延路径与构筑物断面尺寸直接相关，主要沿水工隧洞传播；非竖井区烟气与空气分层明显，高温烟气沿顶部稳定传播，中下部低温新鲜空气传输至火源位置补给，竖井区域烟气与空气分层破坏，烟气卷吸程度加大，温度降低；在竖井下游区域具有一定的排烟能力，但范围有限，隧洞群整体控烟能力弱。2）机械通风排烟策略下，火源上游区域烟气层高度升高，烟气抑制区沿水工隧洞蔓延能力减弱，大部分烟气向火源下风向蔓延，竖井内部温度升高，竖井下游出现烟气“低温区”；机械通风排烟与竖井散烟路径一致，竖井自然散烟能力增强，安全救援能力得到一定提升，但整体控烟能力较弱。3）挡烟垂壁防烟策略下，烟气蔓延减缓，在单隧洞蔓延阶段，改变了烟气主要沿水工隧洞传播的特性，该阶段烟气整体可控性强；在烟气网络未贯通阶段，存在较强的烟气逆转现象，竖井及挡烟垂壁的耦合控烟作用，明显削弱火源下游烟气抑制区域的蔓延强度，竖井散烟和机械通风排烟能力增强，整体可控性较高；在烟气网络已贯通阶段，烟气大范围蔓延，挡烟垂壁防烟效果不明显，但提升机械通风速度可直接削弱烟气经由施工支洞向上游水工隧洞蔓延的能力，烟气整体可控性一般。在安全救援路径设计上，火源下游烟气促进区域为竖井散烟和通风排烟的主要路径，考虑人烟路径分离，设计施工支洞主通道和旁侧通道分别为安全救援和烟气蔓延通路，水工隧洞中可经由横通道向远离火源通道逃生。本研究成果对同类工程防排烟策略及安全救援设计具有参考意义。

关键词：网络型隧洞群控排烟策略竖井自然散烟机械通风排烟挡烟垂壁防烟

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基于离心振动试验的深埋砂层液化研究

长江科学院院报 2024年第5期41卷 133-138页

作者：彭文明夏勇张雪东中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司勘测设计分公司成都610072 清华大学水利水电工程系北京100084 中国水利水电科学院岩土工程研究所北京100038

砂层地震液化的判别经验一般在10~20 m深度范围内,基于离心振动试验研究30~40 m埋深砂层是否地震液化的问题。用密度较大的钢球堆积体模拟上覆土层,进行埋深15 m和25 m这2种情况下砂层离心机振动台试验,研究深部12.8 m厚砂层在地震作用... 详细信息

砂层地震液化的判别经验一般在10~20 m深度范围内,基于离心振动试验研究30~40 m埋深砂层是否地震液化的问题。用密度较大的钢球堆积体模拟上覆土层,进行埋深15 m和25 m这2种情况下砂层离心机振动台试验,研究深部12.8 m厚砂层在地震作用下孔隙水压力发展规律并进行液化判别。试验表明,2种埋深条件下砂土超静孔隙水压力比均<1,未发现砂土液化现象。通过对比,砂土中各测点初始孔隙水压力和试验过程中的超静孔隙水压力随着上覆厚度增加而逐渐变大,但超静孔压比随着上覆厚度的增加逐渐减小,表明砂层埋深对抗液化能力提升明显。

关键词：深埋砂层地震动动力离心模型试验液化超静孔隙水压力

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考虑天然地层层间保护影响的深厚覆盖层允许水力坡降研究

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 1026-1039页

作者：邱子源张兴杰罗玉龙金伟张丹盛金昌王惠民河海大学水利水电学院江苏南京210098 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

深厚覆盖层地基的层间保护作用显著影响下伏土层的抗渗强度,渗透稳定评价时应考虑这种作用,然而,目前尚无法量化这种作用对允许水力坡降的影响。针对泸定水电站坝基下游典型地基结构(自下而上依次为②–2层,③–1层,④层),开展一系列单... 详细信息

深厚覆盖层地基的层间保护作用显著影响下伏土层的抗渗强度,渗透稳定评价时应考虑这种作用,然而,目前尚无法量化这种作用对允许水力坡降的影响。针对泸定水电站坝基下游典型地基结构(自下而上依次为②–2层,③–1层,④层),开展一系列单层及三层土体渗透试验,研究表明:上覆土层对下伏被保护土层的层间保护作用存在2种机制。当两者层间系数同时满足保土性和透水性要求时,上覆土层类似于人工设计的反滤层,其与被保护土层间可形成连续水力过渡关系,从而充分发挥被保护土层自身的抗渗能力维持渗透稳定;而当层间系数仅满足保土性要求,而不满足透水性要求时,上覆土层将充分发挥自身抗渗能力保护被保护土层。基于试验成果,量化了上覆土层的层间保护作用对被保护土层允许水力坡降的贡献,并建立可考虑天然地层层间保护影响的覆盖层允许水力坡降建议取值方法。在上覆土层③–1层和④层的层间保护作用下,下伏②–2层的允许水力坡降平均提升1倍;在④层的保护下,下伏③–1层的允许水力坡降平均提升1.3倍。研究成果为泸定水电站坝基异常渗漏处理及安全评价提供了重要支撑,同时也将为其他类似工程渗流安全评价提供借鉴。

关键词：水利工程深厚覆盖层渗透稳定允许水力坡降层间保护滤层

反滤压重及埋深对深厚覆盖层允许坡降影响研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 769-776页

作者：张会豪邱子源金伟张丹罗玉龙河海大学水利水电学院江苏南京210024 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配... 详细信息

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配包络线在不同轴向应力条件下的渗透试验,量化了反滤压重及埋深对(3)-1层临界坡降的影响。结果表明:随着轴向应力的增大,(3)-1层上包线和平均线土体的临界坡降呈线性增加趋势,而下包线土体的临界坡降受轴向应力影响很小。基于试验结果,量化了反滤压重和埋深对(3)-1层允许坡降的贡献,建立了随轴向应力变化的(3)-1层土体允许坡降公式,提出了可考虑反滤压重措施及土体埋深影响的允许坡降建议取值方法,该方法可供后续类似工程借鉴采用。

关键词：深厚覆盖层允许坡降反滤压重埋深应力状态

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高海拔长大水工隧洞群挡烟垂壁控烟机制

中国安全科学学报 2024年第4期34卷 58-66页

作者：夏勇安瑞楠张伟锋张超何坤林鹏中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072 清华大学水利水电工程系北京100084 火箭军研究院北京100011 清华四川能源互联网研究院四川成都610213

针对长大水工隧洞群施工期火灾疏散救援难和挡烟垂壁作用机制不清晰的挑战,采用数值模拟方法对大型棋盘状隧洞群通风网络火灾烟气蔓延特征及控烟机制开展系统研究,包括烟气扩散路径及能见度分布,设置挡烟垂壁对烟气扩散速度、能见度及... 详细信息

针对长大水工隧洞群施工期火灾疏散救援难和挡烟垂壁作用机制不清晰的挑战,采用数值模拟方法对大型棋盘状隧洞群通风网络火灾烟气蔓延特征及控烟机制开展系统研究,包括烟气扩散路径及能见度分布,设置挡烟垂壁对烟气扩散速度、能见度及温度的影响及控烟效果。结果表明:火灾后烟气首先沿单一隧洞轴线双向传播,扩散至施工支洞时部分支路产生烟气逆转、逆退现象,500 s计算时长内烟气几乎充满整个通风网络,烟气层与下层空气的分层界面不稳定,网络交汇处烟气层高度明显降低。设置挡烟垂壁对烟气沿隧洞轴向传播具有促进作用,效果随传播距离增长而减弱;对烟气沿施工支洞轴线传播具有累积阻滞作用;挡烟垂壁对烟气温度的影响随扩散距离增加不断减弱;挡烟垂壁前方形成储烟池,增强烟气逆流程度,后方为烟气减速增压区,烟气层升高。

关键词：高海拔隧洞群挡烟垂壁控烟通风网络数值模拟

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水文地质条件对岩溶地下暗河污染的影响

中国岩溶 2024年第2期43卷 314-325页

作者：刘浩田茂中陈再谦中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院岩土工程有限公司贵州贵阳550081 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081

通过收集基础资料、岩溶水文地质调查、水体污染指标分析等多种手段,分析了水文地质条件对贵州西南部某岩溶暗河地下水污染的影响。认为:(1)暗河出口所包含的六处泉点、两处溶洞,平面分布位置集中,但其水质污染情况各异,表明其分属于不... 详细信息

通过收集基础资料、岩溶水文地质调查、水体污染指标分析等多种手段,分析了水文地质条件对贵州西南部某岩溶暗河地下水污染的影响。认为:(1)暗河出口所包含的六处泉点、两处溶洞,平面分布位置集中,但其水质污染情况各异,表明其分属于不同的地下岩溶水系统,暗河岩溶地下水系统极为复杂。岩溶暗河出口在空间平面上呈多股、条带状泉眼展布出露,主要受地质相变带附近构造及岩体本身异质性控制。(2)调查区受新构造运动的强烈抬升和河流快速下切的影响,形成了发达的地下岩溶水系统和岩溶洞穴系统,存在多股明流与伏流组成的水文地质单元体,客观上为暗河污染创造了条件。(3)暗河污染物来源为秧家坝岩溶洼地内某养猪场养殖废水,且是集中式、间断性通过落水洞进入地下岩溶管道。建议该岩溶暗河补给区应当控制发展大型养殖业及大中型集镇建设,污废水应当加强回收利用和减少外排,加强区内水源地建设与保护工作。

关键词：水文地质条件岩溶暗河染源示踪试验岩溶泉保护

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海上风电嵌岩群桩基础竖向承载特性模型试验研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 637-645页

作者：刘欣怡胡中波王钦科田德帅刘畅博李阔中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都611130 水电水利规划设计总院北京100120 西南科技大学土木工程与建筑学院绵阳621010

以福建海域风电场中使用钢管-混凝土组合桩的嵌岩群桩高承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验的方法,对嵌岩群桩基础的竖向抗压承载特性和破坏机理进行研究,并与嵌岩单桩基础进行对比。研究结果表明:加载前期,钢管-混凝土组合桩群... 详细信息

以福建海域风电场中使用钢管-混凝土组合桩的嵌岩群桩高承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验的方法,对嵌岩群桩基础的竖向抗压承载特性和破坏机理进行研究,并与嵌岩单桩基础进行对比。研究结果表明:加载前期,钢管-混凝土组合桩群桩之间的覆盖层和基岩与桩作为一个整体共同承载来自上部的下压荷载,这导致了群桩的桩端轴力增加幅度相对单桩较小,以及群桩的桩端阻力发挥受限,向下的应力较单桩更难扩散;加载后期,群桩之间出现连接裂缝,削弱了桩间土的承载能力,使得群桩的桩端阻力和端阻比增加明显。此外,为避免群桩效应的影响,钢管-混凝土组合桩的桩间距应在3倍桩直径以上。

关键词：海上风电桩基础承载力海上嵌岩群桩

西部高山峡谷区复杂工程地质条件下重大滑坡成生规律及灾变演化机理研究进展

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地质力学学报 2024年

作者：张世殊胡新丽章广成李亚博刘欣宇徐庆尧冉从彦赵小平中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司中国地质大学(武汉)工程学院

我国西部水电工程大多位于高山峡谷内，复杂的工程地质条件导致峡谷库岸滑坡灾害分布广泛。在西部西部高山峡谷水电工程区工程地质特征的基础上，分析了地形、地质构造、滑体物质、坡体结构和水文地质条件与滑坡成生发育关系，总结了典... 详细信息

我国西部水电工程大多位于高山峡谷内，复杂的工程地质条件导致峡谷库岸滑坡灾害分布广泛。在西部西部高山峡谷水电工程区工程地质特征的基础上，分析了地形、地质构造、滑体物质、坡体结构和水文地质条件与滑坡成生发育关系，总结了典型滑坡类型、特征及其灾变演化力学机制。结果表明：（1）西部高山峡谷滑坡以坡度30°～50°、高程超过1000m，体积超过100万m3的岩质滑坡为主；（2）三叠纪、奥陶纪和志留纪地层是典型的易滑地层；（3）降雨和水库蓄水导致侵蚀基准面抬升、侵蚀范围扩大，库区水位的反复升降导致涉水滑坡体前缘岩土体性质降低；（4）西部高山峡谷区滑坡主要分为以牵引式滑坡、推移式滑坡、复合式滑坡为主的堆积层滑坡，以及顺层岩质滑坡、溃屈型岩质滑坡、反倾岩质滑坡和座落式滑坡为主的岩质滑坡，其演化过程不同、滑坡灾变机理有所差异。研究成果对西部高山峡谷区滑坡识别、监测、预警以及防治具有一定的指导意义。

关键词：西部高山峡谷区库岸滑坡成生规律滑坡类型演化机理破坏力学机制

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超高应力区脆性硬岩洞室围岩分类修正研究

地下空间与工程学报 2024年第4期20卷 1117-1123页

作者：马行东李鹏袁国庆贾翔邢云腾中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都610072 国电大渡河流域水电开发有限公司成都610041

技施阶段高-超高地应力区地下洞室围岩分类对定性和定量分析评价围岩稳定性、指导现场设计、施工及支护至关重要。本文以HC法为基础岩体质量基本判据,以新生裂隙、爆破预裂一周后开挖面的残孔率、岩爆破坏深度、岩爆特征等现场可直接获... 详细信息

技施阶段高-超高地应力区地下洞室围岩分类对定性和定量分析评价围岩稳定性、指导现场设计、施工及支护至关重要。本文以HC法为基础岩体质量基本判据,以新生裂隙、爆破预裂一周后开挖面的残孔率、岩爆破坏深度、岩爆特征等现场可直接获取的定性或定量资料作为修正判据,提出了超高地应力条件下,脆性硬质岩的围岩分类地应力影响修正因素评分表(双江口修正表)、考虑地应力修正的围岩分类判定表(双江口法)和围岩分类步骤。实践证明,双江口法能够提高(超)高应力区脆性硬质岩的围岩分类判定的准确性,可以为支护设计提供更加准确的依据,对其他类似工程有一定的借鉴意义。

关键词：超高地应力脆性硬岩地下洞室围岩分类