大柳树坝址区松动岩体中硐室围岩破坏变形特征

以黄河大柳树坝址为例,对松动岩体硐室围岩破坏变形特征进行了研究,松动岩体具有断裂张开、节理错动、岩体架空、岩石高强度、岩体波速等特征。研究得出松动岩体硐室围岩破坏变形特征为结构松散、塌落范围大、变形破坏受水影响大及围岩压力以重力为主等特点。

岩块受单轴压缩的破坏变形特征分析

分析了两种岩块的单轴压缩实验破坏变形特性 ,并在此基础上 ,提出了用孔隙率变化来反映岩块的扩容情况 ,并讨论了孔隙率变化与应力之间的关系。

含断层构造露天边坡变形破坏特征及稳定性研究

为了探究断层构造对露天边坡变形破坏特征及稳定性的影响,采用遥感影像、现场调查与数值模拟研究手段开展了含断层构造的露天边坡变形破坏特征及安全系数计算研究,并进行了边坡变形破坏发展分析,揭示了含断层构造露天边坡变形破坏特征规律。结果表明:露天采场北部边坡产生滑塌灾害是断层构造(内因)、井下矿体开采卸荷(外因)共同作用的结果。在地下矿体开采扰动与F15断层切割的作用下,边坡易形成沿断层构造滑坡垮塌并不断扩大滑塌区域。F15断层构造以上坡体的变形位移相对较大,且沿F15断层构造向东部沟谷发展,F15断层构造改变了北部边坡上部坡体的变形破坏趋势。露天采场边坡安全系数为1.45时,潜在滑动面为F15断层构造;北部边坡沿断层构造尚未出现大变形。

斜坡动力变形破坏特征的振动台模型试验研究

以‘5.12’汶川地震灾区典型斜坡岩体组合结构为模拟特征,采用水平层状上硬下软和上软下硬两种岩性组合概念模型,设计并完成了1:100比尺的大型振动台试验。在基本满足相似律的基础上,试验在模型底部输入了不同类型、激振方向和振幅的激励波。根据试验宏观现象显示,斜坡模型的变形破坏特征与地震动参数、岩性组合结构密切相关,其破坏具有累积效应且受层面控制,上软下硬斜坡模型沿层面形成高位滑坡,呈"拉-剪"破坏模式,而上硬下软斜坡模型沿更深层面形成整体式崩塌,在破坏前并无明显的控制裂缝,其破坏时间相对落后于上软下硬斜坡模型。

近水平红层开挖边坡变形破坏特征

通过对四川盆地近水平红层公路建设中路堑边坡开挖病害的调查分析,归纳出近水平红层边坡开挖引起的主要变形破坏型式是堆积层滑坡、顺层座滑型滑坡、边坡拉裂变形、边坡岩体倾倒破坏,总结了近水平红层边坡的主要工程地质特征,提出边坡变形破坏的过程一般经历开挖卸荷变形、陡倾节理发展扩大、变形破坏形成三个阶段,并结合工程实例分析了其形成机理。

高水巷旁充填材料单轴压缩变形破坏与能耗特征分析

高水巷旁充填材料在煤矿沿空留巷工程中得到了广泛应用,水灰比对其力学性质关系密切。首先通过扫描电镜分析了高水材料的微细观形貌,其次通过RMT-301伺服试验机对1.3~2.5∶1等6种水灰比的高水材料试样进行了单轴压缩试验,得到了各水灰比试样的全应力-应变曲线,分析了试样的变形特征、强度及破坏特征、能耗特征随水灰比变化的规律。结果表明,高水材料的微观结构为固、液、气构成的多孔海绵状结构;高水材料的变形特征与岩样相似,也大致可分为压密阶段、线弹性阶段、屈服阶段以及峰后应变软化阶段,弹性模量、割线模量和峰值强度等随水灰比提高多呈指数函数关系下降;随着水灰比增大,试样由脆性破坏逐渐过渡到延性破坏;随着水灰比增大,试样吸收的总应变能与可释放弹性应变能均呈指数函数关系下降,而耗散能变化幅度不大。

地震作用下含反倾软弱夹层斜坡的动力变形破坏特征研究

采用振动台模型试验,研究了地震作用下含反倾软弱夹层的斜坡的动力变形破坏特征和破坏过程。试验结果表明:1地震动作用下斜坡的变形和破坏特征与地震波类型、加载方向、振动强度有关,同时还与斜坡所含软弱夹层的厚度和坡体高程等因素有关。2含反倾软弱夹层的斜坡在地震动作用下为"震裂-散体崩落"型破坏,坡面裂缝起主要的控制作用,并且具有沿坡面裂缝呈带状散体崩落的特点。其变形破坏集中在坡体的中上部,这与坡面水平加速度在该部位被显著放大有关。3相比薄软弱夹层,厚软弱夹层在震动过程中表现出一定的消能、减震作用。

黑河水库坝肩岩质边坡变形破坏特征及失稳判据

针对西安黑河水库坝肩岩质边坡的地质条件,分析了该坡体的变形破坏特征,认为滑坡主要受顺坡向的片理结构面与后缘宽大裂隙渗入水的汇集两大要素控制。以地质力学模型为基础,基于突变理论,建立了一个新的边坡尖点突变模型,推导并计算出后缘张裂隙的临界充水深度,从而构建了边坡突变的失稳判据。结果表明:计算得出的坡体后缘张裂隙临界充水高度为2.2 m,实地勘察得到的滑坡体后缘张裂隙充水高度为2.3 m,计算结果与实际情况较为一致。

金川二矿区1178分段巷道变形破坏特征及原因

金川二矿区1178m分段巷道位于矿体上盘,采用直墙半圆拱断面,巷道建成后变形严重,经过多次返修,仍未解决其稳定性问题。为了查明巷道破坏状况,对变形严重地段进行了监测,得到巷道变形规律,并进行了原岩应力实测工作,查明了工程的地应力环境,在此基础上结合工程地质条件对巷道变形破坏原因进行了初步探讨。

含水平软弱夹层斜坡变形破坏特征的振动台试验

已有研究结果表明,强度相对较低的软弱夹层会对地震波产生吸收或强化作用,在一定程度上控制了斜坡的地震动力响应及变形破坏特征。试验以振动台为研究手段,设计并完成含不同厚度水平软弱夹层的两个单面斜坡概念模型。通过记录斜坡模型的变形破坏过程,分析其动力响应特征。试验结果表明,斜坡模型的变形破坏与地震动力参数密切相关:1.模型在正弦波激振下较天然波变形明显;2.合成向ZX、水平单向X和竖直单向Z的激振下,变形程度依次减弱;3.随着激振强度增加,变形破坏愈明显。两模型的变形破坏均出现在坡体中上部,且最大破坏深度距坡顶约50 cm。含薄夹层斜坡的破坏范围分布于整个中上部,坡顶近1/2发生变形和滑移破坏,呈现出"拉裂-剪切-滑移-碎屑流化"破坏模式,而含厚夹层斜坡的破坏范围仅集中于软弱夹层以上坡肩以下,两侧未达坡体边缘的局部范围,形成浅表的"凹岩腔",呈现出"震裂-剥落"破坏模式。在相同的加载条件下,含薄夹层斜坡变形破坏先于含厚夹层斜坡。试验模拟再现了含水平软弱夹层斜坡在强震作用下的变形破坏规律,为地震诱发次生地质灾害的研究和防治提供了有力的依据。

装药爆炸下地下拱形结构变形及破坏特征分析

地下拱形结构侵彻爆炸下涉及许多复杂的物理过程,即装药的爆炸、弹坑的形成、冲击波的传播、应力波在岩石介质中的传播以及岩石与结构的相互作用。为了解决上述复杂问题,利用非线性动力有限元软件LS-DYNA对常规武器侵彻爆炸作用下地下拱形结构的动力响应展开研究。通过数值模拟可较直观地了解应力波的传播过程,及爆炸应力波在拱形结构物中传播及与周围围岩的相互作用。对爆炸应力波作用下拱形结构的变形和破坏特点进行了分析。数值计算结果表明,在爆炸应力波作用下钢筋混凝土结构内侧受反射拉伸波作用产生震塌破坏,加大药量时结构的震塌破坏程度加重,大约在距拱中心线1/4处产生应力集中,形成塑性铰。可为工程设计、改造加固及战时快速抢修提供有益的参考。

层状岩质边坡动力变形破坏特征的试验研究

以反倾层状岩质边坡为研究对象,通过振动台试验对地震作用下反倾层状岩质边坡的变形破坏过程进行了研究,观察记录了在不同频率、振幅、持时地震波作用下模型边坡的宏观变形破坏特征。在此基础上,对模型边坡的变形破坏模式进行了分析。试验结果表明:地震作用下边坡变形破坏特征与地震动参数密切相关;结构面对边坡的变形破坏有着控制作用;地震作用下反倾层状岩质边坡的变形破坏模式可概化为:地震诱发——顶部及浅表部松动变形——坡体裂缝发育、扩展及层间错动加剧——顶部及浅表部破坏加剧——坡脚拉张裂缝扩展及层间错动加剧,引起边坡大规模崩塌溃坏,散落岩体堆积坡脚。

基于FLAC3D多节理模型的顶底板采动变形破坏特征研究

在对深部煤层进行开采时,采煤工作面顶底板的地层沉积结构会对顶底板的强度产生影响,当顶底板层理面发育时,更易发生破坏变形,进而引发工作面顶底板的垮落底鼓事故,严重威胁矿井工作人员的生命安全以及破坏工作面开采设备。本文通过FLAC3D数值模拟的多节理和库仑摩尔本构模型对比分析工作面底板在层理发育时的破坏变形情况,得出:层理构造发育区域,采煤工作面顶底板的结构强度较层理不发育地区要低。导致顶底板更容易发生破坏变形。在层理构造发育地区开采煤资源时,应注意加强对顶底板的水害防治与采空区的支护。

椅式桩板结构变形破坏特征模型试验研究分析

山区地形艰险、地质复杂,修建铁路遇到了大量的陡坡路基,出现边坡直立的高填方车站路基越来越多,传统的单一支挡结构在此类边坡上应用无法满足多种需求,因此提出了一种兼有承重、阻滑及支挡功能的高悬臂陡坡椅式桩板结构。由于陡坡高悬臂椅式桩板结构是一种新型超静定结构,有必要揭示并掌握其变形和破坏特征,以利于该结构的设计和推广应用。通过模型试验研究分析,得出以下结论:(1)变形极值出现于主桩桩顶;(2)悬臂段变形为主控因素;(3)裂纹多出现于桩梁交界处的桩体上和横梁中部;(4)椅式桩破坏模式一般为某构件形成塑性铰使结构丧失正常使用功能;(5)坡体破坏缓于结构破坏,软质岩边坡主要发生主桩外侧的浅层坡体挤压破坏和高荷载条件下主副桩间的岩体挤压破坏。

G109国道门头沟区段沿线不良边坡的变形破坏特征及成因分析

山区公路多具有边坡数量众多、地质条件复杂、地质灾害隐患发育且突发性强等特点,故由地质灾害所导致的危害和损失比较严重,由地质灾害隐患所构成的潜在威胁十分巨大。在门头沟区主干公路崩塌灾害隐患勘查工作基础上,对G109国道门头沟区段沿线的不良边坡的变形破坏特征进行初步研究,并对其成因进行分析与探讨。

某坝区滑坡变形破坏特征及其稳定性预判

雅砻江中游某巨型滑坡距离拟选坝址仅1.3 km,目前滑坡体上有裂缝发育,滑坡的整体稳定性对于坝址的选择具有颠覆性的影响。因此,在概要介绍滑坡地质特征基础上,对滑坡体上裂缝发育分布特征及其成因机理探讨,对裂缝的产生是由整体还是由于局部导致给出明确回答,进而依据滑坡工程地质特征及定量计算对蓄水后滑坡的整体稳定性作出预测。

西南某水电站厂房平洞围岩变形破坏特征分析

西南某水电站厂房平洞CPD1岩性组合较为复杂,且片理面发育。根据现场调查结果显示,洞室围岩变形破坏特征主要包括三种类型:结构型破坏、构造—应力型破坏、应力型破坏。主洞围岩总体稳定性良好,部分洞段出现掉块及劈裂倾倒破坏;支洞开挖方向与片理面方向小角度相交,围岩总体自稳性较差,在高地应力情况下出现严重的弯折内鼓现象,需采取一定的支护措施。

注浆充填作用下共面双裂隙砂岩变形破坏特征研究

以共面双裂隙砂岩为例,采用不同的水泥浆液进行注浆充填处理,并进行室内单轴压缩试验,来研究不同注浆充填材料作用下砂岩的强度及变形破坏特征。试验结果表明:与完整砂岩相比,共面裂隙砂岩强度具有明显的退化,退化幅度在18.68%~36.99%之间;随着充填材料强度的增大,砂岩峰值强度和平均模量均表现为逐渐增大的特征。充填材料对砂岩的破裂形态具有很大的影响,充填材料强度较低时,砂岩的破裂过程主要表现为预制裂隙尖端的裂纹扩展;而充填材料强度较大时,充填作用有效抑制了预制裂隙的扩展,破裂面多表现为穿越裂隙布置。研究成果在一定程度上可以为裂隙岩体地下工程支护设计和防灾减灾提供必要的理论依据。

露天转地下采场围岩及覆岩变形破坏特征研究

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿为依托背景,借助数字照相量测技术,通过相似材料模拟试验,对20°、50°两种不同倾角条件下,露天转地下开采后,地下采场围岩与覆岩的变形破坏特征及动态演化过程进行了系统研究。结果表明:(1)地下采场围岩及覆岩的变形演化过程可划分为局部小范围微动、线性持续增大以及整体非线性剧烈垮塌3个阶段;(2)矿体倾角由20°增至50°后,边坡与地下采场围岩及覆岩的变形整体趋缓,采动影响范围小幅度缩减,沉降曲线则由非对称槽型变为碗型;(3)采场矿柱回收过程中,地下采场围岩及覆岩发生突发性失稳,呈现出明显的"多米诺骨牌效应"。

正断层错动下地铁盾构隧道变形破坏模型试验研究

为揭示跨隐伏断层地铁盾构隧道结构变形破坏特征,采用自主设计的模拟隐伏断层错动加载试验装置,开展1∶25几何比例的跨断层盾构隧道模型试验,分析正断层错动下盾构隧道的力学响应规律及变形破坏特征.试验结果表明:在2 cm正断层错动影响下,隧道纵向差异变形呈现非线性增大趋势,环缝接头张开变形主要位于断层下盘隧道拱顶及断层上盘隧道拱底,且环缝峰值张开量已超过盾构隧道接缝防水限值;断层延长线与隧道交界处管片直径收敛变形较为严重,该处管片呈现拱腰外侧受拉、拱顶及拱底外侧受压的受力状态;管片与地层之间接触压力受断层错动的影响较大,存在围岩挤压区与围岩松散区,但接触压力峰值相对较小;盾构隧道的主要变形破坏特征为环缝接头拉裂破损、管片纵向开裂及环缝接头变形,管片发生斜向剪切破坏及局部压溃破坏的概率较低.基于盾构隧道环纵向变形破坏特征,建议将管片环缝变形及接头混凝土拉裂破损作为界定跨断层盾构隧道结构破坏的主要控制指标.基于隧道的变形破坏模式,提出了跨断层盾构隧道结构设计及应对措施的建议.