考虑岩体劣化的大型地下厂房围岩变形动态监测预警方法研究

针对大型地下厂房洞室开挖后围岩力学参数发生劣化的事实,以及大型地下厂房允许变形无相关规范参考的缺陷,在分析地下厂房围岩失稳机制基础之上,基于强度折减法思想,提出大型地下厂房围岩劣化折减计算方法,建立围岩变形的动态预警路线体系。该体系应用屈服接近度指标确定围岩的劣化区域,折减劣化区域内的变形模量、凝聚力及抗拉强度值,在折减计算过程中依据围岩的变形、劣化区体积、释放能量三者之一发生突变作为围岩失稳判据,获得围岩失稳的变形预警值,并与现场变形监测值对比分析,从而实现围岩稳定状况的快速判别。地下厂房实例分析表明,该方法可为洞室稳定性判断提供定量依据,较好地满足了地下工程建设需要。

岩堆体边坡稳定性的三维数值模拟分析

结合云南溪洛渡水电站专用线典型边坡工程,探讨和构建了复杂岩堆体的三维计算模型,讨论了其岩土指标取值和计算参数,运用三维快速拉格朗日差分法软件FLAC3D对复杂岩堆体K20段边坡进行了三维数值模拟计算,并将计算结果进行了后处理分析。根据计算结果系统分析和比较了边坡施工处理前后不同工况下,K20段边坡的稳定性,比较分析了抗滑桩、锚杆、降雨等对该段公路边坡稳定性的影响。根据稳定性分析结果,给出了溪洛渡水电站专用线该段边坡稳定性的安全评价及处理意见。

基于DDA方法的滑坡稳定性预测

应用距离判别分析(DDA)方法,将影响滑坡失稳的外形特征、滑面特征等4项内在因素和河流作用、暴雨强度等5项外在因素作为判别因子,建立了滑坡稳定性预测的距离判别分析模型.以国内典型滑坡工程发生失稳的实测资料作为学习样本进行训练,建立相应判别函数,对待判样本进行预测.结果表明距离判别分析模型预测性能良好,预测精度高,回判估计的误判率为零,是滑坡稳定性预测的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广应用.

地应力场下岩体爆体的数值模拟

建立了地应力作用下岩体在爆炸荷载作用下的运动微分方程,并对岩体中的地应力采用隐式分析方法,对爆炸的高速动载作用采用显式分析方法,通过隐式-显式连续求解完成地应力作用下岩体爆炸的数值模拟。数值算例结果表明,近爆腔处,较低的静应力场与较高的动应力场作用时爆炸动态应力波占主导地位,初始应力对爆破应力波影响较小。在远离爆腔处,高地应力存在改变了爆破应力波的传播规律,对爆炸岩体有很大影响。

变角度空间的岩块滑落试验及结构面参数反演分析

本试验以东北大学自行研制的变角度空间块体滑落试验平台为基础,模拟不同性质岩块的滑落过程.通过采集岩块滑落的二次角度数据,应用极限平衡法和向量法对单面滑动、双面滑动及空间的滑落角度作了理论分析.根据已破裂的结构面,运用摩尔库伦理论对其力学参数进行了反分析.试验结果表明单面滑动与双面滑动的分界角度在40°至50°之间,单面滑动角度增幅较小;块体与结构面间的黏聚力随砂浆等级的提高而增大;力学参数的反分析可为块体稳定性提供一定的理论基础.

楔块滑落试验分析及其判别方法

利用自行开发研制的试验平台,基于大量实验室岩石楔块滑落试验结果,提出了极限平衡状态时楔块滑落与否的判别新准则.通过对楔块滑落过程及其极限平衡状态的研究,得到不同条件下描述楔块滑落状态的β-α(倾斜角-旋转角)关系曲线的函数方程.定量分析了岩体结构面参数(产状、粗糙度系数JRC)对所提函数方程中相关系数取值的影响,给出了利用楔块粗糙度系数JRC与结构面交角ω求β-α函数方程的方法.

变角度空间块体滑落模型试验及其稳定性分析

工程岩体被不同产状类型的结构面切割,在空间上形成嵌固的块体。在边坡和隧道开挖过程中,由于受到工程扰动,某些块体将失去原有的静力平衡状态,成为关键块体,并沿着结构面滑移,导致局部塌落,进而产生连锁反应,造成一定范围内岩体的局部失稳。针对关键块体在不同角度的滑落及稳定性问题,本试验利用东北大学自行研制的变角度空间块体滑落试验平台,通过制备楔体实物模型,分别选取大理岩和水泥砂浆块体,模拟块体与结构面的相互关系,并研究滑落规律和范围,通过极限平衡法计算块体的稳定性。试验结果表明,块体滑落的倾斜角与试验模型旋转角之间有一定的联系,块体滑落的角度和理论计算的安全系数基本相符。

卵砾石地层钻探孔壁稳定性分析

卵砾石地层是地质钻探中较难穿越的一种地层。文章首先分析了卵砾石地层中钻进孔壁失稳的主要表现,然后从孔壁压力失衡、泥浆压力激动、地层水化及冲刷作用、其它工艺因素等四个方面分析了卵砾石层孔壁失稳的原因,最后提出了卵砾石层钻进时使孔壁稳定的措施。

环境岩土工程若干问题浅析

在总结近年来环境岩土工程研究成果的基础上 ,从环境岩土工程的学科形成及发展现状、定义、研究内容及任务、特点及其研究课题等方面进行了分析 。

三峡工程永久船闸中隔墩岩体稳定性研究

运用离散单元法(DEM)与有限单元法(FEM)等数值模拟方法,全面地对长江三峡工程永久船闸二闸室至三闸首部分的中隔墩岩体分别在施工期和运行期的应力分布、变形规律进行了模拟研究。综合分析结果表明:垂直于闸室轴线的水平位移在开挖完成后基本处于稳定状态,而在运行期有所减少;平行于闸室轴线的水平位移总体向下游发展;而垂直方向的位移先表现为回弹,后发生沉降。在中隔墩中上部位出现拉应力区,拉应力值一般小于0.6MPa。

深层开采诱发的岩爆分析

针对深层开采岩爆灾害现象,分析了深层开采中的岩爆影响因素,介绍了其常用的预测方法和研究理论,阐明了深层岩爆的防治措施,使得岩爆造成的灾害尽可能降低。

岩体稳定性分级研究综述

在初步分析岩石分级发展概况的基础上，归纳总结了历史上有一定影响和目前正在发展中的岩体稳定性分级方法。并在对各种方法进行优缺点分析和比较的基础上，探讨了岩体稳定性分级今后可能的废展方向。

层状岩体在岩土工程中的研究

层状岩体结构在自然中广泛存在,涉及到的工程也方方面面,从研究的技术问题、岩体结构特征和研究的方法,初步探讨层状岩体在岩土工程中的研究。其思维方法对工程有一定的借鉴。

基于工程岩体内摩擦系数等效模型数值试验

岩体是由许多结构面组成的复杂结构体,受到剪切破坏时常有裂隙产生。为了研究裂隙岩体在滑落时的规律,深入讨论工程岩体内摩擦系数等效参数,基于摩尔库伦强度准则,假定最小主应力与最大主应力σ1～σ3为线性关系,以内摩擦系数为核心推导摩尔库伦强度准则情况下的等效模型。在此基础上,利用ABAQUS有限元分析平台,嵌入所提的等效模型,模拟试验中不同倾向、倾角的楔形块体滑落时的状态,深入讨论和分析了相关参数,并与实验室模型试验结果进行比较,得出所提等效模型可用于表征裂隙力学特性分析,验证了该模型适用裂隙岩体稳定性分析的结论。

楔块滑落临界状态判别新方法及其试验验证

楔块滑动判别是碎裂岩质边坡工程稳定性分析和加固方案选择的关键技术。提出楔块极限平衡状态时新的判别准则,通过研究楔块滑落过程及其极限平衡状态,得到不同条件下楔块滑落函数方程。基于试验结果分析,并与函数方程对比,提出与该曲线相吻合的二次函数关系式,分析了极限平衡状态下楔块的力学状态,深入讨论了结构面参数(方位、粗糙度系数JRC)对函数式中系数的影响。推导出滑块粗糙度系数JRC与结构面交角条件下β-α(倾斜角-旋转角)关系曲线,以此作为楔块滑动与否的判别准则,试验结果验证其具有有效性,具有在工程中推广应用前景。

裂隙粗砂岩渗透率的应力与时间效应研究

为了探究爆破增渗对储层改造后裂隙岩体渗透率随应力与时间的演化规律,通过室内试验,研究了应力和时间作用下单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩渗透率演化规律。主要结果如下:在应力和时间影响下,多裂隙粗砂岩的渗透率始终高于单裂隙粗砂岩,但在应力影响下其应力敏感性系数低于单裂隙粗砂岩,并且同一种类型的裂隙粗砂岩渗透率应力敏感性系数存在孔压>围压>轴压这一关系。单裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低,随孔压增加而升高。其渗透率应力敏感性系数随轴压和孔压的增加而增大,随围压的增加而降低;多裂隙粗砂岩的渗透率随轴压和围压增加而降低,随孔压增加先降低后增加。其渗透率应力敏感性系数随轴压的增加而降低,随孔压的增大而增大,随围压的增加先增加后降低。在渗流-时间试验中,单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率随时间演化主要呈3个阶段,第1阶段渗透率快速降低,第2阶段缓慢降低,第3阶段趋于稳定。在开始的24 h内,单裂隙粗砂岩的渗透率降低幅度大于多裂隙粗砂岩。之后随着时间的变化,单裂隙粗砂岩和多裂隙粗砂岩的渗透率逐渐稳定。

随机场在重力坝可靠度计算中的应用

结合重力坝可靠度计算的工程实例,坝基弹性模量作为随机场,采用局部平均法离散坝基,将随机场分析程序与三维随机有限元程序相结合,分析重力坝的可靠度,并对采用随机场和不采用随机场两种情况下可靠度进行分析。研究随机场参数的相关性对重力坝可靠度计算的影响。

浅析岩土勘察存在的问题

本文将作者工作经验同国家现行规范及行业标准结合起来,分析了岩土工程勘察中存在的一些问题,从现场勘探资料收集(勘探点布设、野外地层的划分、原位测试、地下水位的观测)、土工试验(粉土的划分、剪切方法的选择、固结试验)及岩土工程分析评价(地基均匀性、粉土及粉砂地基承载力特征值的修正、地基承载力的确定、地震效应、基础方案选择、建筑工程分级)三个方面进行了剖析,提出了一些解决问题的个人的看法,以便与同行交流学习。

灰岩地层隐伏洞体的瑞雷波勘查试验

为了研究灰岩地层隐伏洞体瑞雷波频散曲线的特征,采用交错网格有限差分数值模拟方法计算了2种填充状态的隐伏溶洞模型,对得到的波形记录进行频散分析,并结合灰岩地层含隧洞工程实例验证其勘探的应用效果。结果表明:瑞雷波法对隐伏洞体有较高的分辨率。在灰岩地层隐伏空溶洞模型中,排列在空溶洞上方的瑞雷波频散曲线存在明显的跳动现象;而在灰岩地层隐伏充填溶洞模型中,排列在充填溶洞附近的瑞雷波频散曲线震荡较大,且在溶洞对应的深度范围频散信息缺失。该研究可为同类地质条件的勘查提供理论参考。

波动理论在岩土工程测试中的应用研究

相比于其他岩土工程测试方法,波动测试具有良好的原位测试能力,在保持小应变的条件下获取岩土材料的静力学和动力学参数,能够达到高效低成本和无损的测试目的,因此成为岩土工程监测、检测中最为重要的测试方法之一。按照波的性质可以分为机械波和电磁波,在电磁波方面,主要采用地质雷达电磁波进行测试;在机械波方面,由于机械波的频率分布较为宽泛,因此可以利用不同频段的波进行岩土工程测试,在高频段可以采用超声波进行测试、在低频段可以利用压缩波、剪切波和瑞雷面波等进行测试,并获得大量的物理力学参数。本文基于弹性波和电磁波在三维岩土介质中的波动理论,结合不同的工程实例,分析了瑞雷面波、剪切波、声波和电磁波在岩土工程测试中的应用。研究成果可为多种波动原理在岩土工程测试中应用实现联合应用提供新的思路。