结构面剪切流变及其长期强度试验研究

针对某电站典型代表性的岩层,进行室内岩石剪切流变试验,对岩块在剪切变形过程中的流变特性进行深入研究,选取扩展的 Burgers 模型建立流变方程,用 MATLAB 工具函数 fminsearch 拟合试验得到的μ-t 非线性函数流变曲线,确定岩体结构面的流变参数,并根据剪切流变试验确定其长期剪切强度。相对瞬时剪切强度,用长期强度进行设计更能保证工程的安全。

西龙池抽水蓄能电站地下厂房随机块体稳定性分析

基于三维裂隙网络模拟技术和块体理论,对山西省西龙池抽水蓄能电站地下厂房进行了随机块体的稳定分析与预测。验算了系统锚喷支护对不稳定块体的支护效果,论证了不稳定块体的加固措施和支护参数的合理性,为工程设计和施工提供了可靠的依据。

基于模拟退火算法的边坡稳定分析方法

岩石边坡开挖中存在大量的随机结构面,结构面与岩桥的组合破坏是边坡破坏的一种重要形式。如何确定抗剪强度最小的滑裂面是边坡工程中的重要研究方向。在岩体结构面调查统计基础上,运用随机网络模拟的方法得到边坡的裂隙网络图像,在此基础上应用模拟退火算法,搜索出边坡由结构面与岩桥组合形成的潜在最危险滑裂面的位置,将结构面组合滑动面与Sarma分析方法结合,形成一种改进的分析岩石边坡稳定性的方法——Sarma-SA分析法,通过一工程实例验证了该方法的合理性。

层状岩体开挖洞室围岩块体稳定分析及锚固方法

由于层状岩体的稳定性受层面控制,在该类岩体中进行开挖常常导致块体的失稳,给工程建设带来巨大的危害。本文从层面与结构面组合形成的块体系统稳定性分析入手,运用改进的块体理论,进行了块体稳定分析程序的开发,对定位、半定位块体的系统稳定性分析方法进行了探讨。以西龙池抽水蓄能电站地下厂房为例,对围岩中的块体进行了系统稳定分析。通过实际开挖验证,表明了分析结果的合理性,开发的程序可供同类工程参考使用。本文所提出的方法可为地下工程施工期的超前预报、围岩的系统锚固支护设计提供重要依据。

承压板法变形试验方法的适宜性研究

承压板法变形试验根据承压板的刚度分为刚性承压板法和柔性承压板法,两种试验方法的适用范围在规程中均有相应的规定。对于完整和较完整类岩体而言,这两种试验方法均适用,但具体测试时究竟采用何种方法存在着争议。从两种试验方法的理论模型、现场实际测试和数值模拟入手进行研究,研究结果表明:完整坚硬类岩体适宜采用柔性承压板法。

糯扎渡电站溢洪道边坡稳定分析及系统锚固方法

糯扎渡水电站位于云南省思茅市境内,是澜沧江流域开发中具有十分重要意义的工程。设计土石坝方案的溢洪道开挖边坡的稳定性关系到该方案的合理选择。通过对溢洪道附近的平硐与露头的野外调查,获得了1400余条结构面的详细信息,在岩体结构面统计基础上,运用随机网络模拟的方法得到了溢洪道开挖边坡的裂隙网络图像,分析了岩体结构面的连通率,采用Hoek和Brown提出的GSI体系,对岩体质量进行综合定量评价,在此基础上,提出各高边坡岩体力学参数的综合指标。应用模拟退火算法,搜索出边坡潜在的最危险滑裂面的位置,并运用Sarma法分析了开挖边坡的稳定性,提出各个边坡稳定性的分析评价成果以及建议的边坡系统锚固措施。

确定软岩地基桩基承载力参数的新方法与应用

南水北调中线一期工程输水总干渠第三系软岩地基占线路总长的68%,桩基数量为国内外土建工程之最。由于软岩具有易扰动性的显著特征,软岩地基和桩基力学参数获取的手段单一并存在欠陷,导致参数取值的不确定性,在此情况下,带来设计指标估计有较大富余,对工程投资影响巨大。因此现阶段研究软岩地基桩基承载力特性工作显得尤为迫切。文章介绍了采用模拟桩极限侧阻力试验、自平衡试桩法等获取参数的新方法以及其成功应用工程的实例;并简要介绍了离心机模拟试验、计算机数值仿真技术、桩基动力检测方法以及提高桩基承载力的新方法。建议不失时机地将这些新方法应用于设计和施工方案的优化,控制基础的不均匀变形,缩短工程周期,减少设计变更。

水布垭大岩淌滑坡岩土力学参数试验研究

大岩淌滑坡治理工程稳定性复核,通过现场大型直剪试验和现场原状样直剪试验,采用统计分析和工程经验类比的方法,选定对滑坡稳定分析最具敏感性的岩土力学参数C,φ值。试验成果的合理分类及成果整理的标准化为选用参数的基础,采用二维数组变异系数计算公式,配套统计修正系数法计算参数C,φ的标准值,其使用的统计意义清楚,实际应用效果较好。

高陡边坡灌浆岩体变形模量测试及评价

现场原位变形试验能准确获取岩体的变形模量,是评价岩体灌浆加固效果的有效方法。我国西南山区山高谷深、地形险要,复杂的地形和气候条件使得在边坡表面开展原位变形试验极为困难。为此提出了高陡边坡原位变形试验与测量方法,分析了应力传递深度对变形试验结果的影响和温度变化引起的变形测量误差的计算公式。以某水电站高边坡为例,选择含平行结构面的不同质量岩体,对其灌浆前、灌浆后及强化灌浆后的变形模量进行测试,得到结论如下:①固结灌浆对高质量岩体变形模量的提高效果不明显,而低质量岩体在灌浆后、强化灌浆后变形模量可分别提高22%和38%;②结构面充填胶结后,会对两侧岩块变形起到约束作用,类似增加中间主应力提高岩体变形模量的效果,沿结构面走向方向的岩体变形模量也会明显提升。

宜攀高速金宁段库岸再造灾害特征研究

宜攀高速金宁段全长100余km,全线位于新建和在建的巨型水电站库区,库岸再造问题对线路工程影响突出。类似复杂条件下超长线路工程库岸再造的影响及评价工作缺乏工程借鉴。首先对沿线地形地貌、地层岩性、地质构造、岸坡结构、水文气象等影响库岸再造的因素进行调研和区划,然后采用定性判断和定量分析相结合的方法对沿线岸坡现状稳定性进行评价和区划。在此基础上开展相关性分析,研究库岸再造灾害主控因素、发育特征及规律,据此对线路工程可能遭遇的库岸再造灾害影响进行综合评价和区划。结果表明:①地层岩性是影响库岸再造灾害发育的主控因素;②蓄水对岸坡稳定性影响明显;③沿线大规模滑坡主要发育在软岩顺向坡部位。研究成果为金宁段线路工程规划及设计提供了依据,也可为今后类似工程建设提供借鉴。

刚性承压板中心孔法变形试验设备和方法

传统的刚性承压板变形试验方法无法解决层状岩体的变形特性问题,而分层弹模计算方法则可以通过一次试验求得不同岩层的模量,因此,需在传统的承压板法变形试验基础上发展一种新的与分层弹模计算方法相匹配的层状岩体承压板法变形试验方法,即刚性承压板中心孔法变形试验。刚性承压板中心孔法变形试验设备以传统的刚性承压板法试验设备为基础,通过比选,以承压板直径535mm,中心孔直径79mm,多点位移计钻孔直径76mm,埋设4个锚头为宜。刚性承压板中心孔法变形试验方法及操作步骤应同时满足《水利水电工程岩石试验规程》(SL264-2001)第6.1和第10.2章节相应条款的技术要求。

1∶10隧道锚缩尺模型的变形及应力特性

在隧道锚现场缩尺(1∶10)模型试验中,通过多点位移计监测锚碇及围岩的变形,通过应变仪监测锚碇的应变,通过声发射监测锚碇及围岩变形发展过程,然后,对监测到的变形、应变与锚碇及围岩的声波特性进行对比分析,并结合三维数值模拟预测成果,确定隧道锚模型的变形及应力特性。研究结果表明,当荷载小于5.8~7.1 MN时,锚碇模型处于弹性变形阶段;当荷载小于19.5 MN时,锚碇模型处于弹塑性变形阶段;当载荷大于19.5 MN且小于23.7 MN时,锚碇模型处于屈服阶段;当载荷大于23.7 MN时,锚碇模型处于流变阶段。且根据塑性区的发展变化,可判断隧道锚最可能的潜在滑移面是锚碇下部与岩体之间的接触面;其次,后锚面的上部岩体有可能因拉应力过大而导致隧道锚失稳。

某核电工程地基岩体变形参数取值方法研究

为研究岩体非线性变形特征对核电站地基变形参数取值的影响,以某核电工程为例,通过精细控制的室内大试块单轴压缩试验,揭示地基岩体的非线性变形特征,对比6种不同手段获得的地基岩体变形参数,表明室内岩石试验、钻孔弹模试验由于试验和取值时应力水平高于实际工程应力,所得变形参数偏高;声波波速类比法、岩体质量分级估测法获得的变形参数与以往水电工程应力水平相匹配,直接应用于核电工程也会出现偏差;现场岩体承压板变形试验、依据监测资料开展反演分析获得的地基岩体变形参数更接近真实值。针对核电工程实际情况,建议改进室内岩石试验、钻孔弹模试验方法,建立核电工程领域试验、检测、监测信息数据库,针对重要工程和条件复杂地基,加强现场承压板试验和监测工作力度,在编制核电行业试验规程时,重视对试验应力水平的限定。