长江三峡链子崖危岩体变形特性试验研究

通过地质力学模型试验，探讨了北区危岩体在底部煤层受到大量开采后，各裂为形民政部和在Ⅶ度地震作用下对煤洞采取加固措施后危岩体的工作性态及无加固措施条件下岩体的动力破坏机理。结果表明，煤层大面积采空后，煤柱的压缩变形较大，导致其上部投奔 体朝北倾斜，同时沿Ｒ００１夹层面向北滑动并向西挤压：在Ⅶ度地震作用下，随着煤洞回填率的增加，危岩体的整体得到加强，各裂缝开度也随之减小，动力破坏使顶地体先失稳。     

建立在损伤应变空间的岩体破坏准则

根据岩体损伤变形过程的耗能分析，以及岩石和岩体模型的损伤，破坏试验结果，在损伤应变空间建立了一个岩体破坏准则，可方便地用于岩体强度及破坏的预测，而不需附加设定，该准则既适用于脆弹性岩石，也适用于弹塑性岩体，而且对加载和卸过程同样有效。     

采动岩体变形的混沌行为研究

为了分析采动岩体变形的非线性特征,通过相空间重构分析了开采过程中岩体变形的混沌特征。开采过程中岩体变形的监测数据是所研究的岩体变形破坏过程的历史记录,在这些数据中必然蕴含着岩体稳定机理。与之相应岩体结构、性质和地质环境以及开采工艺决定着数据的特征和规律。监测数据的规律反映了岩体变形破坏的复杂非线性机理。因而可以利用非线性动力学理论来研究岩体变形破坏的规律。     

岩质边坡岩体动力破坏数值模拟分析

汶川地震触发的大量岩质滑坡表明,坡顶岩体发生拉裂破坏,下部岩体发生剪切破坏。利用FLAC2D6.0的动力学模块对某岩质边坡在动荷载下的破坏进行了数值模拟分析,结果表明,对于岩质边坡、坡顶附近岩体发生的是以结构面的拉张破坏为主的破坏,坡体下部发生剪切破坏。     

基于重度增加法的岩坡破坏过程流形元分析

考虑岩体边坡滑动大变形破坏特性和现有研究分析手段,提出利用第一作者团队开发研制的Geo SM A-3D,在现场岩体结构信息采集的基础上,建立岩体边坡空间数值模型,实体表征岩体三维模型;利用现代数值流形法(NMM)模拟岩体大变形破坏分析手段,在块体理论的基础上,运用有限元分析中经常用到的重度增加法,不断增加岩体的重度,直到岩体边坡中的"关键块体"产生滑动,使边坡发生大变形破坏;同时以最危险"关键块体"水平位移随重度增加发生突变为破坏依据,对边坡的安全系数进行评定.实例分析某边坡工程的破坏过程,实现了岩体边坡大变形数字表征,为边坡支护提出解决方案,为工程施工和边坡灾害的处置提供参考和借鉴.     

岩体稳定分析中的渗流模型与各参数计算

应力与渗流耦合作用下岩体的变形和破坏特征,与岩体结构、岩体的力学性质、渗流场有关,结合边坡的稳定分析模型,研究合理分析计算岩体的力学参数、渗透系数张量的方法.利用岩体质量分类系统和塑性破坏准则估算裂隙岩体的力学参数,计算裂隙岩体的渗流系数,为岩体稳定分析奠定基础.     

地震对链子崖危岩体变形影响分析

秭归新滩链子崖危岩体,是长江上最危险的滑坡,是国家重点监测点。研究2008年汶川和秭归两次地震对其变形影响,具有重大的科学意义。本文利用2007-2009年链子崖T0-T6缝区的变形监测数据进行分析和处理,以图形的方式来显示其变形特征及规律,最后通过比较和分析两次地震对危岩体的影响。     

雅砻江某水电站导流洞进水口边坡稳定性研究

雅砻江某水电站导流洞进水口边坡岩体结构面相对较发育,可能会对导流洞洞口边坡造成安全威胁。在野外搜集资料调研和室内研究分析的基础上,分析了边坡的变形破坏模式,采用极限平衡方法进行评价。并在此基础上,分析了导流洞进水口边坡产生破坏的可能性。研究表明,该处边坡仅在地震状况下处于基本稳定—不稳定状态。基于以上认识,提出了相应的工程措施,为导流洞进水口边坡在各个阶段的安全保障提供了可靠的依据。     

某水电站尾水洞出口边坡稳定性研究

某水电站尾水洞出口边坡岩体结构面相对较发育,可能会对尾水洞出口边坡造成安全威胁。在野外搜集资料调研和室内研究分析的基础上,分析了边坡的变形破坏模式,采用极限平衡方法进行评价。并在此基础上,分析了尾水洞出口边坡产生破坏的可能性。研究表明,该处边坡仅在地震状况下处于基本稳定—不稳定状态。基于以上认识,提出了相应的工程措施,为尾水洞出口边坡在各个阶段的安全保障提供了可靠的依据。     

基于Hock-Brown准则的层状岩体隧道开挖响应分析

利用Hoek-Brown准则描述岩体的强度特征,并建立相应隧道开挖的数值计算模型,分析不同侧压系数时层状岩体的变形破坏特征.研究结果表明,隧道边墙水平位移随侧压系数K的增大而增大,但当K为2.0-2.5时,位移随侧压系数的变化幅度逐渐减小;顺层岩体一侧的水平位移大于逆层一侧的水平位移;当侧压系数较小时,顶板沉降量大于底板回弹量,当侧压系数较大时,二者之间的差别较小;隧道围岩的破坏形式包括剪切破坏和拉伸破坏,当侧压系数较小时,破坏区域较小,主要位于隧道的左上部;随着侧压系数的增大,围岩的破坏区域逐渐增大,但主要部位仍位于隧道的左上部,而右上部的破坏区域较小.     

高边坡岩体结构面各向异性检测与稳定性分析

针对风化边坡岩体内存在对岩体强度有重要影响的定向排列裂隙结构软弱面及剪切带，从而导致边坡岩体的剪切波速度各向异性，分析了各向异性介质中弹性波的传播特征，论证了应用弹性波技术探测岩体结构面及其各向异性的可行性，提出了基于纵波震源、地震转换波技术的岩体结构面检测技术及动力学特性各向异性的测试方法，以西南某高速公路岩体边坡工程为例进行检测研究。研究结果表明：边坡结构面的反射波场具有各向异性特征，转换横波分量能量、频谱特征、测线交点处的闲合差是反映地层各向异性的重要指标参数；采用瞬态面波法可以反映岩体动力特性的各向异性特征。采用所提出的方法可以有效地反映边坡结构面度其各向异性，以确保边坡岩体的动力稳定。     

破碎围岩中单拱隧道荷载计算的理论解

按岩体结构观点对隧道围岩进行分类,将其分为连续介质围岩、碎裂介质围岩、块裂介质围岩和板裂介质围岩等类型,其中碎裂介质围岩、块裂介质围岩和板裂介质围岩合称为破碎围岩,进而确定不同类型破碎围岩中隧道荷载计算的力学模型,求出了破碎围岩中隧道荷载计算的理论解,并将板裂介质围岩中隧道荷载理论运用于实际工程的计算.结果表明,计算值与实测值较吻合.     

边坡岩体系统演化的非线性动力学方法研究

为了研究边坡岩体系统演化过程的非线性特征,一方面分析了边坡岩体系统演化过程的自组织特征;另一方面利用非线性动力学理论中的尖点突变理论模型和混沌动力学理论,建立了非线性动力学模型,分析了边坡岩体系统的演化过程,给出了边坡系统失稳的力学判据,表明了边坡岩体系统的非线性突变性,在演化过程中确实存在混沌现象。     

节理岩体宏观力学参数尺寸效应的数值试验

基于Mont-Carlo法,建立了节理岩体的结构面网络,采用RFPA2D-DIP数值模拟软件把生成的网络图转化为有限元网格,从而建立能反映材料细观结构的数值模型.对其中6个不同尺寸的节理岩体试件进行单轴受压数值模拟试验,分析了不同尺寸节理岩体应力与应变之间的关系,以及抗压强度和变形模量的尺寸效应,并对岩体的破坏过程进行了研究,描述了1500mm×1500mm岩体的破坏过程.结果表明,随着岩体尺寸的增大其抗压强度和变形模量均减小,但变化幅度却越来越小,抗压强度随尺寸增大趋于稳定的速度更快,并得出了指数衰减的拟合关系式,不同尺寸岩体的破坏过程大致相同.该研究方法为节理岩体宏观力学参数的研究提供了一种新方法.     

刻槽法拾取岩样横波波速的试验方法

在小尺寸试件拾取横波难度高的情况下,根据波的传播规律,通过试件底部界面刻槽的方法,对反射纵波形成绕射,消除了反射纵波对横波初至的干扰,成功地实现了利用纵波探头拾取小尺寸岩样横波速度的测试.通过试验,利用纵波探头获得了岩样的横波速度参数,计算了横波速度各向异性系数.研究表明,层状结构岩石横波速度变化规律与纵波速度变化规律相似,即遵循椭圆方程的规律.通过顺层方向纵、横波速度的比值分析,证明试件底部界面刻槽测试横波的测试方法是合理的.     

岩体质量分类

岩体质量分类是水电工程基础工作中的重要环节.本文用四种不同的岩体质量分类方法,选择不同的岩体结构类型对云南某水电工程右岸岩体质量进行了分级.结果表明,对于各类岩体结构类型,四种岩体质量分类方法所得出的结果非常接近.其对应关系分别为碎裂结构一般为V～IVb岩体,镶嵌结构一般为IVb～IVa岩体.次块状结构一般为IVa～Ⅲb岩体,块状结构一般为Ⅲa～Ⅱ岩体.并且根据评价结果.作出了研究区625高程的岩体质量分区图,为下一步的参数配套工作奠定了必要的基础.     

岩体质量的不确定性评价

针对岩体质量评价不仅具有随机性,而且具有模糊性和信息不完全性这一特征,本文提出了一种以模糊测度为度量,以[0,1]为评价域的不确定性评价新方法。探讨了新的岩体完整性系数(I_(dc))的概念和计算方法。建立了岩体基本质量定量评价的统计公式和以模糊测度为度量的评价关系式。     

切眼围岩破坏规律研究

针对目前切眼围岩破坏的问题,对切眼围岩类型进行总结,得出切眼围岩的基本模型。为求解切眼围岩的破坏原因,运用自行开发研究的岩石破裂过程分析(RFPA^2D)系统,对切眼围岩破坏过程进行了数值模拟研究,通过对切眼围岩的初始裂缝形成、发展及最终破坏模式进行分析,得出不同条件下切眼围岩的破坏规律。结果表明,切眼由于其断面形状和围岩组成结构的不同关系,其破裂结果与其他巷道破坏模式明显不同。     

Intelligent interpretation of digital images of rock joints based on pattern recognition

As a composition of rockmass,structural planes are one of the chief factors that can largely control the mechanical response of rockmass and its models of deformation and failure under the action of engineering load.Rock joints are a typical sort of structural planes,which are numerous,random and universal in the rockmass.So the measurement and statistics of rock joints are the basics for classifying rockmass grades,evaluating rockmass quality,and selecting physico-mechanical parameters of rockmass.However,the traditional in situ investigation using manual measuring tools is inefficient and costly.In order to improve the above-mentioned status,new methods to measure joints should be developed,which should be efficient,simple and convenient.The rapid developments of modern digital photography and digital image processing make it possible that digital photograph devices such as digital cameras or digital videos can be used to measure joints.So based on theories and methods of pattern recognition and image processing,the intelligent interpretation of digital images of rock joints is studied,and the corresponding computational method is also put forward for the first time.The procedure and results of intelligent interpretation of a joint image have been discussed in detail.     

层状岩体强度数值模拟及其讨论

基于大伙房水库输水工程现场地勘数据,引入层理面弱化法及Interface命令法建立层状岩体数值模型.运用FLAC3D软件对层状岩体进行数值模拟分析,重点讨论分析这两种方法数值模拟结果的准确性.计算结果表明:Interface命令法计算的岩体竖向位移虽然缺乏连续性,但其在不同层理面倾角情况下计算的轴压极限强度与理论分析结果基本相同,误差均在10%以内,能够较好地描述层状岩体的破坏规律,为后续及类似层状岩体工程施工提供了参考.