Distribution and quantitative zonation of unloading cracks at a proposed large hydropower station dam Site

Rock mass unloading is an important rock engineering problem because unloading may impact the stability of a rock mass slope. Based on hydroelectric engineering principles, this study focuses on the classification of unloading zones to reflect the rock mass structure characteristics. Geological background and slope structure of the study region were considered to investigate the distribution and deformation of the unloading process. Quantitative indices were classified according to the formation mechanisms and the geological exhibition of unloading zones. The P-wave velocity(V_P), the ratio of the wave velocity(V_p) the ratio of the test P-wave velocity along the adit depth to the P-wave velocity of intact rock, the sum of joint openings every 2 meters(S_t), and the density of open joints(D_t) were calculated as quantitative indices for the rock mass unloading zone. The characteristics of the unloading zone of rock mass slopes at the dam site were successfully determined. The method of combining qualitative data with quantitative indices was found to be effective for the classification of slope unloading zones.

钢铁物流中心平面布局研究

钢铁物流中心将物流的各个环节连接在一起,科学合理地布局钢铁物流中心,对于促进物流中心内各项物流活动高效运作、降低物流成本、提升物流服务质量具有重要意义。结合钢铁物流的特点,研究了钢铁物流中心的功能分区和作业流程,提出适合钢铁物流中心平面布局的原则。根据铁路装卸线是否进入仓库,以及库内桥吊与铁路装卸线的相对关系不同,研究了铁路布置在库外和库内、桥吊垂直和平行铁路布置等4种平面布局方案,并给出了不同布局方案的适用场景。最后结合长沙北货场钢铁物流中心实例,对钢铁物流中心平面布局进行说明,对钢铁物流中心的规划和设计具有一定的参考意义。

穿越断层破碎带深埋洞室爆破开挖围岩破坏机理研究进展

我国西部大开发战略正进一步实施,西南高山峡谷地区正在或即将在密集展开一大批大型水电工程.然而受复杂地形条件限制,工程建设中将导流、引水、发电等水工建筑物布置在地下,这就涉及到具有埋深大、地应力高典型特征的地下洞室群开挖工程,并且相当一部分地下洞室群不可避免地穿越断层破碎带.本文总结了近年来工程师和学者重点关注的围岩变形破坏成因以及降低围岩变形破坏发生风险和保障深埋洞室施工安全的方法与技术.诸多研究从理论上阐明了爆破-瞬态卸荷力学作用过程,明确了爆炸应力波和地应力瞬态-卸荷应力波产生机理;从爆破-瞬态卸荷反复扰动激发应力波传播规律、应力波与含断层破碎带岩体的相互作用、含断层破碎带岩体强度特征等方面深入研究爆破-瞬态卸荷反复扰动下穿越断层破碎带深埋洞室变形破坏机理.并结合现场试验、数值模拟和室内试验的方法研究提出了爆破-瞬态卸荷扰动作用下围岩破坏预报及其控制措施.最后提出了关于爆破-瞬态卸荷扰动对含断层破碎带岩体复杂相互作用及控制技术的深入研究方向.

斜坡岩体卸荷分带量化研究

岩体卸荷及卸荷带划分一直是水利水电工程地质研究的重要内容 ,它是影响坝基建基面选择的主要因素之一。作者在分析国内外岩体卸荷分带研究成果基础上 ,提出了采用裂隙开度、裂隙条数、纵波速度、透水性系数等作为岩体卸荷分带的量化指标 ,并采用裂隙开度、裂隙条数、纵波速度对工程区部分平洞岩体进行卸荷带划分 ,其结果与现场定性划分的卸荷带界线基本一致。

钻孔弹模法评价小湾水电站坝基岩体卸荷特征

在澜沧江小湾水电站拱坝建基面进行了5个钻孔的基岩钻孔弹模测试,以评价开挖爆破对岩体的松弛效应与卸荷深度。扼要介绍了钻孔弹模测试原理及测试结果,估计了卸荷松弛深度,并与单孔声波监测结果进行了对比分析。

斜坡应力分带性测试及其在卸荷分带中的应用

洞壁应力恢复法地应力测试具有简易、快速、经济、实用等优点,可应用于斜坡应力场的系统测试和研究。本文采用该方法对某大型水电站枢纽区两岸不同高程勘探平硐洞壁应力场作了较系统测试。测试成果表明,斜坡应力场随深度变化具有明显分带性,斜坡表部应力值较低,随硐深增加,其值逐渐增大,并在某一部位突然增高,出现应力相对集中的现象,而后应力略有降低并逐渐趋于平稳增大。据此,将斜坡浅表部应力场由表及里划分为应力降低带、应力增高带及应力波动带。卸荷带的分布与这一应力分带性密切相关,卸荷带底界往往对应于应力降低带的下限或应力增高带的起始点,划分结果与斜坡岩体结构、变形破裂特征及地震波速具有较好的一致性,表明应力分带性特征可作为斜坡岩体卸荷带综合划分的指标。

一种高边坡岩体卸荷分带方法的探讨

岩体卸荷是水利水电工程建设中常见的工程地质问题之一。本文介绍了高边坡岩体卸荷的背景条件、作用机理、卸荷岩体特征以及常见的卸荷带划分方法。针对河谷斜坡岩体从表部到深部 ,岩体裂隙发育程度、张开程度逐渐降低的特征 ,以黄河上游某水电站高边坡印支期花岗岩体的现场调查资料为依托 ,应用岩体裂隙发育程度、张开程度量化指标对斜坡岩体卸荷进行分带 ,较好地将岩体卸荷分带与岩体结构、岩体工程特性紧密结合起来 。

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征研究

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征明显,采用地质调查、钻孔声波测试、内外部变形监测、现场变形试验、钻孔芯样力学试验、压水试验、孔壁录像、钻孔弹模测试等手段进行综合研究,结果表明,边坡岩体可划分为强、弱、微三个卸荷带,强、弱卸荷带岩体力学性质有明显弱化,微卸荷岩体力学性质无明显变化。在卸荷带内未产生新的结构面,但卸荷引起了结构面的进一步扩展和张开。岩体变形是结构面张开和岩块变形的综合反映,主要受开挖卸荷影响,锚索对于限制结构面张开作用明显。

黄土坡体节理发育特征和空间分区与边坡稳定性

通过现场调查分析了黄土坡体节理发育特征,节理走向与边坡倾向呈大角度斜交,节理走向受边坡倾向的控制。根据对斜坡不同区域受力分析,台塬区土体主要受到湿陷拉张作用,在斜坡地带土体主要受水平卸荷所产生的推力作用,把斜坡区节理发育分为湿陷节理发育区、拉张节理发育区、挤压节理发育区和开挖卸荷节理发育区。最后,对有无节理边坡进行了稳定性计算,计算结果和理论分析一致。

V型河谷区原地应力测量研究

为研究V型河谷区岩体应力的大小、方向及其分布,采用水压致裂法对河床和山体内的平面和三维地应力进行现场测量。实测最大水平主应力方向为NW40°～60°,最大水平主应力值最高近40MPa,最小水平主应力值为20MPa;在河床谷底浅部80m以上,受河谷卸荷影响地应力有所释放,形成卸荷带;孔深90～130m产生应力集中,形成V型峡谷典型的“应力包”分布特征;在山体内PD27#平硐不同硐深处的3个测点进行三维地应力测量。测量结果表明:三维主应力值随硐深的增加而增大,从1#～3#测点测得的最大主应力和最小主应力的数值增加近1倍;3个测点主应力的方位和倾向大体一致,随硐深的增加,最大主应力倾角逐渐变陡,反映出重力的贡献越为显著。对原地应力实测结果进行解析,得到隧道横截面的最大主压应力和最小主压应力及相关的应力参量,结合岩爆判据对隧道发生岩爆的可能性进行分析,隧道横截面内最大差应力的大小是控制岩爆发生的主要因素。

渗透系数作为岩体卸荷分带量化指标的研究

渗透系数在一定程度上可以反映岩体内部裂隙发育程度、节理开度及卸荷程度,因此常作为岩体卸荷带划分的定量指标之一。但由于卸荷岩体的非线性特征,以及卸荷带研究方法和工程背景条件等方面的差异,各家划分卸荷带时所采用的渗透系数界限标准各有不同。本文从工程实例出发,通过对定性划分的各卸荷分带内对应钻孔段渗透系数的统计分析,以其统计平均值作为岩体卸荷分带的界线标准。实际应用表明,渗透系数作为卸荷带划分依据具有一定的优势,按渗透系数划分的卸荷带深度与其他方法综合确定的卸荷带深度基本接近。

开挖岩体边坡卸荷带宽度的计算方法

卸荷带的判别与计算,直接关系到岩体边坡的长期稳定性及致灾安全性。针对均质岩体边坡,采用弹性理论楔形体力学模型,提出了开挖岩体边坡力学模型,建立了开挖岩体边坡应力的计算方法;从开挖高度、开挖坡度、台阶宽度、岩体粘聚力、内摩擦角及岩体容重等方面,通过敏感性分析,探讨了开挖岩体边坡卸荷带宽度的变化规律,据此采用量纲分析法,建立了开挖岩体边坡卸荷带宽度的计算公式。

岩质高边坡卸荷带形成及其工程性状研究

首先针对边坡开挖或河谷下切的卸荷过程 ,讨论了边坡应力场的分布 ,提出了边坡二次应力的“驼峰应力分布”规律。在此基础上 ,分析了伴随边坡二次应力场的形成 ,岩质高边坡卸荷带的形成机理。进一步 ,结合三峡船闸高边坡的开挖和监测实践 ,讨论了卸荷带的工程地质意义及其力学性状表现。最后 ,利用本文的基本观点 ,对三峡船闸高边坡卸荷带进行了合理的数值模拟研究。

边坡岩体风化卸荷特征研究及在姚家坪水利工程中的应用

姚家坪水利枢纽工程两岸边坡稳定性研究内容包括边坡卸荷带划分和卸荷岩体质量评价2部分。通过采用小排列折射波法,有效消除了试验平洞开挖后形成的岩体松动区对边坡卸荷带划分的影响,获得了边坡内部与风化卸荷有直接关联的未扰动层原岩波速;根据平洞地质素描和波速测试资料分析高边坡岩体卸荷带的风化卸荷特征;按照国家工程岩体分级标准,根据平洞波速和室内岩石力学试验求取卸荷区岩体的BQ值及其分布规律,最终达到了充分了解和掌握该工程边坡岩体稳定条件的目的。

高边坡岩体卸荷带划分的量化研究

边坡卸荷及其卸荷带是西南地区高边坡一种常见的现象,对岩石边坡稳定性及其它岩石工程问题有重要的影响。在分析目前卸荷带划分方法的基础上,根据卸荷带的形成机理及地质表现,提出了用裂隙率、张开裂隙率和“隙宽和”3个量化指标进行卸荷带的划分。结合实际工程,进行了大量的现场裂隙测量,分析结果表明,3个量化指标对卸荷带的强弱有较好的响应关系,作为卸荷带划分的量化指标具有较好的可操作性。进一步,结合卸荷带的地质特点,提出了所研究的具体工程其卸荷带划分的建议方案。

高地应力地区河谷应力场特征

利用数值模拟以及地应力实测资料,研究了高地应力区河谷应力场的分布特征,发现对于无卸荷带的均质弹性边坡,从坡表到坡内可以划分为应力降低区(σ1<γh)、应力平稳区(σ1=γh)2个区;对于存在卸荷带的边坡,从坡表到坡内可以划分为3个区:应力降低区(σ1<γh)、应力升高区(σ1>γh)、应力平稳区(σ1=γh)。卸荷带的存在是最大主应力从坡表至坡内出现3个带的本质原因。高地应力区边坡由于构造应力场的存在,使得边坡应力集中的水平明显提高,集中的范围明显变大,边坡常常存在较宽卸荷带,因此,高地应力地区高陡边坡的应力场也可以大致划分为应力降低区、应力升高区、应力平稳区3个带。但一些高地应力地区边坡内部发育深部卸荷裂缝,其应力集中区向坡体内部转移,应力降低区内的应力出现波动变化,深部裂缝存在部位应力明显降低。

高边坡岩体卸荷带检测方法及卸荷特征研究

介绍了高边坡岩体卸荷范围的检测原理和方法，突出了该方法优于其他方法的快捷、方便、准确之特点。分析了自然、人工高边坡及削坡后的自然高边坡的卸荷范围和卸荷规律，说明定量检测卸荷带范围具有实际工程意义。

地下洞室群开挖卸荷过程微震活动特征研究

猴子岩水电站地下厂房开挖跨度大,其上覆岩体构造和受力条件复杂,开挖卸荷过程围岩稳定一直都是贯穿工程始终的重点和难点问题。目前常规监测手段难以对地下厂房围岩内部可能存在的微破裂进行有效监测和揭示,为实时分析开挖过程地下洞室群围岩变形和稳定性,2013年4月在猴子岩水电站地下厂房安装了高精度微震监测系统,实现了开挖卸荷过程地下工程深部围岩微破裂实时定位和分析。监测结果表明:微震活动性时空演化规律可以很好地揭示地下厂房岩体内部微破裂萌生、发育、扩展、相互作用和贯通直至宏观变形机制;同时,微震监测可以随厂房开挖工况动态识别和圈定围岩微破裂集中区域及其潜在变形失稳风险区域。最后,借助物探检测声波测试成果,建立微震活动性与岩体质量之间的联系。研究结果可供猴子岩水电站地下厂房下阶段开挖与支护参考和借鉴,也为类似深埋地下工程围岩稳定性预测和评价开辟了一条新的思路。

谷坡岩体卸荷带划分量化指标研究

谷坡岩体卸荷在水利水电工程边坡中是一种常见的地质现象,对岩石边坡稳定性及相关岩石工程问题有着重要的控制意义,卸荷带定量划分一直受到水利水电工程勘测与设计的重视。用于卸荷带定量划分的指标很多,比较常用的是反映岩体结构特征的量化指标。根据水利水电工程实践,讨论谷坡岩体卸荷带划分量化指标问题,提出以张开裂隙宽度、张开裂隙累计宽度、波速比作为谷坡岩体卸荷带划分的量化指标。

水布垭坝区岸坡卸荷带特性及数值仿真研究

围绕水布垭工程坝区岸坡卸荷带类型划分及其成因数值仿真,开展了工程地质调查、岩石力学室内外测试和试验、数值模拟分析和工程应用的研究。在大量野外工作及理论分析的基础上,初步揭示了岸坡卸荷岩体的工程地质特性及岩石力学性质,模拟再现了坝区卸荷带的发育机制,建立了卸荷的概化地质结构模型．已为工程应用．