开挖条件下节理围岩特性及其锚固效应模型试验研究

本文通过堆砌大比尺结构模型并进行地下洞室分步开挖模型试验，研究节理对洞室围岩变形和破坏的影响及锚杆对节理围岩的锚固效应．试验应用ＣＣＤ画像处理法和光学照相法进行位移观测。

一种新的位移量测技术—CCD画像处理法

讨论了模型试验中各种位移量测技术的优缺点，介绍了一种新型的位移量测技术－ＣＣＤ画像处理法的基本原理和方法，并将其应用到小块体堆砌成的节理岩体断面模型试验中。该方法具有设备简单，操作方便对环境条件要求较低，自动化程度高，精度较高等优点。

开挖条件下节理围岩锚固效应的模型试验研

介绍了节理岩体中开挖洞室并加以锚固的模型试验。模型尺寸为180cmX140cmX15cm。共研究对比了14个不同工况。其变换因素为：两相互为正交的节理组具有不同倾角；不同节理间距；不同初始地应力和施加锚杆或不施加锚杆。结果表明，围岩变形主要受节理变形控制而垮落区则完全由开挖自由面与不连续面的不利组合所制约。岩锚可以显著地减少围岩变形和破坏。最后，用离散元方法对一个试验工况做了数值计算对比分析。

规则齿形不连续面的变形特性及其定量评价

以研究不连续面的变形特性为目的，采用双曲线函数作为描迷不连续面剪切位移曲线的本构式，讨论了表征剪切位移曲线形态的关键因素，即：公式中的系数A，B．根据系数A，B的物理意义，分析了它们与垂直应力比、不连续面的起伏角i以及不连续面的剪切面积之间的关系．同时，又将双曲线函数的模拟曲线与试验曲线进行了比较．由于模拟曲线能较为正确地描述初始剪切刚度以及峰值剪应力，使它能较为理想地表现剪切位移曲线，进而使该定量的评价方法具有实际的使用价值．

一个新的节理岩体力学分析模型及其应用

在节理岩体内建设地下空洞和隧道等岩土构筑物时，由于岩体变形的预测比较困难，设计时常只好采用经验的方法。本论文把节理岩体和锚杆加固后的节理岩体近似地作为等价连续体，提出了表现其力学特性的一个新的本构方程式。由于这一力学模型详细地反映了节理力学特性的影响和节理面同锚杆的相互作用，并可以在通常的固体力学范畴内进行处理，借助于有限元方法，有可能在工程实际中得到广泛的应用．