块裂隧道围岩等效岩体变形参数研究

采用Voronoi离散单元方法建立块裂岩体隧道的随机DEM数值模型,通过大量随机数值计算结果验证采用岩体等效变形参数预测隧道收敛变形的可行性。在规则裂隙岩体等效变形参数计算方法的基础上,针对数值模拟揭示的深埋隧道变形特征提出改进的修正计算公式及相应的特征参数。通过与既有解答以及大量随机数值计算结果的对比和统计分析验证修正解的合理性,修正解较为合理改善既有规则裂隙岩体等效变形参数计算方法在反映随机块裂岩体在隧道卸荷条件下变形估算的较大误差。采用修正计算方法得到的岩体等效变形参数可以很好地预测随机块裂岩体中隧道开挖后收敛变形的数学期望值。提出的修正计算方法对当前深部岩体变形参数研究和隧道洞壁收敛位移的估算具有一定的参考价值。

程潮铁矿崩落法开采对上覆岩体变形的影响研究

针对程潮铁矿开展工程地质调查,采用离散元分析软件UDEC建立其二维地质剖面模型,在假设其上部水平矿房未开采的条件下,模拟了程潮铁矿无底柱分段崩落法开采-480m、-500m相邻分段的过程,研究单一分段及相邻分段开采导致的围岩“冒落带、导水裂隙带”的分布规律及范围,探索程潮铁矿单分段矿房开采时其上覆岩体形成的导水裂隙带高度范围y随采长x的变化函数,分析无底柱分段崩落法不同分段矿房开采对于上覆岩体变形及影响机理,为类似开采技术条件矿山安全生产提供参考。

节理岩体变形模量的解析方法研究

岩体的变形模量是评价岩质边坡力学行为的重要参数,节理的发育分布不同,岩体的变形模量也随之变化,准确估算节理岩体变形模量显得非常重要,也是岩石力学界棘手的问题之一。本文采用叠加原理(分别考虑完整岩石和节理的变形),研究了具有围压约束条件下的节理岩体变形模量,分别提出了(a)节理两端与岩体左右两侧相交和(b)节理两端与岩体上部和左侧(或右侧)边界或下部和右侧(或左侧)边界相交两种节理岩体模型的单一和节理组变形模量的解析方法。通过与数值模拟(有限元程序)结果比较可知,本文解析式计算结果与数值分析结果误差较小,基本上都小于20%。进一步讨论了该方法的应用价值,提出了该解析方法与节理岩体强度公式结合起来,可得到节理岩体的变形破坏阈值,达到节理岩体变形破坏预测预警的目的。该解析方法为节理岩体变形模量估算提供了一定的理论基础。

焦家金矿破碎岩体变形破坏规律研究

焦家金矿-570~630 m中段矿(岩)体节理裂隙发育,易出现楔形不稳定结构,进而发生岩体冒落。对岩体进行了地质钻孔、结构面条件调查等得出,焦家金矿岩体较为破碎,节理发育,节理产状分布范围广。对开采扰动下巷道收敛变形规律进行研究与总结,并通过雷达测试分析焦家金矿巷道破坏深度,损伤深度基本保持在2 m,存在较多的结构弱面,需及时采取加固措施。此研究对该处矿体的支护等做出合理规划,进一步指导采场结构参数的合理选取,以确保该矿段的安全生产。对类似矿山破碎矿体的治理条件有一定的借鉴意义。

三种岩体变形试验方法及其工程应用研究

现场岩体变形参数的准确测量对于岩体工程的合理设计至关重要.为了研究承压板法、钻孔弹模法和隧洞液压枕径向加压法三种岩体变形原位测试方法的适用性,详细阐述三种岩体变形测试方法的试验原理、使用范围及影响因素,探讨了不同方法的优缺点,在此基础上以东庄水利枢纽工程坝体两岸灰岩的现场实测为例,对不同方法测量结果进行了对比分析.结果表明,刚性承压板法所测得水平方向和垂直方向岩体变形试验结果相近,而柔性承压板法试验结果中PD18洞和PD409洞具有较大差异;刚性承压板法所测岩体变形模量要略大于钻孔弹模法所测试验结果;与其他方法相比,隧洞液压枕径向加压法能计算岩体变形模量和单位抗力系数等力学参数,可以更好地反映现场岩体各向异性和地质条件等特征.研究结果可为工程岩体力学参数的科学测量提供参考,确保工程设计的合理性.

广东惠州中洞抽水蓄能电站地质探洞岩体变形试验研究

依据《水利水电工程岩石试验规程》(SL/T 264—2020),岩体变形试验方法有承压板法、狭缝法、单(双)轴压缩法、钻孔径向加压法。针对广东惠州中洞抽水蓄能电站地质探洞岩体现场试验,在电站现场采用岩体承压板法变形试验,研究在不同的地质情况下的岩体变形情况以及变化规律,为工程设计提供依据。

桥位边坡岩体变形破坏规律分析研究

本研究针对大瑞铁路澜沧江大桥周边边坡的稳定性进行了深入分析。本文通过三维数值模拟、工程地质分析和实地调研,确定了桥位边坡的基本地质结构,并识别出其稳定性的主要威胁因素。研究发现,桥位右岸的岩体结构,在顺坡向延伸的节理和近乎垂直的陡倾节理的共同作用下,开挖后易发生滑移和拉裂破坏。尤其是在大型顺坡结构面下方的工程挖掘区,更是存在着高度的不稳定风险。分析表明,右岸桥位的上部岩石较左岸更易受到开挖影响,表现为浅层岩石的滑移和位移,尽管这种位移幅度相对较小,但对工程安全构成严重威胁。因此,本研究提出了相应的工程治理措施,以确保桥梁和周边岩体的长期稳定性。具体措施包括加强对岩石结构面的监测,合理设计开挖方案,以及采用加固技术来减少开挖引起的不利影响。本研究的结果对大瑞铁路澜沧江大桥的安全建设具有重要意义,也可为类似岩体不稳定地区的桥梁建设提供宝贵的参考。

庆阳北石窟寺濒危岩体变形特征分析

危岩体发育会对石窟寺的稳定和游客安全造成威胁,利用变形监测分析石窟濒危岩体变形特征对岩体稳定性评估起重要作用。文章以甘肃庆阳北石窟寺为例,采用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)变形监测、测缝计和非接触式裂隙监测等技术,从北石窟寺分布区域地质体、石窟赋存崖体和洞窟关键块体三个尺度研究濒危岩体的变形特征。监测周期内,区域地质体上部位移呈突发性变化,连续降雨后产生5.2 mm的沉降,中部基岩出露部位位移遵循先缓慢增长后逐渐恢复的变化规律,变形量维持在±1 mm以内。崖体内构造裂隙底部变形量呈波动式上升,于次年1—2月达到全年最高值,且随着温度降低,裂隙中部变形速率大于底部。32窟内浅表性裂隙变形量在0 mm附近±2 mm范围内持续波动,无进一步扩张或闭合趋势。区域地质体变形与降雨有高度相关性,崖体变形与温度呈强烈负相关,洞窟关键块体变形也易受温湿度和人为扰动影响。目前三个尺度的岩体变形量均在小范围内变化,相互之间影响较小,无协同性。对濒危岩体变形特征的分析可为北石窟寺稳定性评估和预测分析工作提供数据参考。

煤矿塌陷区岩体变形稳定性研究

为了确保煤矿开采的安全,对煤矿塌陷区岩体变形稳定性进行研究。以具体的煤矿塌陷区为研究对象,分析了实验设备,主要包含压力机、自动采集系统与反力装置,并提出模拟开挖步骤与破坏机理分析过程。稳定性研究结果表明,当采空区长度超过28 m时,纵向位移增加,地面垂直位移随深度增大而减小;上采范围为200~270 m时,对岩体变形的控制难度加大,极易出现不稳定现象;顶部荷载在0.33 MPa之前,顶部测点、底测点及左测点的总位移无明显变化,而0.33 MPa以上时,总位移差异较大。

地下采区开采方法对边坡岩体变形的影响规律

在地下与露天复合开采的矿山中，由于露天边坡岩体位于地下采动影响区域内，致使边坡岩体受到两种采动的影响，其中不同的地下采矿方法影 响程度不同。为评价地下开采方法对 边坡岩体的影响，对抚顺西露天北帮边坡变形进行了分析，得出了地下采区不同开采方法对边坡岩体变形的影响规律，为该矿边坡岩体动态分析及类似矿山开采设计提供科学依据。

岩体变形模量随深度的变化关系

针对花岗岩，使用岩石力学参数管理系统ＲＯＭＥＤＡ（ＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓＤａｔａ）中的数据，推导了岩体变形模量随深度的变化关系，并把这种关系应用到三峡永久船闸边坡岩体变形模量的预测中。

岩体变形模量偏最小二乘回归与神经网络关联性研究

偏最小二乘回归不直接考虑因变量与自变量回归问题,而直接提取与系统有关的新的综合变量,并能利用交叉原理确定成分个数,尤其在分析单因变量与多自变量间关系上,其所得结果更为满意;人工神经网络具有自适应学习和记忆能力,尤其是3层BP网络模型。把这两者相关联,以岩体变形模量为因变量,岩石比重等7个因素为自变量,分析研究了焦作—晋城高速公路试验资料,所得拟合值与实测值误差最大为5.43%,较偏最小二乘法回归分析19.07%的误差好了许多。该方法为参数选取找到了一条新的途径。

单节理岩体变形与破坏过程中声发射能量的特征及意义

对含石膏夹层的单节理岩体模型单轴下变形破坏过程中的声发射事件全波形能量分析表明，声发射事件能量与变形过程密切相关，其分布反映破裂扩展尺度的分布，事件能量越大，对应破裂尺度越大，反之越小；破裂方式受节理角θ和夹层物质泊松比ν控制，θ小于ａｒｃｔｇ（０。７０７·（１一ν）／ν）时，Ⅱ型破裂为主，声发射能量集中在少数事件上，θ大于ａｒｃｔｇ（０．７０７·（１－ν）／ν）时，以Ⅰ型破裂为主，声发射能量分布相对分散。

水电工程岩体变形模量与波速相关性研究及应用

水电工程常常用原位岩体承压板法变形试验的变形模量E0与对应部位岩体的纵波速度VP之间的关系来确定大范围及深部岩体宏观变形参数,E0-VP的相关性与试点的地质代表性、测试方法、试验数量、选用的函数关系等有关。介绍建立E0-VP关系的试验方法及影响因素,以典型工程为实例,从试验数量、地质代表性、试验条件及函数关系4个方面研究E0与VP之间的相关性及对宏观变形参数的影响程度,分析国内10多个水电工程建立的E0-VP关系特点及一般规律。研究表明,在考虑主要影响因素后,建立的E0-VP关系具有一定的普遍性和适用性。对评价不同勘探阶段大范围岩体和深部岩体变形参数具有十分重要的工程意义。

基于因子分析的BP神经网络在岩体变形模量预测中的应用

岩体变形模量是研究岩体变形特性的重要参数,它对工程岩体稳定性评价与优化设计具有重要意义。本文提出了基于因子分析的BP神经网络预测岩体变形模量的方法。以西藏某水电站为例,在现场调查、室内外试验的基础上,建立了48组包括密度、吸水率、纵波波速、单轴抗压强度、岩块变形模量以及泊松比等因素的数据库,采用因子分析法对6个影响因素进行分析,可得3个公共因子,该3个公共因子作为神经网络的输入参数,采用BP神经网络进行预测。结果表明:利用因子分析法可降维输入数据,消除BP神经网络中由于输入数据太多而影响数据处理速度的缺陷;把因子分析法和BP神经网络结合进行岩体变形模量的预测,可使预测精度提高;该研究思路不仅对岩体变形参数的预测是一个有益的尝试,而且对类似岩土工程问题的预测也有借鉴意义。

基于GSI系统的岩体变形模量取值及应用

在分析岩体的变形特性时,岩体变形模量是一个非常重要的参数,一般要通过现场试验来确定。但利用现场试验直接确定岩体变形模量时,具有时间长、代价高以及试验结果可靠性差等缺点。E.Hoek利用地质强度指标GSI,通过大量现场试验数据的分析研究,建立一种新的估算岩体变形模量的公式。分析这种最新计算岩体变形模量的方法,并通过对岩体结构特征和结构面表面特征的定量描述,对GSI系统进行量化取值,特别对岩体体积节理数Jv的取值进行深入分析。最后通过实际工程的运用,研究应用这一方法的具体过程。最后通过与现场试验结果进行对比,分析这一方法的合理性。

水—岩化学作用对岩体变形破坏力学效应研究进展

水—岩化学作用对岩体变形破坏力学效应的研究涉及力学和化学两方面，也即为地球化学与岩体力学两个研究领域的交叉。针对水化学作用对岩体力学性质的影响机理，较系统地总结了该研究领域中的现状和研究新进展，分析了其研究方法，指出了今后的研究方向和主要研究内容，并认为此方面的研究将在工程地质学中占重要地位。

老采空区破裂岩体变形性质研究

废弃采空区破裂岩体变形是导致地表沉陷的主要原因。根据长壁采空区及其覆岩中采动次生结构面和结构体特征,将长壁采空区覆岩结构划分为四种类型。通过岩石碎胀与压实试验和相似材料模拟试验,研究了采空区破裂岩体碎胀与压密特征,指出了长壁采空区破裂岩体碎胀系数分布规律。

三峡工程永久船闸中隔墩岩体变形全过程测试研究

针对三峡永久船闸勘探设计阶段己有勘探平洞的布置特点，利用船闸二闸室中隔墩中部的８平洞主洞，在船闸开挖初期布置多点位移计测孔，实现了中隔墩岩体开挖过程中近４ａ的全过程监测。根据变形观测设施观测结果，对中隔墩岩体随船闸开挖的变形过程以及岩体的变形特征进行了分析，并将观测结果与数值计算结果进行了比较。最后，对中隔墩岩体的稳定性问题进行了讨论。

复合采动影响下边坡岩体变形机制的数值分析

在各类矿产资源的开采过程中，有许多矿区属地下与露天复合开采情况。依据采区的空间对应关系，两种采动影响域中的一部分相互重叠，致使其采动效应相互作用和相互叠加，从而组成一个复合动态系统。因此，边坡岩体变形机理更加复杂，与单一露天开采相比有较大的差异。然而，过去在处理此类问题时近似地按单一露天采动影响下的分析方法，结果与实际情况存在一定差异。为此，本文在数值分析与实际变形分析的影响上，研究地下与露天复合采动体系中边坡岩体的变形与破坏机理。