如美水电站坝址区碎裂松动岩体成因机制

以澜沧江如美水电站坝址区为研究对象,在工程地质定性分析碎裂松动岩体成因机制的基础上,运用离散元UDEC软件,建立了地质概化模型,模拟了岸坡在自重应力场和构造应力场共同作用下的河谷下切和碎裂松动岩体的形成过程,综合分析了碎裂松动岩体的成因机制。研究结果表明:坝址区岸坡岩体卸荷形式多样,其中以“推移-错动”型卸荷影响范围最大,卸荷机制最为复杂;随着河谷的下切,岸坡岩体地应力发生重分布,主应力减小,剪应力增大,近坡表岩体应力出现明显松弛卸荷现象,岸坡沿上部顺坡向中倾结构面产生较大变形,且对下部尖灭部位岩体产生了较大的推力,岩体沿反坡向陡倾节理出现反向错动,并在坡表形成外高内低的错台现象,岸坡岩体出现明显的倾倒变形特征,形成典型的“推移-错动”型卸荷模式,并叠加强烈的风化作用,最终形成碎裂松动岩体。

强震条件下碎裂岩体崩塌机理及崩塌后壁对堆积体稳定性影响研究

"5.12"汶川地震的强震作用诱发产生了大量崩塌地质灾害,且多发生于碎裂结构岩体中。崩塌后斜坡后缘岩体及前缘堆积体的稳定性和后缘岩体对前缘堆积体稳定性的影响研究同样是震后灾害所面临的问题。以干河沟沟口斜坡为例,在分析该斜坡结构特征及崩塌机理的基础上,采用二维离散元软件UDEC模拟了斜坡在天然或强震条件下的稳定状态和可能失稳过程;运用极限平衡法对陡壁岩体再次崩塌,产生新物质堆载在现有崩塌堆积体后缘前、后分别建立模型进行了稳定性分析。研究结果表明:碎裂岩体崩塌过程可分为应力重分布、潜在崩塌体形成和地震诱发崩塌3个阶段。崩塌堆积体在考虑后缘堆载作用之前,在天然或地震环境下均处于相对稳定状态,考虑堆载作用之后,其可能会在地震条件下失稳。离散元法和极限平衡法的组合使用,对于解决同类斜坡的同类问题切实可行。

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°。

综采工作面直接顶碎裂岩体冒顶机理及其控制

本文根据直接顶岩体冒顶现场实测和相似模拟实验结果，阐明综采面破碎顶板的碎裂岩体属性与冒顶特征，并建立碎裂岩体冒顶力学模型，深入研究冒顶本质原因和控制原理。在此基础上，本文提出了有效控制碎裂岩体冒顶的指标体系与技术措施，进而在生产实践中成功地控制了碎裂岩体冒顶事故。

碎裂岩体失稳产生涌浪原型物理相似试验研究

崩滑体涌浪事件具有突发性和灾难性,且实测资料有限,原型物理相似试验研究这种涌浪现象是很好的方法。以三峡库区龚家方崩滑体涌浪事件为原型,探索构建三峡水库蓄水后干流上第一个涌浪大型物理相似试验模型,其长24 m,宽8 m,高1.3 m,几何相似比为1∶200。试验采用大理石材质、d50=1.47 mm的粗砂模拟碎裂岩体,利用波高仪、高速摄影机和爬高测试带监测河道内的水波变化过程,实施了以前缘入水速度为变量的6组涌浪试验。试验结果与龚家方涌浪事件调查结果对比表明,该试验方法可用于预测和研究类似碎裂岩体失稳产生涌浪问题。系列试验分析后,首次通过数据展示碎裂岩体失稳产生的涌浪在传播过程中波的追逐、叠加及反射波叠加等相互作用过程,精细地刻画了河道内涌浪传播和爬高衰减率的差异性。通过该原型模型系列试验,探讨碎裂岩体失稳产生涌浪模型试验的改进方向。采用的物理相似试验方法为碎裂岩体失稳产生涌浪研究提供了很好的借鉴,试验得到的数据及规律认识将为三峡库区类似岩质岸坡失稳产生涌浪预测提供极大的技术支撑。

碎裂结构边坡变形机理及治理对策研究

碎裂结构边坡稳定性受多组相交结构面控制,且受降雨、地震等多因素影响强烈,具有一定的特殊性。本文以某花岗岩碎裂结构边坡为例,在边坡的地质条件和岩体结构研究的基础上,结合施工及监测反馈信息,深入分析了边坡变形破坏模式,并根据稳定性计算结果,提出锚索、钢筋桩与排水相结合的支护方案。研究结果表明:坡体内部陡倾卸荷裂缝发育形成后缘切割面,中下部滑面追踪陡缓两组结构面发展;支护措施实施后,边坡经历"5.12"地震及雨季,多点位移计监测结果表明,地震和降雨对边坡稳定性影响较大,支护措施较好地控制了边坡变形。

充填胶结碎裂结构岩体的成因机制及工程地质特性研究

本文以工程实例为依托,在现场大量调查、测试、试验的基础上,对一种新型碎裂结构岩体—充填胶结碎裂岩体的工程地质特性和成因机制进行了分析。此类岩体表观碎裂,但是由于岩块之间被钙质充填、胶结,使得表观碎裂的岩体在原位状态没有受到大的扰动的情况下具有较高的力学性能,其可以用作坝基岩体,与普通的碎裂岩体有着本质上的差别。该类岩体一旦受到外界大的扰动,其力学性能迅速降低,在施工中应该特别注意。

破碎岩体强含水层巷道疏水施工控制技术研究

通过总结西部矿区软岩巷道的水害发生机理,提出打钻放水与注浆堵水相结合的巷道施工控制技术,基于数值模拟方法研究了采用注浆堵水与疏堵结合两种控制方法下的围岩变形及应力分布特征,进而确定了强含水层巷道疏水关键施工控制技术。研究表明,隔水层岩性及矿山压力是引起巷道突水的关键因素;富水巷道采用疏堵结合的施工技术能有效控制围岩变形与应力发展,顶板沉降减小了60%,围岩应力集中降低了22%,确保了巷道结构整体稳定,为富水软岩巷道的水害防治及支护设计提供了科学依据和技术指导。

确定碎裂岩体综合内摩擦角的一种新方法

碎裂岩体具有风化破碎、裂隙充分发育的特征,可以通过测量边坡休止角的方法确定碎裂岩体的综合内摩擦角。根据碎裂岩体的平面分布与坡面形态,将碎裂岩体边坡的坡面形态概化为4种模型,并采用数理统计的方法确定综合内摩擦角。采用新方法对某工程坝址区碎裂岩体的综合内摩擦角进行了计算,结果表明:新方法充分考虑了各种因素作用下坡面形态的不规则性,该方法确定的综合内摩擦角符合实际情况。

碎裂结构顶板锚杆支护实践

巷道顶板为碎裂结构岩体,冒落高度达2～3m,两帮形成板裂化破坏。应用锚杆兜吊和锚索悬吊两种作用设计了锚杆支护参数。试验巷道没有发生冒顶事故,保持了稳定,变形后的断面满足生产需要,试验取得成功。支护成本下降315 3元/m,改善了安全生产条件,提高了生产效率。

某水电站坝肩边坡碎裂松动岩体发育特征及开挖变形响应分析

以澜沧江某水电站左坝肩边坡为研究对象,通过野外调查发现,坡体广泛发育一类同时具有碎裂结构和显著松动变形的特殊岩体,由此提出了碎裂松动岩体的概念。对其发育特征进行研究后发现,碎裂松动岩体不仅具有从坡表往里依次呈现出散体-碎裂-块裂的结构特征,而且其发育深度与极强卸荷带也具有较好的对应关系。鉴于此,提出了其划分标准:将具有散体-碎裂-块裂结构的岩体深度作为其结构上的发育深度,而极强卸荷带发育深度则作为其卸荷上的发育深度,取二者的平均值作为最终的发育深度。为了验证利用该标准划分的结果能够指导边坡开挖,采用UDEC进行模拟,结果表明:边坡开挖后,整体变形小、稳定性较好,仅局部开挖面附近出现小规模的危岩体。建议沿划分的碎裂松动岩体发育深度对该边坡进行开挖,2 880 m高程上、下开挖坡比分别为1∶1.5和1∶1。通过碎裂松动岩体的划分,能够为此类特殊的边坡岩体合理的开挖深度的确定提供参考。

碎裂结构岩体路堑边坡锚间距的断裂力学探讨

锚索间距是进行边坡锚固设计的关键参数,由于碎裂岩体结构边坡潜在破裂面的形成受其内部主要裂纹的控制,为确定碎裂结构岩体路堑边坡锚固锚索间距,采用断裂力学理论,通过分析裂纹尖端应力场,结合边坡设计的安全性要求,提出了基于断裂力学理论的该类边坡锚间距分析方法,经过实际工程应用,验证了该方法的可靠性。

碎裂岩体加固的正交有限元分析

利用ANSYS建立碎裂岩体加固的数值计算模型,对影响巷道围岩位移的诸多因素进行正交分析,分别得到各单个影响因素对巷道围岩位移量的影响规律,以及各因素的多元线性回归方程,并且对诸个因素的影响程度进行了排序。

高寒山区深切河谷碎裂松动岩体成因机制分析

以澜沧江某水电站坝址区碎裂松动岩体为研究对象,通过对岩质边坡现场调查,并运用ANSYS有限元软件模拟河谷演化和冻融循环过程,综合分析碎裂松动岩体的成因。调查结果表明,碎裂松动岩体的形成与区域赋存的地应力场、地层岩性、河谷演化及高原冻融风化有关。数值模拟揭示了河谷演化过程中边坡岩体持续经历主应力降低、剪应力增大的状态,应力释放而驱动边坡岩体结构面破裂,形成大量的卸荷拉张裂隙,初现"松动"特征;在大温差冻融循环作用下,原本存在裂隙面的岩体不断扩展延伸直至发生疲劳性损伤裂化。由此,总结了碎裂松动岩体的成因机制,该成果对高寒山区深切河谷碎裂松动岩体的形成机制提供依据。

金川二矿区深部高应力碎裂围岩巷道卸让压支护试验

随着采矿深度的增加,金川二矿区巷道失稳等问题突出,借鉴矿区浅部巷道卸让压支护经验对深部巷道进行试验,优化支护方案。以二矿区深部开采工程分斜坡延伸工程850~814 m段为试验地点,选取3种支护方案,通过巷道收敛变形监测、支护体外观观察、岩石松动圈对比等方法评价3种支护方案的效果,得出锚杆+钢筋网+钢拱架+喷射混凝土一次支护、锚杆+钢筋网+喷射混凝土二次支护的方案最优,稳定期在二次支护后6个月,其后巷道逐渐趋于失稳状态,建议在该阶段进行相应加固措施,以延长巷道的使用寿命;同时,一定数量的孔口密封空置锚杆孔对巷道围岩有一定的卸压作用。结果对二矿区深部开采巷道支护方案设计具有指导作用。

高寒峡谷地区碎裂松动岩体工程特性研究

受青藏高原持续隆升的影响,在西藏地区的澜沧江河谷一带形成了复杂的地质环境,工程地质问题极为复杂,河谷岸坡山脊部位多分布有一个个"碎裂松动岩体"。本文综合运用三维激光扫描、无人机影像测量、工程地质测绘、平硐勘探、室内点荷载试验和原位剪切试验等手段,系统地研究了碎裂松动岩体的分布特征、变形特征、成因机理和物理力学参数。结合碎裂松动岩体的变形程度,将碎裂松动岩体划分为强、弱变形两区,提出了碎裂松动岩体的成因是卸荷、倾倒变形及冻融等综合作用所致的观点。并在前述研究的基础上给出了碎裂松动岩体的处理建议,为坝基岩体利用或是边坡稳定性分析及处理奠定了一定的基础。

某水电站碎裂松动岩体形成机制及稳定性分析

碎裂松动岩体是指一系列具有碎裂结构且各向结构面均有张开的岩体,其碎裂特性和松动特性对工程建筑长期稳定性有着巨大影响。采用现场地质调查为主要手段对研究区碎裂松动岩体赋存地质条件和变形破坏迹象进行了研究,并从卸荷、冻融和地震三方面分析了其成因机制。运用二维离散元UDEC模拟碎裂松动岩体在各工况下的稳定性,发现地震作用对碎裂松动岩体稳定性影响明显大于暴雨作用,且其变形过程由暴雨工况下的由下至上逐层次破坏转化为岩体先解体,再发生整体滑动。

高原寒区碎裂松动岩发育特征研究

以澜沧江流域上游如美水电站工程区为例,针对高寒、高震、高陡、快速抬升及卸荷风化强烈("三高一快一深")的特殊工程地质条件,提出了碎裂松动岩体这类特殊岩体,并运用工程地质调查、地质过程机制分析方法、文献计量学方法等手段,对碎裂松动岩体的发育特征、变形破坏形式开展了深入研究,为后续对碎裂松动岩体开展成因机制研究、边坡稳定性评价与治理,并最终服务于工程建设提供了依据。在水能资源开发步伐逐步迈向青藏高原地区的今天,将具有较为实用的科学实践意义和工程应用价值。

高原寒区碎裂松动岩体成因机制研究

以澜沧江流域上游如美水电站工程区为例,针对高寒、高震、高陡、快速抬升及卸荷风化强烈("三高一快一深"),这一特殊工程地质条件下孕育的碎裂松动岩体,运用地质过程机制分析方法手段、物理力学试验、数值模拟、文献计量学方法等手段,以岩性、河谷演化、地应力、气候等因素为重点,对碎裂松动岩体的成因机制开展了深入研究,为后续对碎裂松动岩体开展边坡稳定性评价与治理,并最终服务于工程建设提供了依据。在水能资源开发步伐逐步迈向青藏高原地区的今天,将具有较为实用的科学实践意义和工程应用价值。

破碎岩体中铜矿床开采方案

介绍了中条山有色金属集团公司胡家峪矿业公司桐坑90#矿体的开采思路,阐述了在破碎岩体中采矿的具体方法,通过研讨、实践检验,摸索出一套更成熟的破碎岩体中采矿的新方法,为今后开采相似矿体积累了经验。