随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性分析

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裂隙岩体注浆研究现状与分析展望

裂隙岩体注浆研究现状与分析展望

裂隙岩体注浆研究现状与分析展望岩体注浆是一复杂的系统工程,它的渗流过程和注浆效果是岩体、浆液和注浆工艺三方而共同作用的结果目前,国内外许多学者对这一课题进行了较多研究,内容主要集中在三个方而:岩体注浆理论,注浆模拟试验,注浆计算机数值模拟本文对裂隙岩体注浆的研究现状及发展前景作一简要综述1理论研究现状浆液是在岩体孔隙或裂隙中流动的,不同的岩体结构有不同的裂隙和孔隙,对不同结构的岩体注浆,浆液渗流的方式和途径不同,从而产生不同的注浆效果因此,对岩体结构的研究是整个注浆理论的基础。

目前,岩体结构的主要理论有多孔介质理论、拟连续介质理论、裂隙介质理论、孔隙和裂隙双重介质理论相应的岩体注浆理论可归类为多孔介质注浆理论、拟连续介质注浆理论、裂隙介质注浆理论、孔隙和裂隙双重介质注浆理论(1)多孔介质注浆理论认为岩体是一种多孔结构,孔隙是流体流经岩体的通道,根据其孔隙分布情况,又可分为各向同性多孔介质和各向异性多孔介质主要代表有Magg球形渗透扩散公式;Raffle Greenwood球形渗透扩散公式;柱状渗透扩散公式;这类扩散公式中,扩散半径R、一般为时间t、浆液粘度μ、孔隙率n、渗透系数k、注浆压力p的函数,即R=(t、μ、n、k、p)(2)拟连续介质注浆理论认为岩体虽受裂隙分割,但通过该理论应用等效原理处理后,岩体空间内每一点上岩石和裂隙都保持连续因此,在岩体内每一点上都同时存在岩石介质和孔隙介质,浆液就是通过这些孔隙在岩体内流动的通过等效原理把裂隙中的浆液流动等效平均到整个岩体中,然后运用连续介质理论进行分析(3)裂隙介质注浆理论认为岩体是受裂隙分割的不连续体,浆液在岩体内通过裂隙网络流动主要代表刘嘉材推导的浆液沿裂隙而径向流动的扩散方程;Bake假设注浆孔横穿宽度为哟单一光滑裂隙,得出浆液在裂隙中的渗透规律, Wittke ,Wallner H B佳宾, G Lombard 和Amadei等相继推出的宾汉姆流体在裂隙中的流动规律这些理论都是在单一裂隙的基础上进行研究的,而且均假设裂隙而是光滑的;裂隙开度是恒定的,没有考虑到裂隙而本身构造的复杂性,并不随压力而变化;浆液在裂隙中的流动都是层流所以,这些理论所建立的单一裂隙模型具有一定的局限性。

某水库大坝渗流计算及稳定分析

某水库大坝渗流计算及稳定分析

某水库大坝渗流计算及稳定分析作者:彭成山梁荣慧来源:《城市建设理论研究》2012年第30期摘要:在病险水库除险加固工程中,经常需要对加固前的建筑物进行安全复核。

本文根据某水库的地勘资料,对其进行了渗流计算和坝坡稳定抗滑稳定计算,计算结果为水库大坝的加固提供合理的构筑建议和措施。

关键词:土石坝;渗流计算;稳定分析中图分类号:TV697 文献标识码:A 文章编号:1.工程概况某水库位于罗山县西南约55km处的灵山镇境内,属丘陵地区水库,位于淮河水系小黄河支沟上,控制流域面积3.3km2,总库容102.02万m3。

水库是一座以防洪、灌溉为主,结合水产养殖等综合利用的小(1)型水库。

大坝为粘土心墙坝,现状坝长90m,最大坝高17.4m,坝顶宽约3m。

该水库按50年一遇设计,500年一遇防洪标准校核。

2.工程地质某水库位于秦岭-昆仑纬向复杂构造带之南亚带与新华夏系第二沉降带的交接复合部位。

受淮阳山字型构造与经向构造复合干扰,地质构造十分复杂。

据地质测绘及勘探揭露范围内,坝址区地层岩性主要为坝体人工填土(Qs)及燕山晚期侵入的花岗岩,仅在下游河槽分布有泥卵石。

坝址区地层根据时代、成因、岩性及其物理力学性特征,现由老到新分述如下:燕山晚期(r3 5)岩性为花岗岩,分布在水库两岸,肉红色、灰白色~淡红色,细粒~中粗粒结构,肉眼可见斑状矿物,矿物按含量依次为正长石、斜长石、石英、黑云母等。

裂隙较发育,多为60度左右的高倾角,裂隙宽0.3mm,裂面平整,沿裂隙面充填有铁锰质薄膜。

表层2m左右多为全风化,岩芯多呈碎屑状、块状,地质取芯率(RQD)低于10%;多为中等风化,岩芯呈块状和柱状,岩心采取率60%~90%,RQD值25%~80%。

第四系全新统(alplQ4)岩性为泥卵石,分布在下游河槽内,卵石成分主要为安山岩、花岗岩,灰绿色,灰黄色,多呈次圆状,粒径一般3~5cm,最大10cm左右,含量50%左右,泥质充填,结构较松散。

渗流路径分析及稳定性评价

渗流路径分析及稳定性评价

渗流路径分析及稳定性评价Ⅰ. 渗流路径分析渗流路径分析是一种利用地质信息和水文数据来研究地下水流动和路径的方法。

通过分析地下岩层及构造特征、土壤类型和含水层的性质,可以确定地下水的运动路径和渗流方向,以揭示地下水的流动规律和地下水资源的分布情况。

1. 地下岩层和构造特征分析在渗流路径分析中,首先需要对地下的岩层和构造特征进行详细的分析。

通过野外地质调查和岩心钻孔技术,可以确定不同岩层的厚度、渗透性和含水性质等参数。

同时,还需要考虑构造特征对地下水的影响,如断裂带、断层带和褶皱带等,这些构造特征会影响地下水运动的路径和速度。

2. 土壤类型和含水层分析土壤类型和含水层的性质对渗流路径分析也具有重要的影响。

通过采集土壤剖面样品并进行实验室测试,可以确定土壤的质地、渗透系数和水分保持能力等参数。

同时,含水层的性质也需要进行详细的分析,如地下水位、渗透性和孔隙度等,并绘制地下水分布图,以确定地下水流动的路径。

3. 数值模拟和地下水动力学分析利用各种地下水数值模拟软件,可以对地下水流动进行模拟和预测。

通过建立地下水流动的数学模型,结合地质数据和水文数据,对渗流路径进行分析和评价。

同时,还可以利用地下水动力学原理,分析地下水流动的速度和流量,以确定渗流路径的稳定性。

Ⅱ. 渗流路径稳定性评价渗流路径的稳定性评价是对地下水渗流路径进行评估和优化的过程。

通过分析渗流路径的稳定性,可以确定渗流路径是否存在渗漏风险、地下水污染的潜在风险和地下工程建设的风险。

1. 渗漏风险评估渗漏风险是指地下水径流过程中可能发生的渗漏和漏失现象。

评估渗漏风险需要考虑地下岩层和土壤类型、地下水位和流量、渗透性和孔隙率等因素。

根据渗漏风险评估结果,可以采取相应的措施,如加强渗漏屏障、改善地下防渗设施等,以提高渗流路径的稳定性。

2. 地下水污染风险评估地下水污染风险评估是对地下水渗流路径上潜在的污染源和污染物进行评估和分析的过程。

通过考虑地下水渗透性、污染物扩散速度和污染源的距离等因素,可以评估地下水污染的潜在风险,并制定相应的防控措施,以保护地下水资源的安全性。

随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性分析

随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性分析

RESEARCH OF THE DETECTION METHODAND THERMAL CRACKING OF ROCKZho u Kequn 1, Chu Zehan 1, Zhang Yuanzhong 1, Zhao Shujun 2, Shi Huiling2(1University of P etr oleum , Beij ing 102200 China )(2H uabei P etr oleum B ur eau , Ren Q iu 062550 China )Abstract The effect of thermal induced crack on sediment rock is discussed.The metho ds of acoustic measurement and nuclear magnetic resonance technolog y are applied fo r detection of the crack .Befo re and after the therm al process ,the po rosity and permeablity of samples are measured .After the ther mal process (<140°C),the per meablity of sam ples has a trendency of increasem ent,but for the sam ples w hich have lo w po rosity ,the effect is unclear.T he P-w ave velocity o f samples decr eases as its temperature is increased,and it is no t inv ertible .T he NMR m ethod is of mo re sensitive response to the cracks .Key words sediment r ock,thermal induced crack,detection,acoustic measurem ent,nuclear m agnetic resonance随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性分析杨米加(中国矿业大学 徐州 221008)博士学位论文摘要 深入分析了国内外岩体水泥注浆理论存在的问题,从随机裂隙岩体结构模拟、注浆渗透规律及其随机性和各向异性特征以及注浆加固稳定性分析等几个方面建立了适合于巷道围岩注浆的渗流及加固后稳定性分析的模型,并在模型分析的基础上,建立了注浆施工设计准则。

岩土工程学中的稳定性分析方法

岩土工程学中的稳定性分析方法

岩土工程学中的稳定性分析方法岩土工程学是一门研究岩石和土壤在不同条件下的力学、物理、化学性质以及它们对固体结构的作用、防护与控制的学科。

岩土工程学的应用范围十分广泛,涉及到隧洞、地铁、路基、大坝、堤坝、桥梁等各种工程领域。

而在这些工程中,稳定性分析则是一个不可或缺的环节。

稳定性分析是指对岩土体在特定工程条件下,通过模型分析,确定岩体或土体的稳定与否的一种方法。

基于稳定性分析,可以为工程设计和施工过程中的安全提供重要依据。

稳定性分析不仅要掌握基本的力学知识,同时也需要具备一定的实践经验,从而通过对实际工程情况的观察和体验,得出模型分析的正确结论。

常用的分析方法包括但不限于:限制平衡方法、有限元法等。

1. 限制平衡方法所谓限制平衡法,是指一种将结构限制或固定在一个合适的支撑面上进行分析的方法。

限制平衡法适用于比较规则的、在一个木筏表面上(即给定边界)的地质体或结构分析,例如挖掘边坡、掘进隧道、筏基和桩基分析等。

在限制平衡法中,需先将结构作为一个整体来考虑和处理,使用约束、平衡条件和极限平衡法来求解推移或滑移的临界状态,进而确定结构稳定的局部性质和全局性质。

2. 有限元法有限元法是一种数值分析方法,它可将结构看作由有限个节点组成的离散体系,结构内部各节点的位移定义为未知量,通过求解所得到的方程解析结构在受载的过程中的反应。

在有限元法中,首先要确定分析的目标,选择合适的元素类型、节点类型、边界条件及约束条件,然后构造元素刚度矩阵,并依次组装、求解得到结构的反应。

由于有限元法具有求解规则相对简单、适用于各种结构形状、受载和支撑情况的优点,因此适用范围十分广泛。

总体而言,岩土工程学中的稳定性分析方法在实际工程中具有十分重要的应用价值。

通过对各个工程环节进行全面的设计和分析,可以保证结构的安全性和稳定性,从而为工程的实施提供更有力的保障。

除了以上两种分析方法之外,还有很多其它的分析方法,根据实际需求进行选取。

《流固耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流及滑移失稳机理研究》

《流固耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流及滑移失稳机理研究》

《流固耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流及滑移失稳机理研究》一、引言随着工程建设的不断深入,岩体工程稳定性的研究逐渐成为重要的研究方向。

在岩体工程中,流固耦合作用下的渗流及滑移失稳现象是常见的地质灾害,如岩体滑坡、渗水等。

因此,对流固耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流及滑移失稳机理的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文旨在探讨流固耦合作用下粗糙裂隙岩体的渗流特性及其滑移失稳机理,为岩体工程稳定性分析和灾害预防提供理论支持。

二、研究背景及意义流固耦合是指流体与固体相互作用的过程,其中流体对岩体的渗透作用和岩体变形对流体流动的影响相互影响。

在岩体工程中,粗糙裂隙是常见的地质结构,其渗流特性和滑移失稳机理对岩体的稳定性具有重要影响。

因此,研究流固耦合作用下粗糙裂隙岩体的渗流及滑移失稳机理,有助于深入了解岩体的渗流特性和变形特性,提高岩体工程的稳定性和安全性。

三、研究内容和方法(一)研究内容本文研究内容主要包括:1. 分析流固耦合作用下粗糙裂隙岩体的渗流特性;2. 研究粗糙裂隙岩体的滑移失稳机理;3. 探讨流固耦合作用下粗糙裂隙岩体的稳定性分析方法。

(二)研究方法本文采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法进行研究。

具体包括:1. 理论分析:通过建立数学模型,分析流固耦合作用下粗糙裂隙岩体的渗流特性和滑移失稳机理;2. 数值模拟:采用有限元法、离散元法等数值模拟方法,对粗糙裂隙岩体的渗流特性和滑移失稳过程进行模拟分析;3. 现场试验:结合实际工程案例,进行现场试验和监测,验证理论分析和数值模拟结果的正确性。

四、实验结果和讨论(一)渗流特性分析通过理论分析和数值模拟,发现流固耦合作用下粗糙裂隙岩体的渗流特性受到多种因素的影响,如裂隙形态、孔隙率、流体性质等。

其中,裂隙形态对渗流特性的影响最为显著。

不同形态的裂隙对流体的渗透性、流动速度和压力分布等具有不同的影响。

此外,孔隙率和流体性质也会对渗流特性产生影响。

(二)滑移失稳机理研究通过对粗糙裂隙岩体的滑移失稳过程进行数值模拟和现场试验,发现滑移失稳的机理主要包括两个方面:一是由于流体渗透作用导致岩体内部应力分布发生变化,从而引起岩体的变形和破坏;二是由于外部因素(如地震、降雨等)的作用,导致岩体发生滑移失稳。

裂隙岩体化学注浆加固后力学性质及表征单元体的试验研究

裂隙岩体化学注浆加固后力学性质及表征单元体的试验研究

e l e me nt a r y v o l u me f o r c h e mi c a l l y g r o u t e d f r a c t u r e d r o c k ma s s e s
Hu We i ,S u i Wa n g h u a ,W a n g Da n g l i a n g,M a Lu x i n g
( 中பைடு நூலகம்矿业 大学深部岩土力学与地下工程 国家重点 实验室 , 资源与地球科 学学院, 江苏徐 州 2 2 1 0 0 8 )
摘 要: 通过 室内单轴压缩及剪切试验 , 分 析 了裂隙岩体注 浆加 固后不 同试块 的强度变 形特征 , 并对注 浆加 固前 后裂 隙岩体 的 表征 单元体( R E V) 进行 了数值模拟研 究。单轴压缩 时, 试样 中注浆裂 隙倾 角不 同, 岩体失稳破坏 呈柱 状劈裂破 坏、 滑移一 劈裂破 坏及 滑移破 坏 ; 随着注浆裂 隙倾角 从O 。 增 大到 9 0 。 , 裂 隙岩体试样的单轴压缩强度呈先减 小后增大的变化趋势 ; 相 比于未注浆 裂隙试样 , 注浆有效提升 了试样 的单轴抗压能力 , 且 当裂 隙倾 角 0  ̄  ̄a <4 5 。 时, 改善效果最 为明显。通过剪切试验 可 以发现 , 岩 体试样的剪切强度随裂 隙与剪切面夹角 . 8 的减 小而减小 , 且裂 隙密度越大 , 试样 强度越小 。相对于注浆前, 试样剪切 强度 能够得 到一定提高 , 但夹角 较大时, 提升效果不 明显。注浆加 固前后, 该工程岩体 R E V尺寸分别约为 5 m和 4 m, 注浆后裂 隙岩体 的 RE V 相对变小, 且R E V 的等效抗压 强度及 弹性模量 与未注 浆裂 隙岩体相 比均 有一定程度 的提 高。研究结果表 明, 注 浆作用 改 善 了裂 隙岩体 的完整性 , 无论对 室内试样还是实 际工程岩体 , 都在 一定 程度提高 了岩体 的物理力 学性质 。 关键 词 : 注 浆; 裂隙岩体 ; 单轴压缩试验 ; 剪切试 验; 表征单元体

岩体裂隙注浆与渗流的关系评述

岩体裂隙注浆与渗流的关系评述


关 键
要 :针对裂隙注浆与渗流的特点 , 从流变性 、 理论公式 、 流动特点和流态等诸方面对二者关 系进行 了
词 :裂 隙; 注浆; 渗流 文献标识码 :A
对 比评述 。 阐述 了二者 的区别和 内在联系 , 可为岩体 注浆 的深 入研究提供重要参考 .
中图分类号 :T 7 . ;T 4 2 5 4 24 7 .
应 变速 度 ( 切变率 一,a) = a/r ,
图 1 各 种 流 体 的 流 变 曲线
本身却是流场的建立过程. 若对堵水注浆而言, 注
浆 相 当于渗 流的逆 过程 . 可见 , 岩体裂 隙注浆 与 渗流 密切相 关 . 当前 但 对 二者 的研究 却 是 截然 分 开 的 , 必要 对 它 们 从 有 多角度进 行相 互关 系的探 讨 和评述 .
直 接制约 着 岩体注浆 效果 . 渗流 , 是指 流体 通 过 多 孔介 质 或 裂 隙 介 质 的
和适时凝胶的特征 . 浆液往往不像 水那样容易流 动 , 液 的流动 性越好 , 液流 动过 程 中压力损 失 浆 浆
越 小 , 液 在岩 土 中扩散 的越远 ; 之 , 液 流 动 浆 反 浆 过 程 中压力 损失 大 , 液不 易扩 散 . 液显 示 出多 浆 浆
浆 液 . 牛顿 流 体包 括 宾 汉 流 体 、 切 稀 化 流 体 、 非 剪 剪切 稠化 流体 等 多 种 类 型 , 它们 有 不 同 的切 应 力 与应 变速 度 的关 系曲线 , 分别 如 曲线 2 ~6所示 .
12 黏 度 .
工艺参数的影响较大, 目前这方面的研究还仅 限 于根据 现场 浆 液本 身 性 能 和 外 界 条件 , 研究 推 导
1 流 变性评述

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述裂隙岩体是一种具有裂隙结构的岩石,裂隙通常是岩体中一些断裂、节理、收缩或膨胀形成的。

裂隙岩体的渗流特性及溶质运移是地下水资源、地下水污染防治等问题中的重要研究内容。

本文将首先介绍裂隙岩体渗流特性的研究进展,接着对溶质运移的研究进行综述。

裂隙岩体的渗流特性是指岩体中水或其他流体在裂隙中运移的性质与规律。

过去的研究发现,裂隙岩体的渗透系数与渗透性、裂隙长度和裂隙宽度等因素有关。

一般而言,裂隙岩体的渗透系数较高,水的渗流速度也较快。

裂隙岩体中的渗流通道通常呈现为非均匀性分布,即通道的宽窄和连通性等参数差异较大。

裂隙岩体的渗流过程还受到张力水、压力水和升华水等多种水文过程的影响。

裂隙岩体的渗流特性研究对于地下水资源的开发、管理和污染防治具有重要意义。

溶质运移是指地下水中溶解物质(溶质)在裂隙岩体中迁移的过程。

裂隙岩体中的溶质运移可以通过多种方式进行,如对流、扩散和吸附等。

裂隙岩体中的溶质运移与裂隙的物理化学性质、水流的速度和溶质的性质等因素密切相关。

研究表明,裂隙岩体中的溶质运移通常呈现非均质性和非线性性。

这些非线性特征使得溶质在岩体中的迁移过程具有一定的难以预测性。

溶质运移的研究可以帮助理解地下水中污染物的迁移规律,以及通过合理的预测和控制手段来保护地下水的质量。

近年来,随着各种地球物理、地质和化学技术的发展,裂隙岩体渗流特性及溶质运移的研究得到了较大的进展。

高分辨率扫描电子显微镜技术可以更加精确地观察和测量裂隙岩体中的裂隙形态和渗透性。

数值模拟方法可以模拟裂隙岩体中的渗流和溶质运移过程,为进一步研究提供了理论基础。

实地观测和实验室试验可以验证和验证模型的有效性。

裂隙岩体渗流特性及溶质运移是地下水资源和地下水污染防治等领域的重要研究内容。

未来的研究可以从深入理解裂隙岩体的渗流机制和溶质迁移规律出发,提出相应的模型和方法。

与其他学科的交叉研究也可以为裂隙岩体渗流特性及溶质运移的研究提供新的思路和方法。

岩土地质工程中的岩层失稳机理与治理研究

岩土地质工程中的岩层失稳机理与治理研究

岩土地质工程中的岩层失稳机理与治理研究岩土地质工程中,岩层失稳是一种常见且危险的地质现象。

它可能导致边坡滑动、坍塌或岩石崩塌等灾害,严重影响工程的稳定性和安全性。

因此,对岩层失稳机理进行深入研究并探索相应的治理方法变得至关重要。

一、岩层失稳机理研究1. 影响岩层失稳的因素岩层失稳是由多种因素综合作用引起的。

主要的因素包括:岩层结构、物理性质、力学性质、裂隙分布和水分条件等。

岩层结构的稳定与否对岩层的稳定性有着重要影响。

岩石的物理性质,如密度、孔隙度和硬度等也是影响其稳定性的重要因素。

此外,裂隙的存在会降低岩层的力学性能。

另外,在水分条件较差的情况下,岩石的稳定性也会受到影响。

2. 岩层失稳的机制岩层失稳的机制主要包括滑动面的存在、岩层之间的剪切破坏、岩层的脆性破裂等。

滑动面的存在是岩层失稳最直接的表现,它分为内滑动面和外滑动面。

内滑动面是指岩层内部发生滑动,而外滑动面是指岩层与外界介质接触面的滑动。

岩层之间的剪切破坏是指岩层内部发生剪切破坏,导致岩体不稳定。

岩层的脆性破裂是指岩层受到外力作用时发生的破坏现象。

3. 岩层失稳机理研究方法岩层失稳机理的研究需要运用多种方法进行,如:室内试验、野外调查和数值模拟等。

室内试验主要通过对岩石物理性质和力学性质进行测试分析,更好地了解岩层的失稳机理。

野外调查则是通过现场实地观测和采样来研究岩层的失稳现象和机制。

数值模拟则是通过建立数学模型来模拟岩层的失稳过程,并对结果进行分析和评估。

二、岩层失稳治理研究1. 监测与预警岩层失稳治理首先需要进行监测与预警工作。

监测可以使用岩石应变计、地下水位计和地震仪等技术手段来对岩层进行实时监测。

预警则是根据监测数据分析岩层的变化趋势,提前预警可能发生的失稳情况,为治理提供依据。

2. 岩层加固与支护岩层失稳治理的核心是对岩层进行加固与支护。

常用的加固与支护措施包括:注浆加固、爆破加固、岩体钢筋网加固和岩石锚固等。

注浆加固是指通过注入特定材料来填充岩层中的裂隙,提高岩层的稳定性。

最新-注浆加固软岩巷道策略及稳定性 精品

最新-注浆加固软岩巷道策略及稳定性 精品

注浆加固软岩巷道策略及稳定性1引言地下巷道开掘诱发应力重新分布而导致的巷道变形趋于稳定后,围岩的流变速率及流变引起的围岩变形量,不仅和围岩的应力水平有关,而且和围岩本身的物理力学性质以及巷道所受到的人为扰动因素也密切相关。

当巷道围岩为软岩时,由于围岩变形具有明显的流变特征,巷道变形长期难以趋于稳定,导致巷道由于变形量过大而不得不一次次地重复翻修。

实践证明,注浆加固是改变软岩性质、特别是软岩流变性质的最有效手段之一。

特别是近4年来,随着新奥法隧洞施工理念、锚喷加固技术、注浆加固技术的广泛推广和应用,人们对软岩的水理性质、软岩巷道的围岩变形特征以及软岩巷道支护的基本原则等都有了一定程度的认识与了解。

然而,由于软岩巷道的围岩变形具有明显的随时间增长而增加的时间效应,而且围岩变形对应力扰动和环境变化非常敏感等特点,使得一些传统的巷道支护方式包括按目前较为流行的新奥法原理设计的锚喷支护无法满足巷道围岩的变形要求,从而造成巷道顶板塌落、侧帮大面积开裂、底板膨起和支架折损等一系列问题。

2软岩巷道普通锚喷支护形式存在的问题相对于传统的框架式结构支架而言,锚喷支护仍然是软岩条件下的最佳巷道支护形式,也是软岩巷道首选的支护形式之一。

但限于目前人们对软岩巷道及其支护性质认识上的不足,加之普通的锚喷支护包括普通锚喷加各种形式的框架形式支架的联合支护形式无法满足软岩巷道大变形量的要求,采用普通锚喷联合支护的软岩巷道往往也由于收敛变形过大而失稳破坏。

通过大量的现场实际观测与实验室测试,软弱围岩条件下普通锚喷支护形式主要存在以下三方面的问题1无法完全阻隔围岩与水的接触,围岩遇水软化、强度显著降低。

当巷道围岩为软弱围岩时,许多情况下喷层所允许的变形量及变形特征都无法和软弱围岩所要求的变形量与变形特征相适应,常常造成喷层开裂、破坏、甚至剥落,导致巷道围岩无法完全隔绝与水及潮湿空气的接触,致使围岩遇水软化、强度降低。

2普通锚杆的加固作用无法充分发挥。

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述裂隙岩体是一种具有高渗透性和高孔隙度的地质体,广泛存在于地壳中。

其渗流特性和溶质运移过程对地下水资源的开发利用和地下环境的污染防控起着重要的作用。

本文将对裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究进行综述。

裂隙岩体渗流特性主要包括渗透性、孔隙度和渗透率等方面。

裂隙岩体的渗透性受裂隙结构、孔隙形态和连通性等因素的影响。

研究表明,渗透性随裂隙宽度的增加而增加,随孔隙度的增加而增加。

渗透率是评价岩体渗流能力的重要指标,其大小与裂隙孔隙度、连通性和地下水流速等因素密切相关。

裂隙岩体渗流过程可分为稳定渗流和非稳定渗流两种。

稳定渗流是指岩体渗流过程中流速、水头和渗量等参数都保持不变的状态。

非稳定渗流是指这些参数在时间和空间上的变化均较大的状态。

稳定渗流是裂隙岩体地下水资源开发和利用的基础,研究稳定渗流过程有助于合理规划地下水开采方案。

裂隙岩体溶质运移研究主要包括溶质迁移速率、扩散系数和吸附反应等方面。

溶质迁移速率是指溶质在裂隙岩体中运移的速度,受岩体渗透性、岩石孔隙度和岩石破碎度等因素的影响。

扩散系数是描述岩体中溶质扩散能力的参数,受温度、化学物质浓度和孔隙度等因素的影响。

吸附反应是指溶质在岩体孔隙和裂隙表面吸附和解吸的过程,影响溶质在岩体中的迁移和保持。

裂隙岩体渗流特性和溶质运移过程的研究在地下水资源开发、地下水污染治理和环境地质评价等方面有重要应用价值。

合理评估和预测裂隙岩体的渗透性和渗透率,可以指导地下水开发和利用的工程设计。

研究溶质迁移速率和扩散系数,有助于预测地下水中污染物的迁移路径和扩散范围,制定地下水污染治理策略。

研究吸附反应可以揭示溶质与岩体表面的相互作用机制,对溶质的迁移和保持具有重要影响。

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究对地下水资源开发利用和地下环境的污染防控具有重要意义。

未来的研究方向可以是深入理解裂隙岩体渗流机制和溶质运移过程的物理和化学机制,开展多尺度、多方法的实验和数值模拟研究,为实际问题的解决提供科学依据。

裂隙中隧道注浆加固理论研究及工程应用

裂隙中隧道注浆加固理论研究及工程应用

裂隙中隧道注浆加固理论研究及工程应用摘要:本文主要探讨了在裂隙岩体中,隧道注浆加固的理论研究及其在工程实践中的应用。

注浆加固技术作为一种有效的隧道加固方法,对于提高隧道的安全性和稳定性具有重要意义。

文章对裂隙岩体的地质特征及其对隧道稳定性的影响进行了深入分析。

裂隙岩体复杂的裂隙网络给隧道施工和后期稳定性带来巨大挑战,对其进行注浆加固具有迫切性和重要性。

文章详细介绍了注浆加固技术的原理及分类。

注浆加固技术主要包括渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆等几种形式。

渗透注浆通过浆液在裂隙中的渗透和凝结固化来实现加固目的;压密注浆则是通过注入高浓度浆液来加密工程实体,提高其承载力;劈裂注浆则利用高压浆液扩大岩体裂隙,增加浆液与工程实体的接触面积,实现加固效果。

文章还重点探讨了注浆加固技术在隧道工程中的应用。

在实际应用中,注浆压力与岩体裂隙长度之间存在非线性递减的关系,在注浆过程中需要充分考虑岩体裂隙长度,控制注浆压力,避免对裂隙岩体造成破坏。

注浆材料的选择、注浆参数的优化以及注浆效果的评价方法也是注浆加固技术应用中的关键问题。

文章通过案例分析,展示了注浆加固技术在实际工程中的应用效果。

通过对比不同注浆方案的加固效果,验证了理论研究成果的实用性和有效性。

文章也对注浆加固技术的未来发展趋势进行了展望,探讨了新的注浆材料、新技术以及智能化施工方法在提高隧道工程安全性和稳定性方面的潜在价值。

本文通过对裂隙岩体中隧道注浆加固理论的研究及工程应用的探讨,为类似地质条件下的隧道工程提供了科学指导和技术支持,为隧道工程领域的发展贡献了力量。

Abstract:This article mainly explores the theoretical research of tunnel grouting reinforcement in fractured rock masses and its application in engineering practice. Grouting reinforcement technology, as an effective tunnel reinforcement method, is of great significance for improving the safety and stability of tunnels. The article provides an in-depth analysis of the geological characteristics of fractured rock masses and their impact on tunnel stability. The complex network of fissures in fractured rock mass poses a huge challenge to tunnel construction and stability in the later stage, and it is urgent and important to carry out grouting reinforcement for it. The article provides a detailed introduction to the principle and classification of grouting reinforcement technology. The grouting reinforcement technology mainly includes several forms such as infiltrationgrouting, compaction grouting, and splitting grouting. Infiltration grouting achieves reinforcement through the infiltration and solidification of grout in cracks; Compression grouting is the process of injecting high concentration grout to densify the engineering entity and improve its bearing capacity; Splitting grouting useshigh-pressure grout to expand rock fractures, increase the contact area between the grout and the engineering entity, and achieve reinforcement effect. The article also focuses on the application of grouting reinforcement technology in tunnel engineering. In practical applications, there is a non-linear decreasing relationship between grouting pressure and the length of rock fractures. During the grouting process, it is necessary to fully consider the length of rock fractures, control grouting pressure, and avoid damage to the fractured rock mass. The selection of grouting materials, optimization of grouting parameters, and evaluation methods for grouting effectiveness are also key issues in the application of grouting reinforcement technology. The article demonstratesthe application effect of grouting reinforcement technology in practical engineering through case analysis. The practicality and effectiveness of the theoretical research results were verified by comparing the reinforcement effects of different grouting schemes. The article also looks forward to the future development trend of grouting reinforcement technology, and explores the potential value of new grouting materials, technologies, and intelligent construction methods in improving the safety and stability of tunnel engineering. This article provides scientific guidance and technical support for tunnel engineering under similar geological conditions by studying the theory of grouting reinforcement in fractured rock masses and exploring its engineering applications, contributing to the development of tunnel engineering.一、概述注浆加固技术作为一种有效的岩土工程措施,在裂隙岩体的隧道施工中发挥着不可替代的作用。

注浆模拟实验

注浆模拟实验

注浆模拟试验的研究现状注浆是一个复杂的系统工程,它的渗流过程和注浆效果是受注体、浆液和注浆工艺三方面共同作用的结果。

目前,注浆渗流理论的研究不能完全反映受注地层的物理特征,大多数研究都是建立在单一裂隙和牛顿流体稳定渗流的基础上的,难以真实地反映裂隙岩体注浆过程。

因此,模拟注浆实验是研究岩体注浆的必不可少的重要手段。

在木文中,将对注浆模拟试验的研究现状及发展前景作简要综述。

一、裂隙岩体模拟注浆试验1.美国陆军工程兵团(1956)进行了单裂隙中浆液流动过程的模拟试验。

人工裂缝是用混凝上砖构成。

在一部分试验中裂隙表面是光滑的,另一些试验中裂隙的表面是粗糙的。

试验时,沿裂隙长度方向上不同部位,对浆液压力、流速、和其他影响因数进行了检测。

2.奥地利进行了单裂隙中浆液流动过程的模拟实验。

实验中采用了三种不同的模型,第一种模型是将浇筑好的2m ×1m ×1m 的砼块用特殊的方法将其劈裂,然后用劈裂后的裂缝进行注浆模型实验,建立了注浆流量、注浆压力及渗透距离之间的关系;第二种模型是利用两块直径为1.4m 、厚为0.3m 的硅块构成模拟裂隙,并在模型的中间钻孔进行注浆,使浆液在裂缝中呈轴对称流动,并测得不同间距卜裂隙流量、注浆压力及浆液粘度之间的关系:第三种模型是用两块2×0.3m 厚的钢板拼成裂隙,并在给定的粗糙度下进行注浆,建立了粗糙度对注浆流量及浆液扩散距离的影响。

3.Houlsby(1985)进行了单裂隙中浆液流动过程的模拟试验。

人工裂缝是用一对混凝上板构成,该板的尺寸为0.9m ×0.9m ×50mm,模拟的裂隙宽度分别为1.5mm 、3.0mm 。

浆液由上面的混凝上板中心注入,对浆液压力、流量、和其他注浆参数进行了检测。

4.中国水利水电科学院研制开发了平板型注浆实验台,建立了非牛顿流体在水平光滑裂隙面内的扩散方程,得出了扩散半径和注浆压力、浆液粘度及注浆时间之间的关系: 00.210δ21.2γμγ)(90052+-=T P P R O G式中:R 为扩散半径(cm) ; P G 为注浆孔压灰(kg/cm2) ; P 0为裂隙内地下水压力(kg/cm2) ; T 为注浆时间(min) ; δ为裂隙张开度(cm) ; γ0为注浆孔半径(cm);μ为浆液牯度(厘泊)。

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究综述
裂隙岩体是一种具有高渗透性的岩体,其中的裂隙网络是岩体渗流和溶质运移的重要
通道。

裂隙岩体渗流特性及溶质运移研究对于地下水资源管理和环境地质评价具有重要意义。

本文综述了裂隙岩体渗流特性及溶质运移的相关研究。

裂隙岩体渗流特性的研究主要包括渗透率、渗流规律和渗透压力等方面。

渗透率是描
述岩体渗流能力的重要指标,通过实验和数值模拟等方法可以获得不同条件下的渗透率值。

渗流规律是指岩体中流体运动的基本规律,包括达西定律、非达西定律和非线性渗流等。

渗透压力是指由于水力梯度而引起的压力,可以通过实验和分析方法计算得到。

裂隙岩体溶质运移研究主要包括扩散、吸附和淋溶等过程。

扩散是指溶质通过裂隙岩
体孔隙介质的作用传播的过程,可以通过实验和数学模型计算得到扩散系数。

吸附是指溶
质在岩体孔隙介质中吸附和解吸的过程,可以通过实验和模拟方法研究吸附等渗质量和吸
附等额外吸附。

淋溶是指由于流体作用溶解裂隙岩体中溶质的过程,可以通过实验和模拟
方法研究溶质的淋溶程度。

渗流稳定性分析方法综述

渗流稳定性分析方法综述

渗流稳定性分析方法综述渗流稳定性是指在岩体、土体或其他多孔介质中,渗透流(液体或气体)的分布是否稳定,是否存在渗透流方向的变化、聚集或反演等现象。

渗流稳定性分析方法是研究渗流稳定性的一种手段,通过对渗流体在介质中运动的规律进行分析,并提出相应的评价指标和技术方法,以评估渗流体在多孔介质中的稳定性。

目前,渗流稳定性分析方法主要可以分为两大类:实验方法和数值模拟方法。

实验方法是通过在实验室或野外进行模型实验,观察和测量渗流体的分布和运动规律,从而得到渗流稳定性的评估结果。

常用的实验方法包括物理模型实验、室内试验和野外试验。

物理模型实验是通过制作与实际工程相似的实验模型,在实验室中进行水压试验或压差试验,观察渗流体的流动特性,如流速、流量和渗透压力等参数的变化。

室内试验是通过在实验室中进行渗流流动实验,使用测量仪器和传感器对渗流体的物理性质进行监测和测量,如压力、温度和浓度等。

野外试验是在现场进行渗流流动实验,利用地下注水、压裂等方法,观察渗流体的运动规律和渗流路径的变化。

数值模拟方法是基于数学模型,通过计算机程序对渗流过程进行模拟和分析,得到渗流稳定性的评估结果。

数值模拟方法主要包括有限元法(FEM)、有限差分法(FDM)、边界元法(BEM)和解析解法等。

有限元法是最常用的数值模拟方法之一,它将渗流介质划分为有限数量的单元,通过求解节点处的渗流场变量,如压力和速度等,来模拟和分析渗流过程。

有限差分法是将渗流介质划分为离散的网格,通过在网格上的节点计算渗透压力和流速等,来模拟和分析渗流过程。

边界元法是将渗流介质的边界划分为离散的网格,通过计算边界上的渗透压力和流速等,来模拟和分析渗流过程。

解析解法是基于渗流过程的物理方程及其边界条件,通过数学分析和求解得到渗透压力和渗流速度等。

除了实验方法和数值模拟方法,还有一些其他的渗流稳定性分析方法。

例如,统计方法是通过对大量的实测数据进行统计分析,以揭示渗流体在多孔介质中的分布规律和运动趋势。

随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性分析

随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性分析

文献综述:前人对裂隙煤岩体注浆加固渗流机理的研究主要集中在注浆材料 的优化、注浆工艺的改进以及注浆效果的评估等方面。然而,这些研究多以实验 室内模型试验为主,缺乏对实际工程中注浆加固效果的研究。
研究方法:为了深入探讨裂隙煤岩体注浆加固渗流机理及其应用,本研究采 用实验与数值模拟相结合的方法。首先,通过实验方法对裂隙煤岩体进行注浆加 固,并收集相关数据;其次,利用数值模拟软件对注浆ຫໍສະໝຸດ 程中的渗流行为进行模 拟分析;最后,
3、数值模拟:利用数值模拟软件,对随机裂隙岩体注浆过程中的渗流行为 进行模拟,分析压力分布、流体流动速度、渗透率等参数的变化规律。
4、实验研究:通过室内实验,对不同条件下的随机裂隙岩体进行注浆加固, 并对加固后的岩体进行力学性质测试,包括强度、变形、稳定性等。
5、数据处理与分析:对实验和模拟数据进行整理、统计和分析,运用图表、 表格和文字说明等多种方式展示和阐述研究结果。
渗流机理及其加固后稳定性进行分析和研究具有重要意义。本次演示将围绕 这一问题展开讨论,为相关领域的研究和实践提供参考。
文献综述
随机裂隙岩体注浆渗流机理是一个复杂的问题,涉及到流体动力学、岩石力 学、物理学等多个学科。国内外学者针对这一问题开展了大量研究。在以往的研 究中,主要点在于裂隙岩体注浆过程中渗流规律的分析,以及注浆加固后岩体的 稳定性。
谢谢观看
,但多数研究只了单一因素对稳定性的影响,而未考虑到多因素交互作用对 稳定性的影响。
研究方法
为了深入探讨随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性,本次演示采用 了以下研究方法:
1、文献回顾:系统回顾和分析国内外相关研究成果,明确研究现状和发展 趋势。
2、理论分析:基于流体动力学和岩石力学理论,对随机裂隙岩体注浆过程 中的渗流机理进行理论分析,构建数学模型。

水库坝基裂隙岩体注浆加固机理及其应用研究

水库坝基裂隙岩体注浆加固机理及其应用研究

水库坝基裂隙岩体注浆加固机理及其应用研究于春红【摘要】Since reservoir dam foundation fracture rock mass treatment construction process is lack of in-depth study on fracture grouting reinforcement mechanism.The problem of blind grouting pressure selection caused by quantitative analysis absence should be solved.The relationship expression between diffusion radius and grouting pressure should be established. Theoretical foundation and technical measures are provided for the design and construction of fracture grouting reinforcement projects.In the paper,fracture rock mass grouting reinforcement mechanism,model test and engineering practice in the reservoir dam foundation are studied and analyzed,which reveal fractured zone and grouting holed exsit two position relationships of intersect and non-intersect.The fracture crack process in the grouting process is obtained.The relationship between grouting pressure and diffusion radius is established under different water cement ratio conditions.Rational grouting pressure interval in fracture rock mass grouting construction is analyzed.Diffusion radius is calculated for guiding grouting reinforcement project construction according to reservoir dam foundation bed rock physical index in the project.%由于在水库坝基裂隙岩体处治施工过程中缺乏对裂隙注浆加固机理的深入研究,亟须解决裂隙岩体注浆压力缺少定量分析而选取盲目的问题。

裂隙水渗流对隧道围岩稳定性的影响

裂隙水渗流对隧道围岩稳定性的影响

裂隙水渗流对隧道围岩稳定性的影响
为了保证隧道结构在高水位段富水区的安全稳定,必须解决外水压力对隧道衬砌的作用问题。

在实际的工程中,地下水的突涌十分常见,要解决此类问题,就必须摸清地下水在裂隙岩体中的渗流规律和对隧道的影响。

因此,对地下水的渗流进行分析和研究是十分有必要的。

本文运用地下水渗流场分析原理,以重庆市双碑隧道依托工程为背景,进行了以下几个方面的研
究:(1)隧道的施工开挖,将会导致原本稳定的围岩应力场和渗流场产生了重分布。

开挖完成后,新形成的应力场和渗流场逐渐趋于稳定。

求出围岩和衬砌中各个点的渗流速度,得到最大渗流速度和最小渗流速度的位置。

(2)分别求出渗流前后衬砌外轮廓线上的变形量、等效应力、等效应变、X
方向的应力应变和Y方向的应力应变。

将渗流前后的数据进行比较,分析在应力场与渗流量场相互作用的过程中,两者之间的影响。

(3)求解不同的因素对隧道衬砌渗流的影响:(1)当只存在围岩的级别不相同时,即在分别在Ⅴ级、Ⅳ级和Ⅲ级围岩的情况下,渗流对隧道衬砌水平方向和竖直方向的变形量和应力的影响;(2)当只存在隧道的净距不相同时,即分别在10米、20米和30米的净距下,渗流对隧道衬砌水平方向和竖直方向的变形量和应力的
影响。

裂隙岩体的渗流特性试验及理论研究方法

裂隙岩体的渗流特性试验及理论研究方法

裂隙岩体的渗流特性试验及理论研究方法摘要:简要叙述岩体裂隙的几何特性,岩石裂隙渗流特性研究的方法。

综述了国内外裂隙岩体单裂隙、水力耦合、非饱和情况下的渗流特性物模试验研究成果,并做了相应的分析和讨论。

分析表明:物模试验在研究裂隙岩体渗流特性方面具有不可替代的作用;需要进行更多的模拟实际岩体裂隙的试验;真正意义上的非饱和渗流试验还很少;分析结果为今后的裂隙岩体渗流特性物模试验研究提供了有益的方向。

关键词:裂隙岩体;渗流 ;单一裂隙;水力耦合;非饱和一 前言新中国成立以后,交通、能源、水利水电与采矿工程各个领域遇到了许多与工程地质及岩土力学密切相关的技术难题,在许多岩土工程、矿山工程及地球物理勘探过程中,岩体的渗透率起到十分重要的作用,但在理论上尚未引起足够的重视,通常将岩体渗流处理为砂土一样的多孔介质,用连续介质力学方法求解。

与孔隙渗流的多孔介质相比,裂隙岩体渗流的特点有:渗透系数的非均匀性十分突出;渗透系数各向异性非常明显;应力环境对岩体渗流场的影响显著;岩体渗透系数的影响因素复杂,影响因子难以确定。

岩石裂隙渗流特性研究的方法通常有直接试验法、公式推导法和概念模型法,而试验研究是其中一个最重要最直接的途径。

本文介绍了当前裂隙岩体渗流试验研究。

二 岩体裂隙的几何特性岩体的节理裂隙及空隙是地下水赋存场所和运移通道。

岩体节理裂隙的分布形状、连通性以及空隙的类型,影响岩体的力学性质和岩体的渗透特性。

岩体中节理的空间分布取决于产状、形态、规模、密度、张开度和连通性等几何参数。

天然节理裂隙的表面起伏形态非常复杂,但是从地质力学成因分析,岩体总是受到张拉、压扭、剪切等应力作用形成裂隙,这种作用不论经历多少次的改造,其结构特征仍以一定的形貌保留下来,具有一定的规律性。

裂隙面形态特征的研究越来越受到重视,在确定裂隙面的导水性质及力学性质方面,其作用越来越大。

裂隙面的产状是描述裂隙面在三维空间中方向性的几何要素,它是地质构造运动的果,因而具有一定的规律性,即成组定向,有序分布。

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RESEARCH OF THE DETECTION METHOD
AND THERMAL CRACKING OF ROCK
Zho u Kequn 1, Chu Zehan 1, Zhang Yuanzhong 1, Zhao Shujun 2, Shi Huiling
2
(1University of P etr oleum , Beij ing 102200 China )
(2H uabei P etr oleum B ur eau , Ren Q iu 062550 China )Abstract The effect of thermal induced crack on sediment rock is discussed.The metho ds of acoustic measurement and nuclear magnetic resonance technolog y are applied fo r detection of the crack .Befo re and after the therm al process ,the po rosity and permeablity of samples are measured .After the ther mal process (<140°C),the per meablity of sam ples has a trendency of increasem ent,but for the sam ples w hich have lo w po rosity ,the effect is unclear.T he P-w ave velocity o f samples decr eases as its temperature is increased,and it is no t inv ertible .T he NMR m ethod is of mo re sensitive response to the cracks .
Key words sediment r ock,thermal induced crack,detection,acoustic measurem ent,nuclear m agnetic resonance
随机裂隙岩体注浆渗流机理及其加固后稳定性分析
杨米加
(中国矿业大学 徐州 221008)
博士学位论文摘要 深入分析了国内外岩体水泥注浆理论存在的问题,从随机裂隙岩体结构模拟、注浆渗透规律及其随机性和各向异性特征以及注浆加固稳定性分析等几个方面建立了适合于巷道围岩注浆的渗流及加固后稳定性分析的模型,并在模型分析的基础上,建立了注浆施工设计准则。

以非牛顿流体渗流过程为线索,深入研究了单裂隙、裂隙网络、拟连续介质体的非牛顿流体的渗流规律,并综合考虑了应力和渗流相互作用的效果;结合水泥浆液的流变特性,建立了较实用的注浆渗流系统模型,并和模拟实验具有较好的一致性;结合岩体裂隙分布的随机性特征,建立了注浆参数设计的可靠性准则,并深入分析了岩体裂隙随机分布参数对注浆参数设计的影响。

最后以破裂后岩体加固前后的力学性质实验及分析为基础,建立了巷道注浆后围岩稳定性分析模型,并综合考虑了注浆滞后时间、支护与围岩相互作用等效果,从而为所建立的理论模型能真正地应用于实践提供了保障。

关键词 随机裂隙岩体,注浆加固,非牛顿流体渗透,动态稳定分析
MECHANISM OF GROUT PENETRATING IN STOCHASTIC
FRACTURED ROCKMASS AND ITS STABILITY ANALYSIS
AFTER REINFORCEMENT
Yang M ijia
(China U nivers ity of M ining and T echnology , X uz hou 221008 China )
2000年1月3日收到来稿。

作者杨米加简介:男,1971年生,1999年6月在中国矿业大学获博士学位,导师是贺永年教授;现为河海大学水电学院渗流室在站博士后。

・416・岩石力学与工程学报2000年。

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