针对双目摄像技术的岩体结构面非接触调查评述

为准确评估岩体质量的优劣,以及了解其在稳定性方面的差异,进行岩体质量分级工作是必要的,其中最关键的部分是调查岩体的结构面。现阶段,对于岩体质量分级中的岩体结构面的调查方法主要有现场接触法、钻孔测量以及非接触扫描测量3类方法。随着科技发展,基于双目摄像技术的岩体结构面非接触调查法在识别准确率上有质的提升,同时大大节省人力物力成本。该文结合基于双目摄像技术的岩体结构面非接触调查法的基本原理、采集过程及数据处理过程对这项技术进行详细介绍,同时通过应用实例对该技术的实用性进行评述。该技术符合现场实际条件,能够快速评价岩体质量,为矿山企业提供重要依据来选择工程结构参数,并有效指导生产。

结构面产状对深埋互层隧道稳定性影响与变形控制研究

深埋互层隧道极易发生大变形,严重危害隧道施工安全。以中兰客专尖山隧道为依托,对不同结构面产状、不同角度和长度的锚杆等工况进行数值分析,结果表明:层理面倾角对隧道周边位移影响较大,且当层理倾角与地应力方向呈一定角度时,支护结构受明显偏压作用;隧道轴向与层理面的夹角对隧道开挖轮廓附近围岩水平变形影响显著。在系统锚杆支护的基础上进行锚杆布置角度和长度的优化,并对其支护效果进行评价。现场采取优化锚杆角度和长度技术措施后,深埋互层段隧道稳定性和变形控制效果良好。

汤屯高速公路顺层岩质边坡变形机制分析及治理对策研究

通过对汤屯高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征进行细致研究,在此基础上通过FLAC3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移弯曲–滑移拉裂复合型滑坡的初始阶段,边坡的变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,坡体中上部块体沿层间软弱夹层产生滑动,受下部岩体约束,在坡体最薄弱部位–开挖面附近产生弯曲变形;受弯曲部位推力作用,第一级边坡碎裂岩体中逐渐产生剪切滑动面,并与弯曲部位岩体中滑移切出面贯通,最终破坏。基于变形机制分析的治理措施将重点放在控制碎裂岩体和潜在剪出口的变形上,监测结果表明,边坡达到稳定性要求。

工程岩体完整性评价的实用方法研究

采用结构面统计与结构面结合特征识别相结合的方法,从结构面几何发育特征和结合特征两方面评价工程岩体完整性。用体积节理数评价结构面几何发育特征,并引入岩体几何完整性系数Ig来表征。根据结构面张开度和充填胶结特征将其结合程度分为5级,给出各级的定性特征描述,并引入结构面结合程度系数Ip对其量化。进而定义了岩体完整性指数将岩体完整性划分为完整、较完整、破碎、较破碎和极破碎5级,并给出对应的定性特征描述和Irm值区间。结合公路隧道工程实例,分别采用文中方法、声波测试法和体积节理数测量法对隧道围岩完整性进行了评价并对评价结果进行了比较。结果表明,文中方法得到的岩体完整性指数Irm与声波测试法得到的Kv基本一致,而体积节理数量测法的评价结果整体上大于声波测试方法。

基于分形理论的岩体工程分类初探

介绍了岩体工程分类的研究现状及发展趋势，指出岩体质量的决定因素是岩体的坚硬程度及完整程度，各种结构面的存在使岩体的坚硬程度及完整程度降低。研究表明，岩体结构面的分布具有很好的分形现象，在此基础上，重点论述了岩体工程分类的分形方法。

煤矿巷道围岩稳定性动态工程分类技术研究与应用

基于围岩质量计算、柱状图数字化与重组、围岩结构诊断、采动应力作用后围岩结构演化等研究成果，采用“工程要求、基本结构、演化结构”为一级指标，提出了巷道围岩稳定性动态工程分类技术、分类结构的表达技术及分类结果的应用方法。

黄土体工程地质的研究体系及若干问题探讨

针对黄土的结构性、水敏性和裂隙性等特殊性质,建立了适合黄土体特征及特性的黄土体工程地质研究体系研究对象、理论基础、内容、路线和方法,指出其研究对象是黄土体。黄土体结构面及其相关问题是黄土体工程地质研究的薄弱环节。探讨了黄土体结构面的分类和分级、黄土体结构类型、洞室围岩类别和黄土体的水敏性等问题,并根据结构面的规模、活动特征及其对工程的危害程度,将黄土体结构面分为6级。依据黄土的沉积特点、结构面的特征和工程黄土体的范围将黄土体结构分为均质结构、层状结构、柱状结构、块裂结构和碎裂结构。认为加强和突出黄土体工程地质研究,有助于正确认识黄土体工程地质特征和解决相关的工程地质问题。

岩体结构面网格渗透张量分析方法

工程岩体的渗透特性研究是其渗流分析和稳定性设计的技术关键·作者以现场岩体渗透结构面概率模型统计资料为依据,采用离散介质方法建立典型裂隙网络模型,提出计算岩体结构面网络的等效渗透系数张量方法·应用等效连续介质模型分析方法研究区域岩体的渗流问题·针对现场的矿山边坡水文地质实体,运用该技术建立了反映岩体渗透各向异性的等效连续介质模型·实例分析表明,该技术途径不但适合工程岩体宏观渗流分析的特点,而且能够较为深刻地认识裂隙渗流的本质·

呼的合铜矿工程地质调查与岩体质量评价

针对呼的合铜矿工程地质条件、水文地质条件及岩体力学特性等,应用岩体工程地质力学方法进行了工程地质划分、节理裂隙统计和岩体结构分类。同时应用CSMR分级方法对呼的合铜矿岩体质量进行了系统全面的分类和评价,其评价结果为Ⅰ区和Ⅱ区边坡岩体质量评价级别为IIIb,Ⅳ区、Ⅴ区和Ⅵ区评定级别为Ⅲa,Ⅲ区评定级别为Ⅱb。

岩体结构分形及应用研究

岩体结构包括两个基本要素:结构面和结构体。通过分形理论研究岩体结构,得出结构面和结构体分布具有分形特征。根据结构网络图,可分别求出结构面和结构体的分形维数D_(PF)和D_(VF)。结构面分布分形维数D_(PF)越大,反映结构面分布越复杂,优势面(南京大学罗国煜教授提出)发育的方向范围就越大,相应地岩休质量就更差;结构体分布分形维数D_(VF)越大,反映结构体大小分布的状况是大的结构体所占分量趋于增加,结构面的密度、迹长、总面积趋于变小,则岩体质量趋于变好。最后指出结构面和结构体分布分形维数是决定岩体质量的两个指标,是对岩体质量进行评价的合适指标。

澜沧江藏东流域岩体结构面分形研究

基于澜沧江藏东流域岩体结构面的现场编录资料和分形理论,验证了研究区岩体结构面具有自相似性,符合分形特征。通过对研究区35个平硐、5 000余米长度平硐揭露的岩体结构面进行计算分析,用分形维数定量描述了岩体质量等级、岩体卸荷风化强弱分带。尝试通过细化计算平硐内结构面分形维数,实现运用分维值对工程中岩体质量进行评价和对岩体卸荷风化强弱进行划分。

砂板互层岩体中隧道围岩力学特性研究

通过建立可反映互层岩体中砂岩与板岩组成、岩层倾角、岩层走向等因素变化对岩体变形影响的互层岩体本构模型,研究了砂板互层岩体中隧道围岩的力学特性。研究结果表明:岩体中板岩体积含量越高,围岩最大变形及破坏范围越大,隧道周边围岩变形不对称性也越明显,板岩结构面的内摩擦角大小对岩体变形及破坏范围影响很大,板岩沿结构面破坏为砂板互层岩体的主要破坏形式之一;砂板互层岩体的倾角变化将影响隧道周边围岩变形的对称性及破坏区域的分布,倾角在40°～60°时,围岩变形的不对称性最明显,板岩含量较高时,砂板互层岩体的最大变形随倾角的增大而降低;岩层的走向与洞轴线交角越大,围岩变形越小,隧道周边围岩变形也越趋于对称,在陡倾砂板互层岩体中,洞轴线应尽可能沿与岩层走向大角度相交的方向布置以利于围岩的稳定;随着埋深的增加,围岩变形及破坏范围均增长,因岩层倾角、走向变化引起的隧道周边围岩变形不对称性也越明显。

基于小尺度量测值的岩体结构面粗糙度系数分析

介绍了R/S分析法的基本原理 ,对H .E .Hurst经验关系式进行了修正 ,建立了以小尺度的量测结果来反映大尺度范围内岩体结构面粗糙度系数的计算式 .

溪洛渡水电站坝肩岩体质量分级研究

以溪洛渡水电站坝区工程地质条件研究为基础,通过岩体结构面详细调查、分析,提出了岩体结构和岩体质量分级的定量指标,并根据规范和现场实际情况确定了岩体质量分级方案,划分了坝肩岩体质量类型,分析了坝肩岩体质量分布特征.

浅析岩体及其结构面力学强度参数选取

准确评价各种岩体和结构面的力学强度,是工程地质勘察的一项重要工作,也是工作的难点。根据多年的工程实践,结合龙滩工程施工期开挖揭露的具体地质条件与地质问题,对龙滩工程岩体及其结构面力学强度参数的选取作了一些补充规定,并探讨了影响岩体和结构面的力学强度参数选取的各种因素。

安庆铜矿-400m以下岩体质量评价与分析

根据矿体开采要求,通过岩体工程地质调查(岩体构造调查、结构面产状统计)和质量综合评价(岩石坚硬程度、完整程度、基本质量分级、工程岩体质量级别划分)对安庆铜矿1#矿体-400m以下岩体质量进行综合评估,结果表明:岩体结构面可以分为5组,最发育结构面组优势产状与F1断层一致;开采最佳轴线方向为28°方位,重要工程(采场、凿岩硐室等)一般垂直矿体走向布置,属于稳定性有利方向;四种主要岩体属于坚硬或较坚硬岩,完整性程度较好,工程岩体级别为III级。所得岩体质量评价结论可为矿山后期开采提供基础数据支撑。

分形理论在岩体结构面方面的应用

介绍了分形理论、岩体结构面的基本概念,以及分形理论在岩石结构面方面的应用,探讨了用岩体结构面分布的分维数作为岩体质量评价的定量指标及分形理论在确定岩体地质结构面粗糙系数方面的应用,并简要讨论了目前研究存在的问题。

谦比西铜矿西矿体工程地质调查与评价

针对中色非洲矿业公司下属谦比西铜矿西矿体围岩的工程地质、水文地质条件及岩体力学特性复杂性,运用岩体工程地质力学方法进行了工程地质岩组划分、节理裂隙统计和岩体结构分类。利用RMR分级及Q系统分级方法对不同岩组的岩体质量进行了分类和评价,得出了工程岩体质量评价结论,为西矿体采矿和巷道支护设计方案提供了基本地质资料。

岩体体积节理数表征岩体完整系数的结构面类别修正研究

岩体完整性是评价工程岩体稳定性的重要指标之一。众多研究结果表明,岩体完整性系数Kv能比较全面地体现岩体的完整性,但其测试难度高,且不利于现场测试工作的频繁开展,需要一种更易于测量的指标。基于文献调研及大量工程实测数据,通过研究岩体体积节理数Jv与岩体完整系数Kv的关系,提出了考虑结构面类别的Jv表征Kv的修正方法。修正方法中将结构面划分为5类,明确了结构面性状定性、定量划分依据,并依据实测数据确定了结构面修正系数Jp的取值方法。对比实际工程中的实测Kv值、国标推荐换算得到的Kv值、线性拟合得到的Kv值、修正换算方法得到的Kv值,结果表明,采用修正方法得到的Kv值与实测Kv值的拟合优度更高,绝对残差较国标推荐算法和线性拟合换算结果分别减少了58%和32%,换算准确度更高。这证明了研究提出的岩体体积节理数表征岩体完整系数的结构面类别修正方法在工程应用上是可行的,可以在后续工程中推广使用。

三维激光扫描与结构面模拟在地质勘察中的应用

边坡岩体结构调查是跨江桥梁工程地质勘察的重要内容,利用三维激光扫描与结构面三维模拟技术,能更方便地获取边坡岩体结构的信息。介绍了三维激光扫描仪的工作原理及野外工作条件,配合野外结构面产状测量,建立斜坡岩体三维结构面网络模型,能高精度、高效率地获取岩体结构特征。以清江某拟建跨江大桥桥址区两岸边坡岩体结构调查为例,阐述了该方法的应用条件、步骤以及内业解译过程,具有指导意义。