自膨胀锚固材料施工性能及长期稳定性研究

提出了自膨胀高强预压锚固技术,研究了其施工性能和长期稳定性.结果表明:锚固材料能提高水泥浆体流动度,延长浆体初凝时间,缩短浆体初、终凝时间差,利于施工.基于CT扫描试验,对比了锚固材料密实度及分圈层压力从外环区域到内环区域的变化规律,研究了其径向、环向的受力机制.在环向约束长期干燥条件下,间隔551d,锚固体CT数变化仅0.5%,表明其在该技术条件下的密实度能长期保持稳定;在长期浸水条件下,锚固体膨胀压力和锚杆极限抗拔力的变化均较小,膨胀剂掺量为15%的锚固体锚杆极限抗拔力的变化仅0.9%,表明该技术条件下的极限抗拔力能长期保持稳定.

丹巴水电站引水隧洞开挖洞型洞距优化及围岩变形规律研究

基于横观各向同性及理想弹塑性模型,应用FLAC3D软件,针对引水隧洞开展不同开挖洞型(圆型、城门洞型、四心圆马蹄型和平底马蹄型)的数值模拟分析,得出圆型开挖断面为最优断面;基于洞径为16 m的圆型开挖断面,分析得到,在保证隧洞不会因邻洞局部失稳而导致隧洞群整体失稳破坏情况下,相邻开挖隧洞允许的极限安全间距为45 m;最后,选定600、800、1 000和1 200 m埋深下模拟探洞实测情况,得到洞径为16 m的圆型断面,在掌子面上下半部分开挖,推进至1倍洞距时围岩变形破坏速率较大的演化规律,该段是开挖重点防护的开挖阶段,可为后期施工提供参考。

基于各向异性模型的引水隧洞围岩稳定性研究

以丹巴引水隧洞石英云母片岩为对象,研究了岩体各向异性特性及开挖卸荷作用对围岩稳定性影响。针对石英云母片岩横观各向同性特性,将Adina中Hill48各向异性模型转化为用Lankford系数描述的横观各向同性模型,从而用泊松比描述各向异性系数,并根据试验结果对模型进行修正,使计算结果更为准确。为考虑岩体各向异性特性下的高埋深高地应力隧洞开挖卸荷作用,提出了一种针对层状岩体变形参数的卸荷弱化方法,应用该方法可得到各自方向的卸荷参数,减少按参数折减法的人为主观性对结果的影响。建立地应力场中3个主应力方向与模型边界垂直模型,并利用在垂直边界施加与3个主应力等值面力的建模方法,极大简化了传统构造地应力场的工作量。将数值模拟结果与实际监测结果进行对比,得出塑性区、应力区与试验洞下游侧边墙位置的岩层鼓胀断裂现象有较好的吻合,说明计算模型的准确性。

变频变峰正弦波作用下砂岩加卸载与位移速率互推及能量模拟研究

以RMT-150C岩土试验系统为研究平台,中细砂岩为试验对象,对比分析在0.1 Hz、0.2 Hz正弦波加、卸载条件下,E(t)=a·f(t)+b拟合关系式中a值和b值的变化规律及在毫秒级变形速率模拟基础上,分析该岩体内部能量变化规律。结果表明:在相同加载fmax条件下,循环载荷频率越高,中细砂岩压密程度a值越低,而对常数项b值无显著影响,并且较高荷载峰值下,a值和b值随荷载峰值呈线性变化规律,这样可预测其余破坏峰值以下的a值和b值;在载荷峰值为32~96 kN的区间内,岩样压实比(卸载段a值/加载段a值)均在2左右波动,说明岩样内部加载时的压缩性能和卸载时的回弹性能有明显相关性。然后,给出了在位移和力两种控制模式下,砂岩加、卸载速率和毫秒级位移速率互推公式,通过计算位移速率和实测位移速率的比较证明该公式的合理性。最后,在毫秒级变形速率模拟基础上,给出能量计算公式,对比分析岩样能量吸收、释放前后数值,结果表明该能量公式能够准确模拟实际砂岩内部能量变化规律。

降雨及库水位联合作用下滑坡稳定性评价与治理措施合理性研究

针对某库岸滑坡受极值降雨和水位调控方案的影响,运用Geo～Studio分析软件对不同工况下的滑坡进行稳定性计算,确定出滑坡最不利工况条件,通过以最高性价比作为滑坡最佳加固措施的方法,对抗滑桩、削坡减载和锚杆三种设计治理方案进行综合评定,最终确定性价比最高的方案对滑坡进行治理。研究表明:某库岸滑坡为动水压力及降雨型坡,其最不利条件为145m上升至175m过程+3天100年一遇强度降雨,针对此工况下的抗滑桩、锚杆及削坡减载三种支护措施,综合考虑下削坡减载设计为该库岸滑坡最合理有效的治理方案,削坡面积301.7m^2,并可为其他滑坡监测及治理设计提供技术支撑。

多级循环加卸载作用下砂岩变形规律试验研究

以RMT-150C岩石力学试验机为试验平台,对砂岩岩样开展低频多级循环加卸载试验,研究得到了不同频率下当加载力峰值大于破坏荷载的28%时,表观弹性模量E(t)与即时载荷f(t)呈线性关系;同时对该关系中压密系数a、变形系数b进行拟合,得出随加载力峰值增大,a值递减、b值递增的变化规律。基于该规律,提出了一种通过有限加卸载循环下的试验数据预测任意屈服前加卸载峰值下的应力应变曲线的方法;并给出了变频变峰下岩样位移变形速率的预测公式,同时根据该公式对岩样位移速率峰值点时刻进行了预测。由该预测值与加载力峰值和实测位移变形速率峰值时刻值的对比,指出岩样循环加卸载中存在的"错峰"现象也是力位移存在不同步性的体现。

太平顶景区悬崖稳定性及防治措施研究

本文以某工程为例,结合现场勘查、理论分析和FLAC 3D数值模拟在各工况下对悬崖整体稳定性进行评估,研究表明在未加固条件下,工况2为最危险工况,崖体有可能出现局部失稳,但各工况下崖体整体稳定性较好,悬崖大区域是稳定的;从悬崖局部模型稳定性分析可得,在悬崖边缘1m范围内,不能建造建筑物;在悬崖边缘15m范围内无需对崖体进行支护,便可建造建筑物;研究最终表明虽然崖体现状稳定,但安全储备不足,存在局部失稳的可能,针对此,给出4种加固防护方案,从而保证悬崖整体具有较高的安全性。

三峡库区高陡边坡崩塌机理分析与治理

三峡工程作为一项世纪工程,曾经创下多个世界之最。但是,随着一段时间的运营,高陡边坡崩塌现象严重,为了使三峡工程更好造福于人民,需要做好高陡边坡崩塌治理工作。基于此,文章通过阐述三峡库区高陡边坡崩塌模式及形成机理,分析引发三峡库区边坡发生崩塌的因素,同时提出治理三峡库区高陡边坡崩塌的具体措施,为组织开展高陡边坡崩塌治理工作提供参考。

土层自膨胀锚固体不同膨胀剂掺量试验研究

为了提高锚杆支护结构的极限抗拔力,研发了一种掺入较多HCSA型膨胀剂的自膨胀式扩体锚固体,并阐明了其极限抗拔力提升机制.但自膨胀式扩体锚固体在低刚度的土体中的极限抗拔力提升效果以及施加不同覆土压力下的极限抗拔力的提升效果正处于研究之中.试验选取硬塑性土体,分别施加不同覆土压力,采用不同锚固长度锚杆,测试锚固结构抗拔力和膨胀应力的演化规律,并建立应力、抗拔力与膨胀剂掺量的关系,然后推导出在各向同性的初始地应力中应力与锚杆长度的预测公式,以及验证径向膨胀力对极限剪应力提升的关系.该研究能为自膨胀锚杆在土体支护上提供支持,验证现场试验的有效性.