Hoek-Brown准则下预应力锚索锚固体破坏的极限分析

针对预应力锚索锚固体的破坏形式,采用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则,分别考虑锚固体界面产生滑脱破坏与锚固体周围岩体发生整体破坏两种工况,根据塑性力学中的上限分析定理,推导出了锚索极限抗拔力的计算公式与锚固体的破裂机制,并分别讨论了锚固段灌浆压力、锚固段长度与岩体强度参数等对极限抗拔力与破裂面形状的影响。计算表明:一定范围内增大锚固段长度和采用压力灌浆是提高锚索极限抗拔力的有效措施;当锚固段周围岩体发生整体破坏时,随着岩体经验参数A、岩体抗拉强度、抗压强度与重度的增加,锚索极限抗拔力不断增大,而随着经验参数B的增加,锚索极限抗拔力则不断减小;锚固段周围岩体破裂面形状呈现出对称的"喇叭形",这与现有文献中的研究成果相一致,而且岩体经验参数B是影响岩体破裂面形状的重要因素,它决定了岩体破裂面的曲率大小,当B=1时,岩体破裂曲面退化为圆锥面。

基于Hoek-Brown准则的圆形洞室围岩流变变形研究

在许多情况下非线性Hoek-Brown经验准则比较符合实际,但对采用该准则且考虑围岩流变特性的洞室变形解析解研究较少。基于此,在前人基础上采用广义Hoek-Brown准则研究理想弹-脆-塑性岩石流变效应下的围岩变形。首先,为了简化推导过程,假设围岩体积不变,依据广义Hoek-Brown准则推导了围岩的流变变形解析解;其次,为了接近工程实际,考虑体积的变化,采用非关联流动法则推导了围岩的流变变形解析解;最后,分别选取宾汉姆体和西原体作为流变模型计算了两种推导的情况。结果表明,h值越大即膨胀角越大,围岩的流变变形越大;若不考虑体积变化,计算的流变变形偏小。

基于Hoek-Brown相关联流动法则的隧道稳定性分析

对于传统分析方法无法精准表征围岩的实际变形以及参数演化问题,在H-B准则和应变软化模型结合下选定塑性应变增量作为软化参数,并且假设强度参数随软化参数成线性函数关系.求解塑性区的解答时,将塑性区分成微元圆环,并假设每个圆环的径向应力沿半径向内均匀递减,从而建立每个微元圆环的平衡微分方程、本构方程、几何方程及相邻两微元之间的应力增量和应变增量的关系.最终建立了的圆形隧道在弹塑性交界面以及塑性区内的应力场、应变场和位移场的表达式,并将推导得到的理论表达式通过编程在MATLAB中实现了精准的数值计算,同时验证了程序运行的正确性.在完成上述研究内容以后,下一步将其应用到现场工程隧道中去论证建立理论模型和数值运算程序的实用性,为实现工程现场的稳定性监控和预警做准备.

滑坡体预应力锚固效应及变化规律研究

从坡体破坏的摩尔-库仑准则和Hoek-Brown准则入手,分析了预应力施加对碎裂结构岩体抗剪强度的改善机制;结合实际工程,利用锚索的现场应力跟踪监测资料,通过对不同锚固应力、不同时间预应力损失值的相关性分析,提出了预应力损失值的变化规律。

某核电工程岩体地基均匀性评价

岩体地基由于强度高,地基承载力大,对一般建筑物可视为均匀地基。但核电工程对地基的强度、均匀性等要求都非常高,必须评价其均匀性。对核电工程等重大工程的岩石地基均匀性评价,目前还没有非常规范的方法。本文拟从地形地貌、地质构造、波速特征、地基承载力以及地基沉降均匀性等方面加以评价,并结合用Hoek-Brown准则预测岩体强度进行地基强度均匀性评价。

裂隙岩体力学参数的弱化处理

合理确定含裂隙岩体力学参数是岩土工程设计和岩体数值分析的基础和关键 ,在众多裂隙岩体力学参数弱化处理方法中 ,Hoek Brown准则表现出很好的适用性 ,尤其适用于深厚覆盖层以下的岩体。结合小浪底水利枢纽工程和镇江—扬州长江公路大桥对弱化方法予以介绍和探讨。

Hoek-Brown岩体中轴对称隧洞渐变扰动分析

现有的Hoek-Brown(HB)岩体地下开挖分析模型中,常将通用HB准则(2002版)的扰动因子D取为一固定值,与之不同之处在于将该因子从洞室开挖面至弹塑性分界面按渐进衰减考虑。结合非线性的非关联流动法则,给出了轴对称隧洞的临界支护压力、塑性区半径、应力和位移评价公式,相应的值可通过数值积分法获得。对节理岩体中洞室开挖爆破损伤和应力释放所致的渐变扰动分析,所提模型实质是对围岩塑性区软化问题的描述。算例表明,模型对D进行不同处理,也可得到轴对称隧洞理想塑性和弹脆塑性情况的分析解,为实际工程检验爆破开挖面附近岩体渐变扰动程度提供了理论解参考。

基于围岩动态分级的隧道底部支护优化与稳定性研究

在对以往隧道工程进行调研的基础上,确定合适的围岩动态分级方法后,采用围岩分级后的岩石力学参数在承赤高速进行现场试验与监测得出平底隧道支护符合稳定要求。并根据霍克布朗准则,通过FLAC3D有限差分软件对比不同隧道底部模型的拱顶沉降、拱底隆起和二衬应力得出:Ⅳ1级围岩下隧道两个模型的竖向位移变形值相差不超1 mm,平底隧道的二衬与仰拱隧道二衬在承载应力上差距较小。故Ⅳ1级围岩下取消仰拱,采用平底隧道的形式具有可行性。其他类似工程可借鉴于此研究成果。