深圳抽水蓄能电站地应力测试分析及其在地下硐室设计中的应用

深圳抽水蓄能电站地应力测试分析及其在地下硐室设计中的应用
深圳抽水蓄能电站地应力测试分析及其在地下硐室设计中的应用

地应力测试步骤、所需仪器及注意事项总结——张念超

地应力测试步骤、所需仪器及注意事项总结从淮南到淮北,地应力测试做了五个孔了,成功率60%。虽然成功率刚刚过半,但这都是我们课题组在没有任何前辈莅临指导的情况下,经过多个井下不眠之夜,独立摸索完成的。虽然做地应力测试比较苦,但是虽苦犹乐,因为我们又掌握了一样新知识,新技术。 现根据我们在朱集矿和孙疃矿做地应力测试的情况,总结经验吸取教训,总结地应力测试步骤、所需仪器及注意事项如下: 1、地质钻打孔。 1.1步骤: (1) 地点选取。选取整体岩性较好区域的巷道,安设测点。测点巷道内应水电方便,地质钻工作时应不影响巷道运输。 (2) 打孔取芯。使用75/105型地质钻机,配直径为42mm/50mm的接长钻杆,并运用特制的取芯套筒(长度为2m和1m,直径为127 mm)及平钻头(直径为127 mm),在所测巷道岩壁上打直径为127 mm的水平钻孔,至巷道跨度的2~3倍深处,以保证应变计安装位置位于原岩应力区。当钻孔至预定长度时,取出岩芯,并编号套袋保护岩芯。 (3)打空心包体孔。利用自备的钻头(直径为127 mm),其上带有长370mm,直径36mm的小钻头,打同心小孔并取岩芯,同时将孔底磨平,并用锥形钻头打出7cm长的喇叭口,小孔深35~40cm。此小孔一杆打到底,钻孔过程中,必须利用2m长岩芯管定向。 (4) 冲洗钻孔。小孔成形后,抽出钻杆5cm,用钻机的水管冲洗。 1.2注意事项 (1) 钻孔要稍向上倾斜,并测量倾斜角度确切数值,一般控制在3°~5°,以便排水并易于清洗钻孔; (2) 打孔要一次用一种钻头,不要先打孔再扩孔,因为孔长度较大,容易导致两钻头轴向不在同一条直线上,进而产生台阶,安装时定位器会被卡住,孔就废掉了。 1.3仪器准备 (1) 矿方准备:75/105型地质钻机;42mm/50mm钻杆;长度2m和1m,直径127 mm 取芯套筒;直径127 mm平钻头,岩芯箱:1000mm×500mm×150mm。 (2) 矿大自备:记号笔;记录本;塑料袋;直径127 mm带有直径36mm的小钻头

我国抽水蓄能电站概况简介

目录 宝泉抽水蓄能电站 (3) 概况 (3) 工程建设 (3) 湖北白莲河抽水蓄能电站 (3) 简介 (3) 枢纽布置 (4) 丹东蒲石河抽水蓄能电站 (4) 电站概况 (4) 电站枢纽 (5) 上下水库 (5) 响水涧蓄能电站 (5) 广州抽水蓄能电站 (6) 简介 (6) 枢纽布置 (6) 水泵水轮机特性 (7) 工程相关信息 (7) 惠州抽水蓄能电站 (9) 电站概况 (9) 工程意义 (9) 枢纽布置及水工建筑物 (10) 机组参数 (10) 天荒坪抽水蓄能电站 (11) 简介 (11) 构成 (12) 桐柏抽水蓄能电站 (12) 河北张河湾抽水蓄能电站 (13) 简介 (13) 工程概况 (13) 清远抽水蓄能电站 (14) 概述 (14) 效益 (14) 仙居抽水蓄能电站 (15) 概述 (15) 地理位置 (15) 装机容量 (15) 功能 (15) 开工建设 (15) 泰安抽水蓄能电站 (16) 电站概述 (16) 上水库 (16) 下水库 (16) 电站建设 (17)

电站效益 (17) 阳江抽水蓄能电站 (17) 概述 (17) 枢纽 (18) 建设 (18)

宝泉抽水蓄能电站 概况 宝泉抽水蓄能站位于河南省辉县市薄壁镇大王庙以上2.4km的峪河上。电站与新乡市、焦作市和郑州市的直线距离分别为45km、30km和80km,对外交通十分便利。电站装机容量120万kW,年发电量20.10亿kW·h,年抽水耗电量26.42亿kW·h,综合效率0.76。电站建成后,在电网中主要担任调峰、填谷任务,同时还兼有事故备用、调频、调相等功能。 工程建设 电站的主要建筑物包括上下水库大坝、引水道、地下厂房洞群系统及地面开关站等。 上水库位于宝泉水库峪河左岸支流东沟内,距宝泉村约1km,引水道进/出水口位于水库左岸,距大坝左坝头约200m。 下水库比较了峡口下库方案和宝泉下库方案,选定了宝泉水库作为宝泉抽水蓄能电站的下水库,下水库进/出水口位于宝泉水库左岸,距宝泉水库大坝约1km。输水道在上水库进/出水口后转了一个35.8゜的角度后直达下水库。 上水库档水建筑物为混凝土面板堆石坝,下水库是利用峪河上已建成的宝泉水库,但要对大坝加高、加固。原宝泉水库大坝为浆砌石重力坝。档水坝段坝顶高程252.1m,溢流堰堰顶高程244.0m,总库容4458万m,工程等别为三等,规模为中型,大坝按3级建筑物设计。加高后堰顶高程为257.5m,堰顶上再加设2.5m橡胶坝。大坝加高后基本维持原总体布置不变,即坝轴线不变,坝顶高程268.0m,坝顶长为535.5m,其中:左岸挡水坝坝长277.0m,右岸档水坝段长197.5m。其工程等别提高为一等,规模为大(1)型,大坝按一级建筑物设计。 宝泉抽水蓄能电站引水道主洞直径为 6.5m,上游调压井前、后段及尾水段洞径均为6.5m,岔管段洞径为4.5m;上水库正常蓄水位为788.6m,下水库死水位220.0m,最大毛水头为568.6m;上水库死水位为758.0m,下水库正常蓄水位为260.0m,电站最小毛水头为498m;上水库总库容为827万m,发电库容620万m;下水库总库容6750万m,灌溉兴利库容3575万m,扩大兴利库容515万m;防洪标准为100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,最大泄量分别为3530m3/s和6760m3/s。 湖北白莲河抽水蓄能电站 简介 湖北白莲河抽水蓄能电站工程位于黄冈市罗田县境内,离武汉市公里距离为

《岩石力学》地应力及其测量

1. 地壳是静止不动的还是变动的?怎样理解岩体的自然平衡状态? 答:地壳是变动的。 自然平衡状态是指:岩体中初始应力保持不变的状态。 2. 初始应力、二次应力和应力场的概念。 答:未受影响的应力称为初始应力 工程开挖时,受工程开挖影响而形成的应力称为二次应力 地应力是关于时间和空间的函数,可以用“场”的概念来描述,称之为地应力场。 3. 何谓海姆假说和金尼克假说? 答:海姆首次提出了地应力的概念,并假定地应力是一种静水应力状态,即地壳中 任意一点的应力在各个方向上均相等,且等于单位面积上覆岩层的重量,即???= ????=???? 金尼克认为地壳中各点的垂直应力等于上覆岩层的重量,而侧向应力(水平应力)是泊松效应的结果,其值应为乘以一个修正系数K。他根据弹性力学理论,认 为这个系数等于?? 1-??,即????=????,???=?? 1-?? ???? 4. 地应力是如何形成的? 答:地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关,其中包括:板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。 另外,温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力 场。 5. 什么是岩体的构造应力?构造应力是怎样产生的?土中有无构造应力?为什么?答:岩体中由于地质构造运动引起的应力称为构造应力。 关于构造应力的形成有两种观点:地质力学观点认为是地球自转速度变比的结果;大地构造学说则认为是出于地球冷却收缩、扩张、脉动、对流等引起的,如板 块边界作用力。 土中没有构造应力,由于土本身是各向同性介质,不存在地质构造。 6. 试述自重应力场与构造应力场的区别和特点。 答:由地心引力引起的应力场称为重力应力场,重力应力场是各种应力场中惟一能 够计算的应力场。地壳中任一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的重量,即????=????。 重力应力为垂直方向应力,它是地壳中所有各点垂直应力的主要组成部分,但 是垂直应力一般并不完全等于自重应力,因为板块移动,岩浆对流和侵入,岩体非 均匀扩容、温度不均和水压梯度均会引起垂直方向应力变化。 构造应力是由地质构造运动形成的。当前的构造应力状态主要由最近一次的构 造运动所控制,但也与历史上的构造运动有关。构造应力主要表现为以水平应力为 主,“在构造应力的作用仅影响地壳上层一定厚度的情况下,水平应力分量的重要性远远超过垂直应力分量。” 7. 岩体原始应力状态与哪些因素有关? 答:地形地貌;岩体结构;岩石力学性质;地下水。 8. 简述地应力场的分布规律 答:1)地应力场的特性 (1)地应力场是一个以水平应力为主的三向不等压应力场 (2)地应力场是一个具有相对稳定性的非稳定应力场 2)垂直应力的分布规律 在深度为25~~2700m的范围内,????呈线性增长,大致相当于按平均容量??γ等于273kN???-3?计算出来的重力????。 3)水平应力的分布规律

地应力与地应力测量方法简介

地应力与地应力测量方法简介地应力,又称原岩应力,也称岩体初始应力或绝对应力,是在漫长的地质年代里,由于地质构造运动等原因产生的。在一定时间和一定地区内,地壳中的应力状态是各种起源应力的总和。主要由重力应力、构造应力、孔隙压力、热应力和残余应力等耦合而成,重力应力和构造应力是地应力的主要来源。地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关,其中包括:板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外,温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。而重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因,其中尤以水平方向的构造运动对地应力的形成影响最大。 地应力测量,就是确定拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应力状态,这种测量通常是通过多个点的量测来完成的。地应力测量是确定工程岩体力学属性、进行围岩稳定性分析、实现岩土工程开挖设计和决策科学化的前提。地应力对矿山开采、地下工程和能源开发等生产实践均起着至关重要的作用,所以地应力研究是当前国际采矿界上的一个前沿性课题,近几十年来,世界上许多国家均开展了地应力的测量及应用研究工作,取得了众多的成果。 随着矿区开采现代化进程的不断提高和开采深度的不断增加,对矿区所处的地质条件和应力环境提出了更进一步的要求。查明矿区深部煤炭资源的开采地质条件和应力环境,为深部矿井的设计、建设和生产提供更加精细可靠的地质资料和数据,以便采取有效技术手段和措施,避免和减少灾害的发生,是实现矿井安全高效生产的重要保障。 地应力是引起采矿工程围岩、支架变形和破坏、产生矿井动力现象的根本作用力,在诸多的影响采矿工程稳定性因素中,地应力是最重要和最根本的因素之一。准确的地应力资料是确定工程岩体力学属性,进行围岩稳定性分析和计算,矿井动力现象区域预测,实现采矿决策和设计科学化的必要前提条件。 采矿规模的不断扩大和开采深度的纵深发展,地应力的影响越加严重,不考虑地应力的影响进行设计和施工往往造成露天边坡的失稳、地下巷道和采场的坍塌破坏、冲击地压等矿井动力现象的发生,致使矿井生产无法进行,并经常引起

1福建省高峰抽水蓄能电站简介

1.福建省高峰抽水蓄能电站简介 1.1 前言 高峰季调节抽水蓄能电站位于福建省邵武市晒口镇附近,距邵武市区约15km,距220kV固县变约12km。电站装机容量200MW,下水库拟在富屯溪干流安家渡村下游建低堰形成,正常蓄水位174.0m,形成调节库容137.6万m3,上水库拟利用高峰农场所在的两相邻高山盆地筑坝连通形成,水库正常蓄水位500m,调节库容为13896万m3。 根据水规总院的安排,在福建省计委、电力局和地方政府的大力支持下,华东勘测设计研究院于1991年开始进行福建省抽水蓄能电站普查工作,并于1993年2月提出《福建省抽水蓄能电站普查报告》,当时针对福建省水电比重大、调节性能差、枯水期出力不足及丰水期弃水电量大等特点,选择并推荐了邵武高峰、泰宁开善、永泰梧桐等3处季调节抽水蓄能电站站址,其中邵武高峰站址:①下库富屯溪截雨面积大,丰水期有充沛水量可供抽水;②上水库库容大,水头较高,电站蓄能电量较多;③下游有已建的千岭、沙溪口、水口等梯级水电站,高峰电站的建成相当于为这些电站增加了一个库容较大的上游龙头水库,减少了这些电站的汛期弃水,增加了这些电站的保证出力和枯水期发电量。由于具有以上等优点,高峰电站成为季调节抽水蓄能电站的首选站址。1993年9月福建省电力局与华东勘测设计研究院共同对高峰站址进行了复勘,于1993年12月提出的《福建省抽水蓄能电站复勘报告》中选择推荐高峰季调节抽水蓄能电站站址为进一步

工作研究对象。 1996年5月,福建省电力局委托我院开展高峰抽水蓄能电站的专题研究工作,重点论证福建省建设季调节抽水蓄能电站的必要性及高峰电站的建设规模和效益,进行初步的工程枢纽布置、投资估算及初步经济评价。我院在承接任务后,即组织专业人员进行现场查勘和调研收资工作,并委托福建省测绘局航测大队完成工程区25km2的1/5000航测地形图,地质专业于1996年9月进行了地质查勘外业工作,水库专业于1 996年1 0月进行了水库调查外业工作。同时设计内业方面加紧做了大量工作,在福建省电力局计划处,水调中心和邵武市地方有关部门的大力帮助和密切配合下,已完成专题研究阶段各项工作并正提出专题研究报告。现将本工程主要情况简述如下,仅供参考。 1.2工程建设必要性 1.2.1 电网及水电弃水现状 截止1995年底,福建省全网水火电总装机容量6358MW,其中水电装机容量3881Mw,占全网总装机容量的61%,火电装机容量2477Mw,占全网总装机容量的39%。福建省目前电源结构不合理,全网水电中,装机100MW及以上的只有水口、沙溪口、古田、安砂、池潭等5处,其余多为25MW以下的小水电。现有水电调节性能差,除古田具有年调节性能、池潭具有不完全年调节、安砂具有季调节、水口具有不完全季调节性能外,其余大多为调节性能差的或径流式水电站,电量受天制约因素大,丰水期、枯水期出力严重不均,在目前

福建仙游抽水蓄能电站工程概况

福建仙游抽水蓄能电站工程概况 仙游抽水蓄能电站位于福建省莆田市仙游县西苑乡,距县城约33km。为周调节的抽水蓄能电站。电站安装四台单机容量为300MW的混流可逆式水泵水轮发动机组,总装机容量为1200MW(4×300MW)。本工程属大(1)型一等工程,主要永久性建筑物按1级建筑物设计,次要永久性建筑物按3级建筑物设计。枢纽主要由上水库、输水系统、地下厂房系统、地面开关站和下水库等建筑物组成。 上水库工程主要包括主坝、湾尾副坝、虎歧隔副坝、库盆、拦渣坝及环库公路等。主坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶高程747.6m,坝轴线长337.24m,最大坝高72.6m;虎歧隔副坝坝轴线长70m,最大坝高14m,为分区土石坝;湾尾副坝坝顶全长27m,最大坝高3m,亦为分区土石坝。 输水系统连接上、下水库,为二洞四机布置方式,由上库进/出水口、2条引水洞、4条引水支管、4条尾水支管、2个尾水调压井、2条尾水洞和下库进/出水口等组成。其中单条输水隧洞总长约2254m(指1#输水系统长度,下同);单条引水隧洞总长约1103m,衬砌内径6.5m,上斜井段上、下高差270.11m,倾角50°,单条斜长约381m(包括上、下弯段);下斜井段高差219.40m,倾角502,单条斜长318m(包括上、下弯段);单条尾水隧洞总长约1105m,衬砌内径7.0m,其中927m长尾水洞纵

坡为7.7%。 地下厂房系统主要由主/副厂房洞、进厂交通洞、母线洞、主变洞、主变运输洞、尾闸洞、出线斜井、通风兼安全洞及排水廊道等洞室群组成,另有开关站、中控楼等地面建筑物。主/副厂房洞尺寸为162.0m×24.0m×53.3m(长×宽×高),厂内安装四台单机容量为300MW的混流可逆式水泵水轮机发电机组;主变洞尺寸为135.0m×19.5m×22.0m(长×宽×高)。厂房区域的围岩为晶屑凝灰熔岩与花岗斑岩,岩石新鲜、坚硬、完整,无大的断层破碎带通过,围岩类别为II类,工程地质条件较好。 下库坝址位于西苑乡半岭村上游1km处溪口溪峡谷中,河谷呈“V”字型,主要包括大坝、溢洪道、导流放水洞及库盆等。主坝为钢筋混凝土面板堆石坝,坝顶高程299.9m,坝轴线长276.97m,最大坝高74.9m。溢洪道位于右岸,在右岸坝肩位置开挖而成。导流放水洞布置在左坝头山体内,利用前期导流隧洞改建而成。 本工程主体工程施工开始至第一台机组投产的工期为54个月(包括三个月施工准备期),总工期66个月。

地应力测量

地应力测量的国内外研究现状 0 引言 地应力(in-situ stress),又称原岩应力,也称岩体初始应力或绝对应力,是在漫长的地质年代里,由于地质构造运动等原因产生的。在一定时间和一定地区内,地壳中的应力状态是各种起源应力的总和。主要由重力应力、构造应力、孔隙压力、热应力和残余应力等耦合而成,重力应力和构造应力是地应力的主要来源。地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关,其中包括:板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外,温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场(雷化南,等译.1976)。而重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因,其中尤以水平方向的构造运动对地应力的形成影响最大。因此,岩石中的原地应力是由主动施加的力和积蓄的残余应变两者引起的。 地应力测量(In situ stress measurement),就是确定拟开挖岩体及其周围区域的未受扰动的三维应力状态,这种测量通常是通过多个点的量测来完成的。地应力测量是一项综合性的测试,可以说任何一种单一的方法都不能很好地完成,往往需要几种方法结合起来对比使用,才可以保证结果的可靠性。即使如此,地应力测量中也往往会出现同一测点测量值分散的情况。 地应力测量是确定工程岩体力学属性、进行围岩稳定性分析、实现岩土工程开挖设计和决策科学化的前提。地应力对矿山开采、地下工程和能源开发等生产实践均起着至关重要的作用,所以地应力研究是当前国际采矿界上的一个前沿性课题,近几十年来,世界上许多国家均开展了地应力的测量及应用研究工作,取得了众多的成果。 1 地应力测量在国外发展概况及研究现状 人们最初对地应力概念的认识以及地应力测量技术的发展都源于早期的矿山工程建设,最早的原位地应力测量起始于20世纪30年代。1932年,美国人劳伦斯(Lieurace)在胡佛坝(HooverDam)下面的一个隧道中采用岩体表面应力解除法首次成功地进行了原岩应力的测量。此后,地应力测试技术一直停留在岩体表面应力测量上,发展十分缓慢,在20世纪50年代,哈斯特(Hast)采用应力解

抽水蓄能电站技术概况简介概要

抽水蓄能电站技术概况简介 安徽省电力试验研究所倪安华 1989年7月 1抽蓄能电站的作用 抽水蓄能电站是水力发电站的一种特殊形式。它兼具有发电及蓄能功能。抽水蓄能电站有上、下两个水库(池)。当上库的水流向下库时,就如常规的水力发电站,消耗水的位能转换为电能;相反,将下库的水输到上库时就是抽水蓄能,消耗电能转换为水的位能。由于机械效率和各种损耗的原因,在同样水位差和同样水流量的条件下,抽水时所消耗的电能总 是大于发电时产生的电能。那末,建设抽水 蓄能电站的经济效益表现在哪里呢? 众所周知,随着工业化水平的发展和 人民生活用电的增加,电网用电负荷的峰谷 差愈大。图1是典型的日负荷曲线。在上午 8:00左右开始和晚上19:00左右开始为两 个高峰负荷,此期间电网的发电出力必须满 足P max的要求;晚上23:00以后为低谷负荷, 电网的发电出力又必须限制在P min。 也就是说,发电出力必须满足调峰要求。随着电网的发展,大机组在电网中的比重将增加,用高压高温高效率的大机组来调节负荷不仅在经济上是不合算的,而且对设备的安全和寿命也有影响。今后核电机组更要求带固定负荷。因此,电网调峰将更为困难。抽水蓄能电站的作用就是在低谷负荷期间吸取电网中的电能将水抽至上库,积蓄能量;而在高峰负荷期间再将上库的水发电。亦即在图l中增加了“V”部分的用电负荷,使常规机组负荷不必降到P min。而在高峰负荷时,“P”部分的负荷由抽水蓄能机组承担,使常规机组的负荷不需要升高到P max塞。V的面积必然是大于P的面积,在电能平衡上是要亏损的,:然而却减小了大机组的调峰幅度,降低了大机组由于带峰荷而引起的额外的燃料消耗,提高了大机组的利用率。从全电网来衡量经济效益是显著的。 抽水蓄能电站的综合效率一般在65—75%,这—数字包括了抽水和发电时所损耗的机械效率。然而,大火电机组利用率的提高即意味着煤耗的降低。如火电厂在30—40%酌额定工况远行时,其煤耗约比额定工况增加35%,而且低负荷远行可能要用油助燃,厂用电率也要比正常增加1—2个百分点。煤耗和厂用电的减少也可认为是在同样的能耗时发电量的增加。 此外,常规水力发电站虽然也具备调峰功能,但其发电出力往往与灌溉、防洪等矛盾。因为常规水电站的水库调度是一个综合的系统工程。而抽水蓄能电站的发电量及蓄水量是可以按日调节的,可以做到按日平衡,不影响水库的中长期调度。 综上所述,抽水蓄能电站的优越性可以归纳为以下几点: (1)对电网起到调峰作用,降低火电机组的燃料消耗、厂用电和运行费用。 (2)提高火电机组的利用率,火电装机容量可有所降低。 (3)避免水电站发电与农业的矛盾,有条件按电网要求进行调度。

矿山地应力测试方案

- 矿山地应力测试工作方案 省XXXXXX勘察院 2015年4月

目录 1 前言 (2) 2 地应力的基本原理 (2) 2.1 地应力的基本概念 (2) 2.2 地应力的组成部分和影响因素 (3) 2.3 地应力场的变化规律 (5) 2.4 我国地应力场的区域划分 (8) 3 水压致裂法试验介绍 (9) 3.1 水压致裂法基本原理 (9) 3.2 水压致裂法地应力测量的主要设备 (14) 3.3 水压致裂法测试步骤 (15) 4 测试结果 (17) 4.1 参数确定 (17) 4.2 现场实测 (18) 5 测试成果综合分析 (21) 5.1 试验结果的可靠性分析 (21) 5.2 最大水平主应力的量级 (21) 5.3 最大水平主应力的方向 (21) 5.4 侧压系数及应力构成分析 (21) 5.5 分析最大、最小水平主应力与岩层深度的关系 (22) 6 地应力场反演分析 (23) 6.1 有限元数学模型多元回归分析法基本原理 (24) 6.2回归结果分析 (25)

1 前 言 地应力是引起采矿和其他各种地下或露天岩土开挖工程变形和破坏的根本作用力,是确定工程岩体力学属性,进行围岩稳定性分析,实现岩土工程开挖设计和决策科学化的必要前提。 地应力是所有地下工程,包括地下采场、巷道地压显现的根本来源。地应力是存在于地层中的天然应力,也称原岩应力。在没有开挖工程扰动的情况下,岩体处于原始平衡状态。地下巷道或采场的开挖,打破了原始平衡状态,导致地应力的释放,从而引起岩体的变形和向自由面的位移,引起围岩应力的重新分布。围岩的过量位移和应力集中将导致围岩局部的或整体的失稳和破坏,这就是地压形成的过程和机理。因此,从本质上来定义,地压就是岩体因受开挖扰动而产生的力学效应。它与岩体的受力状态、岩体结构和重量、岩体物理力学性质、工程地质条件以及时间等因素有关。 2 地应力的基本原理 2.1 地应力的基本概念 蓄存在岩体部未受扰动的应力,称之为地应力(Insitu stress 或Geostress),它是岩体中存在的一种固有力学状态,是岩体区别于其它固体如土体的最基本特征。 地应力的概念最早是由瑞士地质学家海姆(Heim ,1905-1912)提出。他认为,岩体中有应力存在,并处于近似静水压力状态。应力的大小等于上覆岩体的自重,即岩体中各个方向的应力均等于H γ(γ为岩体的重度,H 为研究点的深度)。此后,金尼克(1926)又根据弹性理论分析,假定岩体是均匀、连续的弹性介质,提出岩体的铅垂应力为H γ,而水平应力应等于H γμμ -1的假说(μ为岩石的泊松比,μ μ-1为侧压系数)。按照金尼克的理论,海姆假说只是金尼克假说在5.0=μ时的一个特例。 然而,随着地应力现场实测资料的积累,表明在浅层的地应力并不

流变应力恢复法地应力测试技术.

深部软弱围岩地应力测试的流变应力恢复法原理与技术 刘泉声1,张程远2,朱元广2,蒋景东1 (1武汉大学土木建筑工程学院 岩土与结构安全湖北省重点实验室,湖北武汉 430072; 2 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉,430071) 摘 要:针对煤矿深部软弱围岩地应力难以测量的技术难题,基于深部围岩在高应力作用下具有强流变性的特点,提出了一种地应力测试新方法——流变应力恢复法地应力测试技术。该方法的提出基于如下假设:在深部巷道软弱围岩中钻孔埋设岩体压应力传感器,由于围岩的强流变特性,传感器附近围岩的应力会随时间逐渐恢复,传感器感受到的应力随时间逐渐上升并最终趋于稳定,可以根据传感器的实测应力来分析围岩的初始应力状态和巷道围岩应力分布的演化。该方法的分析原理是:在巷道围岩的钻孔中某一点,在位于两个完全不同轴的直角坐标系oxyz 和'''ox y z 上放置两个三向岩体压应力传感器A 和B ,通过实测可以得出测点处位于oxyz 和'''ox y z 两个坐标系中的六个正应力分量x σ,y σ,z σ和'x σ,'y σ,'z σ,在已 知oxyz 和''' ox y z 坐标轴方向余弦的条件下,即可通过应力分析的转轴公式求解得出该测点处位于oxyz 和'''ox y z 两个坐标系中的六个剪应力分量xy τ,yz τ,zx τ和'xy τ,'yz τ,'zx τ,从而确定该测点的应力状态。该方法不需要对岩体的力学性质做出任何假定,也不需要知道被测岩体的本构关系,仅需在测点处放置两个完全不同轴的三向压应力测试传感器,通过应力分析的坐标转换公式求解同一点两个完全不同轴坐标系的六个剪应力分量,从而严密确定一点的应力状态。基于该方法的原理,研发了三向岩体压应力传感器、现场测试的孔内推送定位装置和注浆固定材料技术等一整套技术,并获得中国国家发明专利和澳大利亚国际发明专利。采用理论分析、数值模拟和模型试验相结合的方法,研究了三向岩体压应力传感器埋入围岩介质后的嵌入效应及其自身的感知性能,建立了三向岩体压应力传感器实测应力与围岩介质初始应力状态之间的数学关系。在平顶山矿区深部巷道的现场测试说明了该方法的有效性。 关 键 词:煤矿深部巷道,软弱破裂岩体,地应力;流变应力恢复;三向压力传感器; 嵌入效应。 The Principle, technology and instrument of rheological stress recovery method for geostress measurement in deep soft rock LIU Quansheng 1, ZHANG Chengyuan 2, ZHU Yuanguang 2, JIANG Jingdong 1 (1. School of Civil Engineering & Key Laboratory of Geotechnical and Structural Engineering Safety of Hubei Province, Wuhan University, Wuhan, Hubei, 430072, China; 2.State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei, 430071, China) Abstract: For the technical problem that it is difficult to measure the geo-stress in soft and fractured rock surrounding deep roadways in coal mines, a new geo-stress measurement technique called rheological stress recovery method is proposed. It is based on the observations that the soft surrounding rock shows a strong rheological property due to high stress in deep roadways. According to this method, it is assumed that if 3D compressive stress sensors are embedded in the boreholes, the stress of surrounding rock nearby the stress sensors will gradually recover and the stress measured by the stress sensors will gradually increase to a stable value as a result of the strong rheological property of surrounding rock. Then, the in situ stress and the performance of stress distribution can be analyzed by the measured stress. The analysis principle of this method is embedding two 3D pressure cells A and B at a point in the borehole with totally different directions to measure six independent normal stresses x σ,y σ,z σ,'x σ,'y σ,'z σin two different Cartesian coordinate system firstly, and then calculating six independent shear stresses xy τ,yz τ,zx τ,'xy τ,'yz τ,'zx τto determine the stress state at the point by coordinate transformation formula with angels measured in advance. Neither it is necessary to assume the mechanical property nor to know the constitutive equation of the rock. Only two 3D pressure cells have to be embedded nearby with different directions. Based on this method, a three-dimensional vibrating wire 3D compressive stress sensor and corresponding installation devices are developed. The measurement performance of the 3D

抽水蓄能电站技术重点

1,抽水蓄能电站分类,按上水库调节水量,调节性能,机组类型和布置特点?答:1.按上水库调节水量分为:纯抽水蓄能电站,混合式抽水蓄能电站,非循环式抽水蓄能电站。 2按调节性能分为:日调节抽水蓄能电站,周调节抽水蓄能电站,季调节抽水蓄能电站。 3按机组类型分为:四机分置式抽水蓄能电站,三机串联式抽水蓄能电站,二机可逆式抽水蓄能电站。 4按布置特点分:地面式抽水蓄能电站,地下式抽水蓄能电站,特殊布置形式。2,抽水蓄能电站的工作特点?答;1抽水蓄能电站利用午夜负荷低谷时的多余电能抽水,待早,晚出现高峰负荷时发电。2抽水蓄能电站将低谷电能转换成高峰电能,电能转换必伴随着能量损失,显然抽水用电量E P必大于发电量E T。3抽水蓄能电站一般均在实行峰谷时电价的电网中工作,它吸收的是低谷时段的电能,发出的是高峰时段的高价电能,增加了售电收入,具有良好的经济特性。4抽水蓄能电站的运行特点是其机组既要作发电运行,又要作抽水运行,而且两种工况转换比较频繁。5抽水蓄能电站启动迅速,运行灵活,工作可靠,特别对负荷的急速变化可作出快速反应。 3,描述电力系统的基本参数有哪些?答:总装机容量,年发电量,最大负荷,额定频率,最高电压等级等。 4,抽水蓄能电站的厂房类型?答;1按机组形式划分:四机式厂房,三机式厂房,两机式厂房。2按厂房与地面的相对位置划分;地面式厂房,半地下式厂房,全地下厂房。 5,电动发动机的分类情况(按主轴装置形式,运行时转速)?答:1按主轴装置形式分为:立式机组,卧式机组。立式机组根据推力轴承位置分为悬吊式和伞式。 2按运行时转速分为:恒定转速型,双转速型,变转速型。 6,电动发动机常采用的通风冷却方式有哪些?答:1循环风冷却:无风扇径向通风冷却、电动风扇通风冷却。2直接水冷却。3蒸发冷却方式。 7,可逆式水泵水轮机的基本性能参数和基本单位参数有哪些?答:1基本性能参数:水头或扬程,流量,转速,出力(功率)和效率,转轮直径,单位转速和单位流量,比转速,单位飞逸转速。 2基本单位参数:单位流量,单位转速,单位飞逸转速,比转速等。 8,不同抽水蓄能机组类型的对应水头范围?答:1,组合式:高水头范围,如600-800m甚至更高2,可逆式:混流式(水头30—40m直到600—700m),轴流式(水头太低很少采用),斜流式(水头150米以下),贯流式(水头15—20m)。 9,电力系统的工作容量和可用容量概念?答:工作容量是:水电站对电力系统所能提供的发电容量。设计中通常指设计水平年电力系统最大日负荷图上,水电站按其保证出力可能合理担负的那部分容量。可用容量是:装机容量中可以被系统调度运行利用的容量。10,电站机组启动方式有哪些? 答:同步启动、半同步启动、异步启动、同轴小电动机启动、变频启动。 11,电动发动机同步启动工作原理及其特点?答:1工作原理:同步启动是利用本电站或相邻电站的一台机组作为启动电源来启动机组的一种启动方式。 2启动特点:a.启动过程没有从电力系统接受启动电力,不会对电力系统产生影响;b.在启动前,启动机组与被启动机组都需先加励磁;c.发电机完成一次启动后要停机才能进行另一次启动,启动过程的调整和操作比较复杂;d.采用转轮室压水启动时,启动机组容量仅为被启动机组容量的15%-20%,只要启动机组容量足够,可同时启动2台同类机组;f.保护装置应能适应0-50H Z可靠动作,以保证启动过程中起到保护作用;e.纯抽水蓄能电站最后一台机组不能启动,还需装置其他方式的启动设备;g.如设置专用的启动母线及相应开关设备,将使界接线及其布置复杂化,且增加了设备的投资。 12,抽水蓄能电站的基本原理,作用?答:基本原理:抽水蓄能电站是根据电能转换原理而工作的,它是利用午夜系统电力负荷低谷时的多余容量和电量,通过电动机水泵将低处下水库的水抽到高处上水库中,以水为载体将这部分低谷电能转换成水的位能蓄存起来,待

矿山地应力测试方案样本

- 矿山地应力测试工作方案 湖北省XXXXXX勘察院 4月

目录 1 前言............................... 错误!未定义书签。 2 地应力的基本原理 ....................... 错误!未定义书签。 2.1 地应力的基本概念 ..................... 错误!未定义书签。 2.2 地应力的组成部分和影响因素............ 错误!未定义书签。 2.3 地应力场的变化规律 ................... 错误!未定义书签。 2.4 中国地应力场的区域划分 ............... 错误!未定义书签。 3 水压致裂法试验介绍 ..................... 错误!未定义书签。 3.1 水压致裂法基本原理 ................... 错误!未定义书签。 3.2 水压致裂法地应力测量的主要设备......... 错误!未定义书签。 3.3 水压致裂法测试步骤.................... 错误!未定义书签。 4 测试结果 ............................... 错误!未定义书签。 4.1 参数确定 ............................. 错误!未定义书签。 4.2 现场实测 ............................. 错误!未定义书签。 5 测试成果综合分析 ....................... 错误!未定义书签。

5.1 试验结果的可靠性分析 ................. 错误!未定义书签。5.2 最大水平主应力的量级 ................. 错误!未定义书签。5.3 最大水平主应力的方向 ................. 错误!未定义书签。5.4 侧压系数及应力构成分析 ............... 错误!未定义书签。 5.5 分析最大、最小水平主应力与岩层深度的关系错误!未定义书签。 6 地应力场反演分析 ........................ 错误!未定义书签。6.1 有限元数学模型多元回归分析法基本原理... 错误!未定义书签。6.2回归结果分析........................... 错误!未定义书签。

抽水蓄能电站的技术分析研究

抽水蓄能电站的技术分析研究 摘要:抽水蓄能电站运行灵活、反应快速,是电力系统调峰和安全保障的重要 手段。本文对抽水蓄能电站的技术进行了分析。 关键词:抽水蓄能;电站;关键技术 随着我国经济和社会的发展,电力负荷迅速增长,峰谷差不断加大,用户对 电力供应的安全和质量期望值也越来越高。抽水蓄能电站以其调峰填谷的独特运 行特性,发挥着调节负荷、促进电力系统节能和维护电网安全稳定运行的功能, 将成为我国电力系统有效的、不可或缺的调节工具。 一、抽水蓄能电站概述 抽水蓄能电站又称蓄能式水电站,它是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上 水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。其可将电网负荷低时的 多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系 统的周波和电压,且宜为事故备用,还可提高系统中火电站和核电站的效率。 二、抽水蓄能电站关键技术 1、渗控工程施工技术。抽水蓄能电站的上水库一般在选定位置新建,而下 水库大多利用现有水库进行改、扩建。渗控工程是抽水蓄能电站新建水库的关键,尤其是上水库。为获得较大的水头,抽水蓄能电站上水库基本布置在山峰上部, 由沟谷或小盆地开挖填围而成。由于无天然径流补给,由下水库抽上来的水很珍贵,再加之山峰上部地质条件差,必须要进行防渗控制。①新建水库防渗方式一般采用全库防渗、局部防渗和不设防渗三类;②库底黏土铺盖填筑施工技术,这种技术解决了库底黏土铺盖填筑施工的分期分区、进料布料、组合碾压、纵横接缝、库岸接头等一系列技术难题,填补了库底黏土铺盖填筑施工的技术空白;③沥青混凝土施工技术。沥青混凝土面板具有防渗性能好、适变形能力强、可快速 修补等优点,但对沥青、骨料要求较高,施工复杂、造价相对较高;④陡边坡混凝土面板施工技术,这种技术比较成熟,施工速度快;⑤长陡坡库岸垫层料施工技术,其施工关键技术为布料、加水和碾压。 2、地下洞室群施工技术。地下洞室群洞内风流场复杂,应加强通风系统布置。地下洞室一般在顶部、中部、底部均设有永久隧洞或施工辅助洞室,为各层 提供施工通道和施工期通风排烟通道,各层洞室尽量与外界直接沟通,扩大洞内 外气体交换断面,减少废气循环。先施工中小型洞室,在贯通前,可在洞口布置 风机,向洞内压风(或抽排)达到排烟除尘的目的。但在各洞室相互贯通后,洞 内风流场开始变得复杂,应结合各洞口的气压,对洞内的风流场进行模拟演算, 并调整压风机的布置。洞室中的长斜井、竖井是洞室群中的重要排风口,先行施 工可解决洞室群的通风散烟问题,如无永久的长斜、竖井可利用时,可专门设置 排烟竖井。 3、长斜井施工技术 1)导井开挖技术。导井开挖方法有四种,即人工正导井法、人工反导井法、阿力马克爬罐反导井法和反井钻机反导井法。斜井导井开挖目前常用有三种方案:①正、反导井同时进行,上口采用手风钻开挖、人工装渣、卷扬机牵引斗车出渣,下口采用阿力马克爬罐打反导井、自重溜渣;②反井钻机反导井开挖;③多种 方法综合应用。

地应力知识

地应力知识 简介 地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力,也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。 随着水利水电、矿山、交通与城建等边坡、洞室及深基坑等事故的明显增加从而使人们对地应力引起较为广泛的注意与重视,所以,地应力研究不但具有重要的实际意义,而且具有重要的理论意义。 一地应力的成因 产生地应力的原因是十分复杂的,也是至今尚不十分清楚的问题。30多年来的实测和理论分析表明,地应力形成主要与地球的各种动力运动过程有关,其中包括: 板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外,温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化学等也可引起相应的应力场,其中,构造应力场和重力应力场是现今地应力场的主要组成部分。 1大陆板块边界受压引起的应力场 以中国大陆板块为例,由于受到印度板块和太平洋板块的推挤,推挤速度为每年数厘米,同时受到西伯利亚板块和菲律宾板块的约束。在这样的边界条件下,包括发生变形,产生水平受压应力场。2地幔热对流引起的应力场 由硅镁质组成的地幔因温度很高,具有可塑性,并可以上下对流和蠕动。地幔热对流引起地壳下面的水平切向应力,在亚洲形成由孟加拉湾一直延伸到贝加尔湖的最低重力槽。 3由地心引力引起的应力场(也称为重力场) 重力场,是各种应力场中唯一能够计算的应力场。重力应力为垂直方向应力,是地壳中所有各点垂直应力的主要组成部分,但是垂直应力一般并不完全

等于自重应力,因为板块移动、岩浆对流和侵入、岩体非均匀扩容、温度不均和水压梯度均会引起垂直方向应力变化。 4岩浆侵入引起的应力场 岩浆侵入挤压、冷凝收缩和成岩,均在周围底层中产生相应的应力场,其过程也是相当复杂。熔融状态的岩浆处于静水压力状态,对其周围施加的是各个方向相等均匀压力,但是热的岩浆侵入后逐渐冷凝收缩,并从接触面界面逐渐向内部发展,不同的热膨胀系数及热力学过程会使侵入岩浆自身及其周围岩体应力产生复杂的变化过程。 岩浆侵入引起的应力场是一种局部应力场。 5地温梯度引起的应力场 地层的温度随着深度增加而升高,一般为a=3℃/100m。由于地温梯度引起地层中不同深度不相同的膨胀,从而引起地层中的压应力,其值可达相同深度自重应力的数分之一。6地表剥蚀产生的应力场 地壳上升部分岩体因为风化、侵蚀和雨水冲刷搬运而产生剥蚀作用。剥蚀后,由于岩体内的颗粒结构的变化和应力松弛赶不上这种变化,导致岩体内仍然存在着比由地层厚度引起的自重应力还要大得多的水平应力值。因此,在某些地区,水平应力除与构造应力有关外,还和地表剥蚀有关。 二地应力的研究观点 对地应力的研究已有一百多年的历史了,但总的说来,现在主要有三种观点: 1“静水应力式”分布的观点 它最早是海姆(Heim)于1878年提出的“静水压力”假说。 以后(1905~1912年),又提出相应的应力计算公式。1925年,金尼克也提出了弹性理论计算法及相应的公式。但事实表明,它们只能适用于一定的环境条件下,如,埋深较大的未受到扰动的地层。

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