层状坝基岩体的深层抗滑稳定分析

通过对层状坝基岩体渗流机理及其数学模型的分析,结合作者以前提出的坝基岩体应力分析的块体单元法,建立了对层状坝基岩体的深层抗滑稳定进行渗流场与应力场耦合分析的数学模型及数值方法.结果表明,所建立的模型和方法,具有对层状坝基岩体渗流问题的考虑更为合理,分析计算的结果更为准确等特点,对类似工程实际问题的解决具有较好的应用和参考价值.     

基于FLAC3D的岩体初始高水平构造应力场反演方法

为探讨深部岩体工程初始高水平构造应力场的数值模拟反演方法,采用三维有限差分法FLAC~(3D)分别对位移边界条件、应力边界条件、混合边界条件及基于初始应变能理论的反演方法进行数值试验对比分析。结果表明:在模拟岩体初始高水平构造应力场过程中,位移边界条件、应力边界条件、混合边界条件三种方法均不能满足要求;而基于初始应变能理论的反演方法效果较好,将该方法应用于狮子山矿区地应力场的反演分析,计算表明各测点的地应力反演值与实测值之间误差在允许范围内,进一步验证了该方法模拟计算岩体初始高水平构造应力场具有较好的可靠性,研究成果为深部岩体工程高水平构造应力场的反演计算方法提供了参考。     

页岩气储层水力压裂裂纹扩展数值模拟

针对页岩气储层的层状结构致使其水力压裂裂纹扩展不同于常规油气储层问题,采用粘结单元模拟实际的层状储层界面特性的数值模拟方法,建立页岩气储层水力压裂力学模型和反映岩体层状界面的破坏开裂准则,进行层状岩体水力压裂三维数值模拟.得到了储层应力场、孔隙压、裂纹面的损伤和张开度分布以及裂纹扩展的时空变化规律.     

层状复合岩体路堑开挖中预裂爆破技术应用

分析了预裂爆破技术在层状复合岩体中作用机理，对梁万高速公路A合同段层状复合岩体路堑开挖中预裂爆破参数设计进行了探讨，由于层状复合岩体特殊性质，岩体内不同岩层对应不同的线装药密度，为了控制爆破危害，保护被保护对象的要求，除严格遵守安全规程外，还需采取一些特殊的安全措施，通过现场试验，得到了较好的爆破效果。     

层状复合岩体路堑开挖中预裂爆破技术实验

层状复合岩体中岩层性质的差异常常导致预裂爆破效果不理想。利用超动态应变测试系统对复合岩体预裂爆破装药量、装药结构等影响因素进行了实验研究，并通过超声波仪对爆破后保留区的岩体进行了损伤检测。其结果指出在层状复合岩体中进行预裂爆破时须采用不耦合分层装药，并采用不同的线装药密度是符合实际的，对工程应用有指导意义。     

四川攀西地区基性超基性层状岩体锶同位素比值

红格、攀枝花等含钒钛磁铁矿的基性超基性层状岩体的锶同位素初始比为0.7047±0.0003,巴洞、新街等小岩体的锶初始比为0.7057±0.0002,川滇大面积分布的峨眉山玄武岩锶初始比为0.7055±0.0004,后两者十分接近。推测形成含矿岩体的岩浆从大陆地幔分离的时间早于玄武岩浆。     

层状边坡岩体结构的后屈曲稳定性态

针对层状边坡岩体结构的赋存特点和初始缺陷特性,应用初始后屈曲理论和突变理论探讨了边坡岩体结构的分岔性态和稳定性态,得出了岩体结构的分岔方程和分岔载荷计算公式,确定了边坡岩体后屈曲状态下溃屈破坏的上下限,建立了边坡岩体结构溃屈破坏的判据,并以雅砻江下游的霸王山边坡为例给出了工程实例.研究结果表明:边坡岩体结构在其分岔点的临界值是由其突变模型的分岔集确定的;初始后屈曲理论可揭示层状边坡岩体结构后屈曲平衡路径和平衡构形的稳定性;只有考虑了边坡岩体的实际缺陷,才可得出其溃屈破坏的阈值.     

层状岩体滑落的分形特征与分形维数估测

本文从几何学角度考察了层状岩体滑落过程所表现的统计自相似性,应用分形几何方法分析了层状岩体滑落过程的分形特征,并建立了模拟层状岩体滑落面的分形模型,给出了层状岩体滑落面的分形维数计算公式.     

加锚节理岩体的复合界面元模型

利用界面元法来研究岩体中的不连续问题是非常有效的。文章研究了节理岩体作为复合块体的等效模型,建立了包含层状节理的复合界面元分析模型,并研究了包含锚杆界面的加锚岩体复合界面元非线性分析模型;针对锚杆所穿越节理面有可能相接触和张开2种情形,分析了锚杆在节理面的抗剪作用机理,导出了相应的弹塑性矩阵。给出的算例表明该法是适用有效的。     

层状坝基岩体结构分类的三角多项式模式图方法

构造层状坝基工程岩体结构分类的三角多项式函数,结合基于实际工程的岩体结构的典型特征,利用其数学特征所展示的韵律进行岩体结构类型的划分和识别,对清江高坝洲层状坝基岩体典型岩体结构建立三角模式图,作为层状坝基岩体结构的标准模式－     

深埋垂直板裂结构岩体中洞室失稳破坏机制

采用RFPA数值模拟软件对深埋垂直板裂结构岩体中洞室围岩失稳破坏过程进行了模拟,研究了在不同侧压力系数条件下板裂围岩的失稳破坏特点,并与完整岩体中相同条件下的洞室的失稳破坏情况进行了对比.研究结果表明,侧压力系数对深埋垂直板裂结构洞室围岩的破坏形式具有重要影响,边墙岩柱的溃屈失稳破坏发生在侧压力系数小于1的情况;当侧压力系数大于1时,破坏集中发生在拱顶和隧道底部,边墙岩柱不发生溃屈破坏.指出梁板理论应用于板裂结构岩体洞室稳定性评价的局限性.在深埋情况下,洞室围岩的破坏以应力控制为主,结构面的影响居于次要地位.     

复杂岩体地应力场的随机反演及遗传优化

利用岩体工程量测的变形或应力，考虑量测结果的随机性，提出了复杂岩体初始地应力场的随机反分析模型．在该模型中，采用具有多项式分布的边界荷载来模拟构造应力场，地应力和边界荷载不必符合特定的分布和假定，可以模拟任意分布的复杂初始地应力场；与有限元相结合，采用改进的能全局优化和智能搜索的加速遗传算法反演出边界荷载多项式系数．最后通过工程实例进行了验证分析，表明该方法的有效和可行性．     

硬质围岩铁路隧道初始地应力数值反演分析

在宝(鸡)-兰(州)复线东巨寺沟硬岩铁路隧道拱顶位移和位移收敛测试数据的基础上,采用有限元法对该隧道围岩的构造应力进行数值反演,利用地应力反演结果对隧道围岩稳定性进行了分析和评价.采用反演的地应力分析结果表明,拱顶下沉、水平位移收敛值与实测值接近,支护结构围岩处于稳定状态.     

基于神经网络与有限元法相结合的初始地应力场反演分析

目前,对于初始地应力场的测试主要采用现场直接量测法,而采用神经网络与有限元法相结合的反演分析法越来越成为了一种有效途径.结合广东第五抽水蓄能电站工程实例,利用神经网络与有限元分析相结合的方法,以及BP神经网络结构和ADINA三维有限元模型建立岩体参数、边界条件与地应力场的映射关系来反演初始地应力场.模拟计算与实测结果的对比表明:采用该方法进行初始地应力场的反演计算是可行的,计算结果是合理的,对类似工程具有一定参考价值.     

非均质性对岩体应力场反分析结果的影响

从弹性介质的假定出发,利用“等效”节理岩体等效模型和节理岩体统计等效模型,分析了有限单元法位移反分析反算岩体弹性模量和原岩应力场的问题,通过参数研究,讨论了岩体节理和非均质性对位移反分析结果的影响.结果表明,在节理岩体“等效”连续介质力学模型假定下,采用不同力学模型对反算的弹性模量值有较明显影响,而节理岩体力学参数非均质性对反算原岩应力场的影响很小,均质、各向同性假定在原岩应力场实测和位移反分析中是适用的.     

断层周边应力场的原位实测及数值反演

在分析断层周边实测应力分布特点的基础上,通过建立ＦｒｉｃｔｉｏｎｌｅｓｓＮｏ－ｔｅｎｓｉｏｎ参数式数值模型,采用位移不连续数值方法模拟评价了复杂断层扰动下的非均匀原岩应力场,得到了与实测应力分布特征高度吻合的计算结果,并比较分析了断层对其周边区域应力状态的影响．结果表明：原岩应力状态的空间分布主要受其邻近断层的支配,应力场的扰乱范围与断层的几何尺寸密切相关;非连续地层区域的原岩应力状态及应力扰乱程度随空间位置而异,具有各向异性及非线性的分布特征;由于断层对原岩应力的扰乱作用,有限“点”的实测值不能全面反映构造应力场的全貌,数值模拟是区域岩体应力场定量分析与评价的不可缺少的手法     

深部巷道围岩蠕变的数值模拟

煤矿深部开采时,针对高地应力下岩体蠕变导致的巷道围岩变形问题,分析了围岩变形破坏特征,并结合现场相关地质资料,采用FLAC^3D程序的Burgers蠕变模块,对不同围压条件下巷道围岩蠕变问题进行模拟研究。结果表明：围岩的蠕变存在着初始蠕变和稳定蠕变两个阶段;围岩的蠕变移近量、变形速率和应力均随时间的延长而增大,最终趋于稳定。该研究对高地应力条件下巷道施工有一定指导意义。     

煤矿区域构造应力场的实测与模拟

以某煤矿为工程背景 ,在分析原位多点实测应力分布特征的基础上 ,通过建立适合工程特点的数值分析模型 ,采用 DDM( Displacement Discontinuity Method)模拟了该工程区域的复杂断裂构造应力场 .分析探讨了复杂断层构造对煤矿区域应力状态的影响 .研究结果表明 ,煤矿区域原岩应力分布状态主要受断层构造的支配 ,断层的叠加扰动使原岩应力场重新分布 ,造成煤矿区域原岩应力状态的极端各向异性特征