基于光照技术的配称结构面有效受剪区域量化研究

结构面的有效受剪区域直接影响其抗剪性能,在以往结构面粗糙度和接触状态分析的基础上,结合结构面的形貌特征扫描和光照技术,对配称结构面有效受剪区域的量化分析方法进行了研究。结果表明:(1)在光源照射下,结构面上的光亮部分较好地反映了剪切过程中的有效受剪区域,对不同入射角下三维光亮面积百分比(BAP^(3D))的值进行了统计,随着入射角度的增大,结构面三维光亮面积百分比(BAP^(3D))整体呈近似S型的增长趋势;(2)将结构面有效受剪区域面积与结构面总面积的比值定义为有效受剪系数(JEC),结合Patton模型,从理论上分析确定了光源最佳入射角度φ_(B)=90°–(φ_(b)+i)(φ_(b)为结构面基本摩擦角,i为结构面平均起伏角),此时,光亮区域面积和实际有效受剪面积一致,对应BAP^(3D)即为所求的结构面有效受剪系数;(3)考虑有效受剪系数,对Barton剪切力学模型进行修正,建立了修正的结构面剪切力学模型,验证分析表明该模型能较准确地估算结构面的抗剪强度。

多组结构面条件下改进的CSMR法在矿山边坡中的应用

多组结构面条件下,针对常规的CSMR法修正结构面方位系数时评价结果会产生一定偏差的情况,文中提出采用改进的加权平均法和综合评估法来修正结构面方位系数,以提高CSMR法评价结果的准确性。28个矿山边坡实例的评价结果表明,改进的CSMR法与常规法计算值非常接近,相关性系数很高,但改进方法考虑了几组结构面共同影响边坡稳定的叠加效应,修正后的CSMR值与RMR值的相关性较常规方法更高,特别是当CSMR值处于岩体等级边界时,改进方法评价结果可能与常规方法相差一个等级。因此,在工程实践中,采用改进的CSMR法来评价矿山边坡的稳定性,结果更加准确、合理。

基于加权平均法修正BQ法的巷道围岩稳定性分级应用研究

岩土工程界广泛应用BQ法进行围岩稳定性分级,在分级过程中考虑地应力、结构面和地下水因素3个修正指标进行修正,而地下水影响因素修正系数和结构面影响的修正系数这2个指标在确定过程中存在分歧,提出采用加权平均法进行修正确定,给出修正模型和方法,利用修正后的[BQ]′值进行巷道围岩稳定性分级,为巷道经济合理支护提供依据。分级结果与现场实际情况一致,证明修正方法合适,能提高BQ法围岩稳定性分级的准确性。

岩质斜坡动力响应特性的结构面效应研究

斜坡的坡体结构是控制斜坡变形破坏模式、影响斜坡动力特性的重要因素。为了进一步了解"坡体结构面如何影响边坡地震动力响应规律"这一问题,对均质斜坡(无结构面)和水平层状岩质斜坡(含水平结构面)两种类型的岩质斜坡进行了大型振动台试验研究,并着重对比分析了有无结构面对岩质斜坡峰值加速度动力响应规律的影响。研究结果表明:水平层状斜坡坡表和坡内加速度动力响应基本上都大于均质斜坡,即水平层状岩质斜坡存在层面放大作用,但水平结构面对斜坡加速度动力响应放大作用的程度与地震波类型、频率、振动强度和激振方向有关,总的来说,水平层面对Z向地震波的放大作用大于对X向地震波;在本试验研究中,频率仅影响层面放大系数量值的变化,而地震波类型及其振动强度和激振方向则对其分布形式和量值均有显著影响。

基于牛顿迭代算法的大型有面外支撑杆X撑结构的屈曲分析

该文从理论分析和数值计算的角度研究了一种有面外支撑的X支撑系统的稳定性问题,提出了一种简单高效的计算方法,这种X支撑的两条支撑对角线的交点处连接了一个面外撑杆。考虑有面外撑杆的非对称交叉支撑体系在一般情况下的弹性屈曲,即不同长度、截面和载荷的连续对角,面外撑杆与X支撑平面可以有不同角度,并且X支撑的交叉点不固定在跨中。建立了两端固接的双跨受压杆件跨中任意线弹性的特征值矩阵,利用迭代算法进行屈曲载荷计算,详述了新型X支撑系统的屈曲荷载理论计算方法。推导了两端固接的双跨受拉(压)杆件跨中任意位置处的转动刚度计算公式,并通过数值计算讨论了不同受力形式转动刚度对X支撑的屈曲长度系数的影响,阐释了在实际结构中转动刚度对屈曲载荷的影响可忽略。进行比例加载屈曲分析,分析的目的是建立受压杆件的有效长度因子与压缩杆件和拉伸杆件的力比之间的关系。得到了任意位置处的非对称交叉支撑系统有效长度因子的数值解,并通过已有文献的退化结果验证了其有效性。结合工程实际,给出了屈曲长度系数的理论推荐值。