基于岩体指标和掘进参数的TBM净掘进速率预测模型

净掘进速率是TBM施工速度的主要评价指标,与围岩物理力学性质、TBM掘进参数之间存在一定相关性。文章以兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,基于现场实测数据,选择岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、泊松比、岩石耐磨性CAI值等岩体指标,以及刀盘推力和刀盘转速等掘进参数,进行TBM净掘进速率与有关影响参数之间的单因素相关性分析,得到相应拟合公式;基于TBM净掘进速率与岩体指标、掘进参数之间的相关性,利用多元非线性回归方法建立了TBM净掘进速率预测模型。通过将兰州水源地建设工程输水隧洞实测TBM净掘进速率和预测结果进行对比,验证了TBM净掘进速率预测模型的合理性。研究结果表明:(1)在复杂的多种地质条件下,TBM净掘进速率与岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、岩石耐磨性CAI值、刀盘推力以及刀盘转速呈负相关关系,与泊松比呈正相关关系;(2)干湿状态对岩石耐磨性CAI值有一定影响,饱和状态下岩石耐磨性CAI值与TBM净掘进速率之间的相关性更显著;(3)建立的多元非线性回归预测模型,预测精度较高,可为相似地质条件下TBM净掘进速率估算提供参考。

基于TBM掘进参数和渣料特征的岩体质量指标辨识

在工程实践和前人研究成果的基础上,综合分析了TBM法隧洞的围岩地质条件对TBM掘进过程的影响,提出了一种基于TBM掘进参数和渣料特征的围岩质量指标(RMR)辨识方法。该方法一方面可将TBM的实时工作参数输入到回归公式或神经网络模型中,实现岩体质量指标的辨识;另一方面可通过分析TBM渣料特征得到岩体的镶嵌结构、不连续面状态以及地下水等地质信息,进而对岩体的地质力学强度(GSITBM)和质量指标(RMRTBM)进行估计。鉴于这两种方式的显著特征,建议在地质条件较好时优先采用基于掘进参数的辨识方法,地质条件较差时采用基于渣料特征的评价方法。在对TBM法隧洞围岩质量指标辨识研究的基础上,对岩体基本力学参数的估计方法进行了研究。

岩体质量指标Q分类法在汕头LPG工程中的应用

通过对地质素描、岩体质量指标Q值计算和喷锚支护设计的依据、程序和方法等的论述,使我们能够充分理解和认识这种方法的先进性、局限性和重要特征。

基于岩体质量指标的隧道围岩压力计算方法

通过对现行规范提供的围岩物理力学参数的系统分析,结合公路隧道建设实践经验,提出了给定地质及时间条件下隧道基本稳定跨度的概念及确定方法,据此建立了基于岩体质量指标的隧道围岩压力计算公式。该公式首次将围岩压力与围岩质量指标及其物理力学参数紧密联系起来,使之随围岩质量指标连续变化,克服了传统计算方法不连续的问题。分析表明,本方法的计算结果与传统方法及工程实践经验较为吻合,对隧道设计、施工及研究具有较大参考意义。

应用支持向量机回归确定岩体强度指标

在确定岩体力学参数中引入支持向量机,介绍了其具体的回归算法.并用这一方法回归预测岩体强度指标,通过实例证明支持向量机用于多影响因素、小样本容量的岩体强度指标回归问题,能够保证较理想的推广预测能力.

基于岩体质量指标的可爆性分级探讨

针对国内岩体可爆性分级没有一个统一的标准,探讨用国家岩体工程分级标准中的分级指标——岩石单轴饱和抗压强度与岩体完整性系数此两项指标作为岩体可爆性分级的可行性,用数理统计中的相关性系数与偏相关系数说明岩石单轴饱和抗压强度与岩体完整性系数与炸药单耗均密切相关,进而说明用此两项指标进行可爆性分级是科学可行的。

回弹值与岩体特性指标定量关系

以金沙江叶巴滩水电站坝址区工程地质岩体为研究对象,现场测试23号平硐(PD23)、50号平硐(PD50)的波速(V_p)、RQD、回弹值(R)。先分析V_p、RQD、R随硐深的变化关系,再揭示回弹值与波速、RQD、风化程度之间的关系,建立定量模型,提出采用R对工程区部分平硐岩体特性指标(V_p、RQD)进行估算和风化程度等级的判断。研究表明:斜长花岗岩回弹值随波速增加而增加,呈指数关系,PD23和PD50的相关系数皆为0.84;回弹值随RQD增加而增加,呈线性关系,PD23和PD50的相关系数分别为0.83和0.87;风化程度越强,回弹值呈相应程度降低,变化规律呈良好的相关性。

岩体基本质量指标在电力工程基础定额岩石分类中的应用探讨

各类工程建设都会涉及土石方工程,确定土壤和岩石的分类对其工程造价影响较大。从岩石坚固性系数出发,剖析现行电力工程概(预)算定额岩石(普氏)分类的缺陷,并通过对岩石开挖难易程度影响因素的分析,提出以岩体基本质量指标BQ值为基础的分类方案。

岩体质量指标对于大型地下洞室爆破的适用性

Ｎａｔｈｐａ Ｊｈａｋｒｉ电力公司正在位于Ｈｉｍａｃｈａｌ Ｐｒａｄｅｓｈ的Ｓａｔｌｕｊ河左岸修建一大型地下水电站（６×２５０ＭＷ）。作为工程的一部分。四个大型（５２５ｍ长、１６ｍ宽、２７ｍ高）的地下沉淀池采用钻爆法进行开挖，本文介绍了沉淀池开挖工序、土工技术条件、中央顶部导坑、边墙部和水平台阶的爆破设计情况，并从进尺、超挖、炸药系数和所获结果这些方面对爆破设计的性能进行了评估。

松动岩体的工程特性研究

大柳树坝址位于规模巨大的活动断裂带内 ,岩体发生了大范围松动 ,表现为两岸岩体“风化”深度明显偏大 ,岩体质量指标偏低 ,岩体完整程度差 ,地下水位埋深大 ,岩体透水性强 ,岩体强度大幅度降低 ,岩体质量差。这些工程特性与同样外动力条件、同时代、同岩性、相距仅 48km的小观音坝址形成了巨大反差。由于区域断裂活动和松动岩体的双重制约 ,使得大柳树坝址区工程地质问题复杂化 ,不仅评价困难 。

结构面三维网络模拟在岩体质量评价中的应用

岩石质量指标RQD是反映工程岩体完整程度的定量参数,广泛用于水利水电、矿山、地下工程、交通工程等岩体稳定性评价,但是传统的RQD定义不能满足实际工程岩体各相异性要求。针对贵州黔中水利枢纽工程拱坝坝基岩体结构面特征,利用Monte-Carlo法在计算机上生成岩体节理三维网络图,建立了模拟计算不同阀值t的岩石质量指标RQDt的计算机模拟方法。该方法能较真实客观地描述岩石质量。

基于Copula理论的岩体抗剪强度参数估值

以锦屏I级水电站坝址微新大理岩岩体原位大剪试验结果为例,分析岩体质量指标与抗剪强度参数间的相关性。利用Copula理论可将边缘分布和相关结构分开研究的优点,建立小样本条件下各变量的边缘分布函数,并在分析岩体质量指标Q与抗剪强度参数f,c间相关结构特点的基础上构造拟合Q-f,Q-c间关系的最优Copula函数。对于相同岩性的同类岩体,在已知Q条件下求条件概率便可得到抗剪强度参数估值的保证率,或可计算一定保证率下的抗剪参数估值。最后运用该函数分析常用的优定斜率法、最小二乘法的保证率,并与Hoek-Brown准则估值进行比较。研究结果表明,岩体质量指标与抗剪断内摩擦因素f呈较高的正相关关系,与抗剪断黏结力c则呈较高的负相关关系,而具有对称结构的Nelsen NO 1和Nelsen NO 2则分别是拟合Q-f、Q-c间关系的最优Copula函数。常用的最优斜率法与最小二乘法由于忽略岩体质量指标与抗剪强度参数的相关性,因此造成较大的偏差,而具有保证率为0.8的抗剪强度估值与Hoek-Brown经验准则相比更接近实际值。该方法注重充分地利用现场有限的数据信息,可以得到具有一定保证率的抗剪强度参数估值,为岩体抗剪强度参数估值提供一种新的途径。

岩体结构面网络模拟的改进与应用

随着计算机技术的发展,以统计学为基础的结构面网络模拟技术日益完善,被广泛的应用到工程实践中。但在传统的结构面网络模拟中,随机生成的结构面一直未能很好表现出结构面间距的概率分布模型。针对这一点,对随机结构面中心点的生成方式进行了改进,使随机结构面在模拟区内反应出结构面间距的概率分布模型。改进方法使结构面网络模型具有更强的不均匀性,更符合自然状态中结构面的分布形态。改进方法还可以通过控制随机结构面中心点的分布形式来控制模拟区结构面的分布形态,再结合工程实际可以让结构面网络模型更接近其实际形态。

基于三维激光扫描技术的岩体RQD获取方法与程序

在西南地区岩质边坡高陡的特殊地形条件下,常规的地面地质调查方法难以开展。引入三维激光扫描技术获取边坡体出露的结构面各项几何参数(产状、间距、迹长),然后以这些地质资料为基础,结合结构面网络模拟技术生成不同走向网络图,通过在网络图上布置人工虚拟钻孔来计算得到岩体质量指标(RQD)。结果表明:提出的方法适用性较强,方便可靠,不仅解决了常规地质调查方法在高陡边坡地段难以开展的问题,而且还克服了以往钻孔岩芯获取岩体RQD指标数据少、误差大的缺点,获得岩体RQD指标经过修正后能满足工程实际需求。

基于Hoek-Brown准则确定核电工程场地岩体力学参数

岩体与岩石的力学强度之间既有内在联系又存在明显的差异,场地岩石力学指标对于评价场地岩体的力学特性至关重要。以三门核电场地为研究对象,在室内岩石力学试验的基础上,结合野外地质调查,综合考虑岩体结构特征和应力分布状态等因素的影响,引入定量描述岩体结构特征和风化程度的地质强度指标(GSI),采用Hoek-Brown强度准则估计岩体力学参数,同时与岩体地质力学分类法(RMR)计算得到的岩体力学参数进行对比分析。基于GSI的Hoek-Brown法得到的中等风化凝灰质砂岩、微风化凝灰质砂岩和微风化安山玄武岩岩体的c值分别为4.03、6.20、6.10 MPa,φ值分别为31.96°、34.37°和33.87°。基于RMR评分的Hoek-Brown法得到的c值分别为4.42、6.44、7.24 MPa,φ值分别为28.92°、32.43°和34.51°。研究结果表明,采用Hoek-Brown准则确定的核电场地岩体力学强度指标比较合理,得到的岩体力学指标可以作为核电站基础设计的重要依据。

基于TSP物探指标的围岩质量预测研究

为利用TSP各物探指标预测隧道围岩质量,以G575线巴里坤~哈密公路东天山隧道为工程依托,利用灰色关联分析理论,建立了以岩体质量指标修正值作为围岩质量的依据,以9个物探指标为影响因素,采用MATLAB软件对隧道围岩质量的影响因素进行关联排序,确定影响围岩质量的主次因素;再选取高关联度的物探指标,采用灰色关联理论进行围岩质量预测。结果表明,波速、纵横波速比、泊松比、密度为影响隧道围岩稳定性的主控因素;剪切模量、拉梅系数、体积模量、动态杨氏模量、静态杨氏模量为次要因素;围岩质量预测采用波速、纵横波速比、泊松比、密度这4个高关联度的物探指标能准确预测隧道围岩分类。

裂隙岩体透水率与其完整性指数及BQ值的关系初探

岩体的渗透系数是评价岩体渗透性,进行裂隙岩体渗流模拟的必备参数,在工程实际应用中亦具有重大意义。研究发现:岩体的完整性系数和基本质量指标(BQ值)的算术平均值与裂隙岩体透水率的几何平均值相关性较好,故利用岩体的完整性系数和基本质量指标(BQ值)的算术平均值估算裂隙岩体的渗透系数是可行的。根据金堆城杨家湾尾矿库初期坝的岩体压水试验结果,初步探索了岩体的基本质量指标及岩体完整性指数与其透水率的关系。

岩石质量指标的计算机模拟及其风险分析

利用MonteCarlo法在计算机上生成岩体节理网络图 ,然后建立了模拟计算不同阀值的岩石质量指标RQDt的计算机模拟方法。进一步可作出岩石质量描述图和岩石质量风险分析 ,分析了岩体中大于 10cm的完整岩石的具体分析规律。实例表明 ,该方法能较全面地描述岩石质量。

湖北某核电厂地基岩体的工程特性研究

通过对某核电厂岩石地基采用地质测绘、物探、钻探、现场及室内试验等多种方法的勘测,综合分析得出岩石、岩体质量判别参数,进而判别场地的岩石、岩体质量,分析岩体的工程特性,提出在此场地上建设核电厂的适宜性。

岩体结构面网络模拟在滑坡中的应用

通过结构面网络模拟研究滑坡的岩体结构特征 ,进而利用岩体质量指标 (RQD)进行岩体分类、估计岩体强度。此方法在赵树岭滑坡的研究中得到了很好的应用。