Hock-Brown破坏准则下深埋硐室围岩压力上限解

为了获取深埋硐室的围岩压力,构建平动加转动相结合的"向下滑落的楔形塌落体+以顶角为圆心的转动圆弧体+三个平动三角形体"破坏机制。基于极限分析上限定理,推导Hock-Brown破坏准则下围岩压力的解析解。通过Matlab序列二次规划算法(SQP)优化得到围岩压力的最优上限解。分析岩体重度,侧压力系数,Hock-Brown破坏准则参数以及硐室断面尺寸对围岩压力的影响,其中表征岩体抗剪强度的Hock-Brown破坏准则参数对围岩压力有显著影响。计算方法得到的围岩压力是一个最优上限解,计算结果可以为工程实际提供相关依据。

高烈度区中小型站房隔震设计的经济性分析

为推广隔震技术在高速铁路建设中的应用,文章分析了隔震技术对高烈度区中小型站房经济性的影响。文章以一座布局具有代表性的铁路站房为例,建立了多种地震烈度条件下的普通抗震结构和隔震结构模型,分析不同条件下主材用量变化的规律、影响造价增减的因素。结果显示隔震建筑的土建造价略高于普通抗震建筑,增加幅度在5%左右,地震烈度和建筑首层面积对隔震建筑的造价影响较大。文章从综合经济性角度分析了高烈度区中小型站房采用隔震设计的优越性,并提出了站房采用隔震设计的适用条件:地震烈度较高、底层面积较小、层数不低于2层、地质条件较好、带地下室的线侧式站房,高填方地区的站房也非常适用。文中提出的相关研究数据可供有关部门决策和设计人员参考。

前震或广义前震识别的频谱偏移法在2023年10月24日肃北5.5级地震预测中的应用

基于青海和甘肃区域数字化测震台网记录的波形数据,计算2023年10月22日甘肃酒泉市肃北4.7级地震FFT频率谱,发现具有明显变窄且向低频端偏移的特征,优势频段集中在0~1.5 Hz。肃北4.7级地震2天后在震中7 km处发生了肃北5.5级地震,此次地震进一步验证了前震或广义前震识别的频谱偏移法的有效性,是一次地震预测实践中的成功震例。

基于Hoek-Brown破坏准则的浅埋条形锚板抗拔力上限分析

现有的锚板极限承载力研究大多是采用线性或非线性Mohr-Coulomb破坏准则在砂质地基中进行的,然而Mohr-Coulomb破坏准则并不适合分析岩质地基中的抗拔结构。采用Hoek-Brown破坏准则构建了一个曲线型的破坏机制,根据极限分析上限定理求出了条形锚板抗拔力的表达式。通过变分计算,得到了极限状态下条形锚板的抗拔力和岩体破裂面的上限解。为了证明所采用方法的有效性,当材料参数B=1时,采用与Mohr-Coulomb破坏准则等效的土体参数,计算了曲线型破坏机制下条形锚板的极限抗拔力,并与已有计算结果进行了比较。结果表明,采用曲线型破坏机制得到的锚板极限抗拔力与直线型多块体破坏机制的结果基本一致,证明了所采用的曲线形破坏机制是正确的。参数研究表明:在其他参数不变的情况下,锚板极限抗拔力和破坏面都随岩体参数B的增大而减小。

广盛号:半个多世纪两代人的传承兴衰——澳档华商企业个案研究

位于澳大利亚昆士兰东南部内陆农牧业集散地的广盛号商行,由来自广东省香山县移民林乐成在1880年代初开设,历经两代人经营,成为提供当地民众日常所需生活用品的主要营业场所之一,也是当地华人社区聚集的中心。虽然广盛号也尝试过从中国申请后代赴澳留学,为其传承做准备,但因该商行第二代经营者林文川的跨族婚姻,在太平洋战争爆发后,其商行正常发展受到干扰,到1950年代结业。然而,当地政府和民众并没有忘记广盛号两代人在长达四分之三世纪里对本地经济和商业的杰出贡献,2014年将其商行旧址改造为“广盛巷”,辟为纪念场所,以表彰华人移民在共同开发和建设当地家园,促进经济和商业发展中的功绩。广盛号的兴衰,也是华人移民在澳大利亚商业发展中的一个缩影。

基于地质强度指标法的柱状节理玄武岩体力学强度估计

节理岩体的强度是岩体工程设计的重要参数,柱状节理岩体作为一种具有柱状镶嵌结构的特殊节理岩体,缺乏相似的工程案例,其岩体强度的确定是目前水电工程中的热点问题。本文综述了国内外相似工程中柱状节理岩体强度的研究进展,以白鹤滩水电工程为例,结合Hoek和Brown最新提出的地质强度指标法和强度准则估算了不同爆破损伤下的柱状镶嵌块状结构和柱状镶嵌碎裂结构柱状节理岩体的强度参数,并得到白鹤滩水电站的原位试验成果的验证,计算表明基于地质强度指标法的Hoek和Brown强度准则能较好的反映柱状节理岩体的强度参数。

温度对应城站地磁观测影响分析及对策研究

研究温度变化对应城站地磁数据的影响,并对比分析了质子磁力仪观测室、地磁相对记录室和地埋式地磁观测装置和台站环境温度变化差异。发现质子磁力仪观测室保温能力最差,夏季日均温度高于室外自然环境,气温上升造成FHD-2B质子磁力仪D分量显著增大。要提高应城站质子磁力仪的数据质量,必须增强观测室的防晒功能。地埋式地磁观测装置保温能力最好、施工简单,是一种值得推广的地磁观测室建设方案。

基于Hoek-Brown参数确定方法的多煤层开采工作面矿压显现规律模拟研究

结合宁东矿区任家庄矿的生产实例,利用基于Hoek-Brown强度准则确定煤、岩体力学参数的方法,运用FLAC3D软件模拟分析了任家庄矿3号和5号煤层开采中的矿压显现规律,并根据现场工作面巷道围岩应力和表面收敛监测结果,对比分析了数值模拟结果的准确性。研究发现:基于Hoek-Brown经验强度准则所确定的煤、岩体力学参数与标准煤岩样的实验室测定值有明显差异,两者间并非简单折减关系,而与岩体结构特点、完整岩石强度和开挖影响等因素有关。现场多煤层开采中矿压显现规律的实测与数值模拟结果的比对,进一步验证了基于Hoek-Brown准则确定煤、岩体力学参数的有效性和合理性。

基于Hoek-Brown准则的岩质边坡稳定性分析

无论是传统极限平衡法还是数值模拟方法,强度准则和力学参数的选取对边坡稳定分析具有关键作用。基于非线性强度准则——Hoek-Brown强度准则,利用Slide软件,选取地质力学指标GSI、岩石材料参数mi、应力扰动系数D、边坡高度H及坡角β作为影响边坡稳定性的主要因素进行分析。分析结果表明:随地质力学指标GSI的增大,边坡稳定系数呈现出递增趋势,总体呈指数形式发展;GSI不同范围内,随着岩石材料参数mi的增大,边坡稳定系数F呈现出递增和递减2种截然不同的形式;随着应力扰动系数D的增加,稳定系数F呈直线形式递减;随着坡高H的增大,稳定系数逐渐减少,呈负指数形式发展。随坡角β的增大,稳定系数F逐渐减小,呈多段线形式发展,而β不同范围内斜率不同。根据E.Hoek等所提出的岩体分级标准中岩石单轴抗压强度界限值,对岩质边坡稳定系数进行分析,得到边坡稳定系数分布图。最后将稳定系数分布图应用于工程实例中,结果表明利用稳定系数分布图能很好地估算边坡稳定系数范围,与边坡稳定性定量分析结果具有较好的一致性。

广义Hoek-Brown准则中强度折减系数的确定

稳定性系数是边坡安全性评价的关键指标,但对适用于岩体特性的Hoek-Brown准则的折减存在标准不统一或计算复杂的特点,有必要确定合适的强度折减方案和系数。将广义Hoek-Brown准则(2002)与强度折减原理相结合,以三峡库区狮子包高边坡为模型,通过改变坡高、坡角和参数,以7种对岩石单轴抗压强度ci、地质强度指标GSI和岩石材料常数mi的简化折减方案,研究狮子包高边坡的稳定性,并对稳定性系数和抗剪强度进行误差分析,确定广义Hoek-Brown准则的最优强度折减方案。研究结果表明,对广义Hoek-Brown准则的强度折减可通过同比折减参数ci和GSI获得,此时数值计算与极限平衡法(Morgenstern-Price)确定的高边坡稳定性系数相对误差平均值为6.9%,方差为6.9%,抗剪强度相对误差为4.98%。这对广义Hoek-Brown准则在岩质边坡稳定性数值计算中的广泛应用有一定理论意义和价值。

基于Hoek-Brown准则的隧道围岩屈服接近度分析

为了建立Hoek-Brown准则围岩稳定性评判标准,通过理论分析,推导了Hoek-Brown准则和Mohr-Coulomb准则的关系以及Hoek-Brown准则参数表征的屈服接近度(YAI)函数;通过FLAC3D建立隧道三维数值模型,编制相应Hoek-Brown屈服接近度YAIhb的程序,分析了材料参数和应力变化的影响。结果表明:①自编程序计算的YAIhb=1区域与FLAC3D计算的塑性区分布范围相同,验证了程序的正确性,并且屈服接近度能够表征各单元的屈服程度,优于塑性区判定标准。②随着地质强度指标GSI的增大,YAIhb逐渐减小,两者之间的关系采用3次多项式进行拟合的精度较高;YAIhb随岩石单轴压缩强度σci的增大而减小,采用指数方程对两者的关系进行拟合,能得到较高的相关系数;随着单元损伤的加剧,其屈服接近度逐渐增大,表征单元破坏程度增大,YAIhb和岩体损伤指标D之间符合双曲线分布规律。③最大主应力σ1增大引起YAIhb减小,两者表现出显著的线性关系;中间主应力σ2增大引起YAIhb呈现先增大后减小的趋势,可用3次多项式曲线对其关系进行拟合;YAIhb随着最小主应力σ3的增大而线性增大。

大光包滑坡滑带碎裂岩体原位钻孔剪切试验研究

安县大光包滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡,滑坡南侧暴露长约1.8 km顺层滑带,其岩体高度碎裂化,引起广泛关注。为准确评价滑带碎裂岩体的强度参数,笔者在前人研究的基础上开展了细致的野外调查工作,采用法国Phicometre岩土两用原位钻孔剪切试验仪对大光包滑坡滑带碎裂岩体进行了原位剪切试验。将试验结果与Hoek–Brown岩体强度准则估值和基于工程地质类比法的力学参数建议值进行了对比分析。基于以上研究,提出了大光包滑坡南侧顺层滑带碎裂岩体力学参数建议值:内聚力为245~480 k Pa,内摩擦角为25.0°~26.5°。

基于广义Hoek-Brown强度准则的岩体应变软化行为模型

基于岩体的强度参数随着最大塑性主应变的增加而逐渐演化这一力学行为,采用广义Hoek-Brown(H-B)强度准则,以最大塑性主应变作为应变软化参数,假设广义Hoek-Brown强度准则中的强度参数m,s和a为最大塑性主应变的双线性函数条件下,通过理论推导给出岩体应变软化曲线非线性表达式的求法。最后结合算例分析度参数m,s和a的演化规律对岩体应变软化行为的影响。研究结果表明:强度参数m和s的残余值越大且a的残余值越小,则软化曲线下降得越缓和,岩体的残余强度越大。

Hoek-Brown破坏准则求解圆形硐室塑性区半径与修正的芬纳公式比较

目的为定量确定围岩塑性区半径和给支护锚杆的深度设计提供科学依据.方法以Hoek-Brown破坏准则为极限平衡条件，推求侧压力系数为1.0时圆形硐室理想弹塑性围岩的弹塑性应力和塑性区半径，运用Mohr-Coulomb准则直线拟合Hoek-Brown准则曲线和面积差补方法，求取等效的岩体Mohr-Coulomb强度参数后，建立相对塑性区半径随支护力和地质强度指标变化的二元非线性回归数学模型，并与源自于Mohr-Coulomb强度准则为屈服条件的修正的芬纳公式进行比较研究.结果支护力每增加1.0 MPa，就可确保地质强度指标降低10-20的岩体中不会出现塑性区.在支护力较小和岩体质量较差情况下，采用Hoek-Brown破坏准则推导得出的塑性区半径和修正的芬纳公式计算得出的塑性区半径差别稍大.相对塑性区半径与地质强度指标都呈负乘幂函数关系，随着支护力的增大，塑性区半径随着岩体质量等级的升高而下降的趋势逐渐变缓.建立的相对塑性区半径随地质强度指标和支护力变化的二元非线性回归数学模型简明，使支护力连续变化，提高了工程实用性.结论在岩体质量较差情况下，锚杆深度取1.8-3.0倍硐半径为宜.

嵌岩桩极限侧阻力研究

根据嵌岩灌注桩中嵌岩段的受力特点,推导了嵌岩段的法向应力计算公式,以此为基础,采用Hoek Brown准则研究了嵌岩段的极限侧阻力计算问题,讨论了各因素对极限侧阻力的影响。结果表明:嵌岩段极限侧阻力随单桩轴力增大而增大;嵌岩段极限侧阻力与岩体质量等级有关;嵌岩段极限侧阻力与嵌岩桩相对刚度呈正相关关系。

深部开采模拟中岩体力学参数的取值研究

介绍了Hoek-Brown法岩体力学参数的确定方法及其原理,并以某铜矿岩体力学参数确定为例,用FLAC3D三维有限差分法建立了该矿的深部开采模型,对所确定的岩体力学参数进行了工程检验。计算结果表明,三期矿体开采结束后,地表下沉计算值与实测值基本吻合,说明所确定的岩体力学参数可以作为四期矿体深部持续开采地表变形和岩体移动的计算基础数据,同时,也表明用Hoek-Brown法确定岩体力学参数对于实际工程具有重要的参考价值。

基于神经网络的岩石强度准则研究

传统的岩石强度预测均使用经典强度准则.该文使用神经网络在单轴及三轴加载情况下对岩石强度准则进行研究,搜集来的各种岩石相关数据随机划分成训练和验证子集.将抗压强度σ0和最小主应力σ3作为输入值,最大主应力值σ1f作为输出值训练神经网络.使用训练后的神经网络预测试验岩体破坏时的σ1f,同时使用相同的训练子集反演Hoek-Brown经验公式的常数m.使用测试数据对训练后神经网络预测的目标岩石强度的准确性进行验证,同时将测试数据带入两类Hoek-Brown（m值的取值不同）经验公式预测目标岩石强度（岩体破坏时的σ1f）.比较神经网络和Hoek-Brown预测结果表明神经网络预测结果的均方差减小了30％～40％,决定系数增加了0.05～0.08,更接近于1.说明使用ANN对岩石强度进行预测能适应的加载范围较宽,且适合岩石种类多变的复杂非线性情况,灵活准确.

半煤岩巷道围岩变形破坏分析及支护技术研究

曙光矿专用行人巷为半煤岩巷道,巷道变形破坏严重。利用霍克-布朗(Hoek-Brown)强度准则计算了专用行人巷的松动圈范围,并对巷道围岩破坏进行了岩层影像探测研究,基于松动圈支护理论提出了相应的支护措施,并对支护效果进行了现场观测,取得了良好应用效果。

大理岩力学变形特性及非线性强度准则研究

以锦屏二级水电站为例,通过MTS815岩石与混凝土高温高压及破坏力学试验系统对引水隧洞大理岩做了不同围压下的三轴压缩试验,利用最小二乘法对Hoek-Brown和幂函数型Mohr岩石经验强度准则进行回归分析和比较。试验结果表明:高围压力作用下的深部岩体强度特性呈现明显的非线性特性,Hoek-Brown强度准则对三轴试验数据拟合程度较高,并能反映岩体质量对强度的影响,描述深部岩体的力学行为更具指导性。

立构嵌段聚丁二烯的研制——Ⅲ.立构两嵌段聚丁二烯的结构与性能

用红外光谱仪和毛细管流变仪考察了不同微观结构,不同嵌段比、不同分子量的两嵌段1,4-1,2-聚丁二烯(1,4-1,2-PB)的结构与性能的关系。结果表明,PB的微观相分离主要取决于聚合物中1,2-PB嵌段的1,2-结构含量、1,2-PB/1,4-PB嵌段比及分子量。呈微观相分离的两嵌段1,4-1,2-PB在DSC-TDA图谱中出现两个玻璃化转变温度,其特性粘数随1,2-PB嵌段的增加出现重大值,且具有较低的冷流性,较好的加工性及较高的屈服强度。