长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室鼎力支撑世界第一蓄--河北丰蓄电站地下厂房科技项目通过年度审查

2019年12月24-26日,长江科学院(以下简称"长科院")水利部岩土力学与工程重点实验室(以下简称"岩土重点实验室")数值计算学科主任黄书岭教授级高级工程师和张雨霆博士,应邀到河北丰宁抽水蓄能电站参加"大型地下洞室群岩体流变特性及长期稳定性研究科技项目"的年度成果汇报和审查会。长江勘测规划设计研究院牟春来教授级高级工程师、武汉大学严鹏教授和中国科学院武汉岩土力学研究所张传庆研究员作为特邀专家参加此次审查会。会议由河北丰宁抽水蓄能有限公司组织召开,丰宁公司陈磊部长主持。

长江科学院水工岩石力学与工程应用研究进展

结合长江科学院岩石力学专业10余年来已有研究成果,综述了长江科学院在水工岩石力学与工程应用研究的新进展,包括基础理论与数值方法、岩石力学试验方法与技术、岩体地应力测量技术与地应力场、岩体地球物理与超前探测技术、岩体及结构锚固与加固技术以及在岩体工程中应用与实践等方面。叙述了在认识岩体、利用岩体和加固岩体过程中,水工岩石力学未来面临的持续挑战。最后指出未来研究的核心问题,包括岩石力学的非线性属性问题、连续-非连续介质力学问题、跨尺度力学特性评价问题、多场耦合问题以及高地震烈度动力条件岩石力学研究等。

长江科学院承担的吉林省引松供水工程内径5.1m的超大型预应力涵现场原位试验圆满成功

2018年11月25日从吉林传来捷报——由长江科学院副总工程师、水利部岩土力学与工程重点实验室主任邬爱清教授级高级工程师负责的吉林省中部城市引松供水工程内径5.1m的超大型预应力涵原位试验项目完成了最后的填土压水工况试验,项目组全体同志克服重重困难,连续奋战17个月,终于取得圆满成功。在高纬度严寒地区成功开展高水头(60.2m)、超大型(内径5.1m)的预应力输水涵的原位试验在国内为首次。

北京大学计算力学专家袁明武教授来长江科学院作学术交流

2016年9月5日,北京大学袁明武教授和孙树立博士一行来长江科学院（以下简称长科院）作学术交流。此行目的在于深入了解长科院强势学科岩土工程和计算力学方面的相关研究成果,以期能够寻求合作契机。长科院副院长林绍忠,水利部岩土力学与工程重点实验室主任邬爱清、总工程师朱杰兵、首席科学家美籍华人石根华先生等接待了袁教授一行。

国际计算力学专家Andrew Chan教授来长江科学院作学术报告

2016年1月20日，澳大利亚塔斯马尼业大学工程与计算机学院院长，国际计算力学专家Andrew Chan（陈衍昌）教授来长江科学院作了题为“动力饱和土和孔隙流体相互作用的数值模拟”的学术报告。

长江科学院土工离心机的应用与发展

土工离心机是研究复杂岩土工程问题的大型专用设备,长江科学院(以下简称长科院)早在20世纪80年代建成了当时国内最大的总容量300 g-t、有效容量180 g-t的土工离心机,为我国离心机研制和离心模型试验技术的发展奠定了重要基础。简要总结了国内外土工离心机的发展历史,介绍了长科院第一代土工离心机的研制过程和意义,回顾了第一代离心机所开展的重要研究工作及所取得的成果;详细叙述了长科院第二代土工离心机的研制过程和性能。在此基础上,对近期完成的几个离心模型试验成果进行介绍,并通过多项试验研究验证了试验系统的可靠性。

长江小南海水利枢纽坝基弱风化岩体工程力学性质研究及可利用探讨

小南海水利枢纽为长江上第三座大Ⅰ型水电工程,坝基为典型的红层软岩,岩体风化层次分明。坝基覆盖层及强弱风化带平均厚约18m,其中弱风化带平均厚约6m,若全部挖除,相当于总开挖深度的1/3,开挖工程量巨大。从坝区大范围岩体波速的分布、工程岩体质量分级、岩体变形特性及强度特性等方面对比研究弱风化岩体与微风化岩体的差别,探讨弱风化岩体作为建基面的可能性。本阶段的试验研究结果说明,弱风化与微风化岩体均为IV级,弱风化岩体的岩石力学参数与微风化岩体差别不大,具备作为建基面的工程力学条件。

长江科学院土工科研60年

简要地回顾了长江科学院土力学与工程专业60年来成长、发展、成熟的历程;介绍了土工研究所从事的主要工程研究项目及为长江治理和开发以及我国土工工程建设所作的贡献;叙述和评价了土工研究所在学术研究上的主要领域和成就,以及在土力学学科发展方面的贡献,最后对长科院土工专业的特点和研究风格作了述评。

长江科学院专家、学者参加第十二届国际非连续变形分析研讨会并分别作相关报告

第十二届国际非连续变形分析研讨会（ICADD-12）于2015年10月17～19日在武汉隆重举行．来自世界7个国家的100多位学者参加了会议。DDA和数值流形法创始人、长江科学院非连续变形分析研究中心首席科学家石根华教授、中心主任林绍忠教授、副主任邬爱清教授、苏海东教授、张奇华教授、徐栋栋博士等参加了本届研讨会。

长江科学院派员参加第五届全国水工抗震防灾学术交流会

2015年11月6～8日，由中国水力发电工程学会抗震委员会主办，三峡大学象办的第五届全国水工抗震防灾学术交流会在湖北宜昌召开，会议主要研究讨论了水工结构抗震学科的薪发展。长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室计算学科卢波教授级高级工程师、张雨霆博士，土工学科杨听光博士及材料与结构研究所工程结构室陈琴主任参加了会议。

锦屏工程地质力学模型坝基岩体新型材料研究

相似材料是地质力学模型试验成功的关健。在参考前人研究成果的基础上,根据相似材料配比遵循的原则,通过大量的试验,研制出了材料重度可调范围大,抗压强度和弹性模量低,性能稳定不受温度和湿度的影响,且无毒害、价格便宜、制作工艺简单,能够较为精确地模拟锦屏工程实际岩体的模型材料,其研制方法正确,试验结果可靠。

三峡工程岩石力学研究50年

在搜集和整理三峡工程岩石力学历年科研成果的基础上,综述三峡工程50 a来的岩石力学研究工作和成果,包括三峡工程兴建与中国岩石力学学科诞生的关系、三峡工程岩石力学4个研究阶段与相应研究内容、岩石力学研究为三峡工程所解决的8个主要工程问题以及受三峡工程问题的推动,岩石力学学科在理论和技术上所取得的主要成就。

南水北调中线工程若干土力学问题研究

介绍了长江科学院为南水北调中线工程所开展的土力学问题研究工作,重点阐述了大型穿黄隧洞土力学问题和膨胀土渠坡稳定问题及处理技术的研究情况和成果。这些成果不仅对南水北调中线工程的顺利建设和可靠运用十分重要,而且对其它类似工程也有重要参考价值。

深部岩石工程力学特性及地应力测试研究综述

伴随中西部高山峡谷区水电及交通等工程的建设,与之相关的地下工程多呈现出超长、大埋深、高地应力、高外水压等特点,由此引发对深部岩石工程的岩石力学特性及地应力测试等科学问题的重视。简要综述了深部岩石试验技术、高应力复杂应力路径下的岩石力学特性、深部岩石的流变特征、深部围岩的质量分级与评价、地应力测试与分析等方面在过去10余年的进展,并对上述科学问题及后续研究重点进行了展望。

边坡岩体风化卸荷特征研究及在姚家坪水利工程中的应用

姚家坪水利枢纽工程两岸边坡稳定性研究内容包括边坡卸荷带划分和卸荷岩体质量评价2部分。通过采用小排列折射波法,有效消除了试验平洞开挖后形成的岩体松动区对边坡卸荷带划分的影响,获得了边坡内部与风化卸荷有直接关联的未扰动层原岩波速;根据平洞地质素描和波速测试资料分析高边坡岩体卸荷带的风化卸荷特征;按照国家工程岩体分级标准,根据平洞波速和室内岩石力学试验求取卸荷区岩体的BQ值及其分布规律,最终达到了充分了解和掌握该工程边坡岩体稳定条件的目的。

钻孔弹模法在三峡工程岩体力学特性中的应用研究

钻孔弹模技术可以快速测得深部岩体的力学参数(变形模量及弹性模量),也可用来检测工程岩体灌浆加固的效果,无疑具有不可替代的优势。阐述了钻孔弹模仪结构、测试方法及其在三峡工程中的应用结果,实践表明了该设备在岩体自身的力学特性测试、岩体开挖卸荷带划分、和岩体灌浆质量检测等方面的有效性。

复杂地质条件重力锚岩体力学试验及工程应用

研究目的:重力锚地基岩土体力学参数是抗滑稳定分析(或复核)的重要依据,本文在香丽高速公路虎跳峡金沙江大桥重力锚基坑底面,选取7个具有地质代表性的岩土层进行现场力学试验,以获得承载力、基底摩擦系数等力学参数。研究结论:(1)碎石土夹块石体承载力特征值119 kPa、基底摩擦系数0.44,强风化千枚岩承载力特征值508 kPa、基底摩擦系数0.35,劈理密集带基底摩擦系数0.45,均不满足设计要求;(2)基础右侧劈理密集带承载力特征值719 kPa、基底摩擦系数0.95,劈理密集带承载力特征值为720 kPa,中风化砂质板岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数1.22,中风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值1.44 MPa、基底摩擦系数0.65,强风化砂质板岩夹千枚岩承载力特征值719 kPa,均满足设计要求;(3)对不满足设计要求的碎石土夹块石体、强风化砂质板岩夹千枚岩地基,采用开挖换填混凝土、固结灌浆等措施进行加固,再通过复核重力锚的抗滑稳定系数;(4)本文研究成果可为复杂地质条件下重力锚的安全稳定运行提供参考。

锦屏大理岩加、卸载应力路径下力学性质试验研究

地下岩体开挖卸荷应力路径不同于加载应力路径,由此引起的岩体强度、变形特征和破坏机制也不尽相同。针对锦屏二级水电站引水隧洞群围岩赋存于高地应力环境的特点,对其中3#引水隧洞大理岩开展单轴加、卸载以及三轴压缩和高应力条件下的峰前、峰后卸围压等4种不同应力路径力学试验,得到了的应力–应变全过程曲线、变形破坏特征和主要力学参数的变化规律。试验研究结果表明:(1)建立在岩样单轴逐级等量加、卸载应力路径下的回滞环面积递减,尤以屈服阶段的卸载对应变影响最大;(2)不同围压下岩样三轴压缩全过程试验结果表明,当围压达到40 MPa时,应变软化特性转化为理想塑性,可以认为该值为锦屏大理岩脆-延转化点;(3)对比以上不同应力路径下的强度准则方程以及峰前、峰后黏聚力和内摩擦角,相同初始应力条件下,岩石卸载破坏所需应力变化量比三轴压缩破坏情况下对应的应力变化量小,说明岩石卸载更容易导致破坏;(4)在变形破坏机制方面,由于峰后比峰前卸围压塑性变形大,岩样塑性变形已吸收较多的弹性变形能,其脆性特性受到抑制,因而不像峰前卸围压破坏具有突发性,岩样由张性破坏过渡到张剪性破坏;(5)根据大理岩岩样加、卸载破坏断口SEM扫描结果,从细观角度验证了脆性岩石在不同路径下微观剪断裂破坏机制。总之,以上研究结果揭示了锦屏大理岩加、卸载应力路径下力学特性差异,对解决工程实际问题具有重要的参考价值。

砂岩三轴卸荷力学特性试验研究

基于三轴卸荷破坏试验,分析研究砂岩在卸荷应力状态下的应力-应变及破坏特征。试验结果表明:岩体卸荷破坏时脆性特征非常明显,相比于加载破坏,卸荷破坏更加突然和剧烈,岩体破碎程度更高;卸荷过程中轴向变形随围压降低不断增加,在开始卸荷阶段增加较慢,当卸荷量达到一定值后,变形突然增大,很小的卸荷量就会引起较大的变形。根据卸荷过程中岩体应力-应变曲线变化特征,将卸荷量作为重要参量,假定岩体在卸荷损伤屈服阶段符合Griffith屈服准则,接近极限破坏强度时符合Hoek-Brown屈服准则,认为卸荷造成岩体屈服发生塑性变形后,岩体卸荷条件下的屈服函数随卸荷量在Griffith准则和Hoek-Brown准则间呈线性变化,推导考虑卸荷应力状态的弹脆塑性力学模型。

超大跨度悬索桥隧道锚承载特性的岩石力学综合研究

针对四渡河特大桥宜昌岸隧道锚承载特性问题,采用基于岩石力学的综合研究方法,从围岩地质与力学特性、隧道锚1∶12实体模型试验及隧道锚承载特性数值分析等方面,对隧道锚与围岩岩体变形机制、时效特征及超载安全性等方面开展系统研究。结果表明,通过岩石力学试验及基于实体模型试验获得的隧道锚围岩弹塑性及流变参数符合实际;在设计水平下,隧道锚锭围岩变形在mm级水平;隧道锚极限抗拉拔力≥7.6倍设计载荷,满足锚固安全系数>4.0的设计要求;实桥隧道锚碇的长期安全系数≥2.6。通过工程实际施工过程中的监测实施,对研究成果和结论的合理性进行验证。研究技术路线及成果可供山区类似桥梁建设借鉴。