三维贯通节理对大跨隧道围岩稳定性的影响

为了探究贯通节理对大跨隧道围岩稳定性影响规律,运用3DEC软件结合离散元强度折减法,以剪切滑移区面积指标为稳定性判据计算大跨隧道围岩安全系数,分析三维状态下节理的走向、倾角、间距、力学参数对围岩稳定性的影响规律。研究结果表明：在大跨隧道围岩中,节理倾向影响稳定性程度由大到小依次为X向、Z向、Y向,仅有单向节理时,ψ>60°时围岩较不稳定;在双向节理组合下,节理倾角致使隧道失稳的经验判别式;节理间距对大跨隧道稳定性的影响程度根据不同块体形状而产生差异,拱顶分布长条形块体时影响最大,洞周分布尖条形块体时影响最小;节理力学参数对大跨隧道稳定性影响程度由大到小依次为内摩擦角、法向刚度、切向刚度、黏聚力;大跨隧道围岩节理倾角由水平到垂直的过程中,围岩变形破坏由拱顶沉降、拱底隆起转变为以拱顶、拱肩大变形及滑移为主。研究结果可为节理岩体中大跨隧道围岩稳定性判定及支护优化提供借鉴。     

窑洞废弃依窑建房引起边坡失稳数值模拟研究

建立边坡模型,确定数值模拟方案。在有限元模型与地质剖面相同位置的剖面,进行多个监测点位移、剪应力及剪应变的监测,并进行云图采集分析。根据模拟监测得到的数据,得到位移和应力的变化规律。经过数值模拟分析,揭示废弃窑洞依窑建房诱发滑坡的破坏过程。同时对废弃窑洞依窑建房诱发滑坡破坏机理进行了一定的探讨。     

中巴公路陡崖块状危岩群体崩塌前兆特征

为把握中巴公路边常见的陡崖块状危岩群体特征,通过对原有的振动台进行适当的改装,开展了地震作用下陡崖块状危岩破坏模型试验研究,以模型试验重点研究陡崖块状危岩节理倾角、危岩块度、危岩群体高度及地震强度等因素对破坏的影响。结果表明:节理倾角越大,危岩体越不稳,90°特殊垂直节理倾角表现得非常脆弱不稳,崩塌一般发生在危岩体1/3高度之上,之下几乎不发生崩塌;节理倾倒角从90°减到70°时使群体破坏模式从群体崩塌转为群体滑动破坏模式,更像是岩质边坡滑动加滚动破坏。可见以上因素对该区域危岩体崩塌起决定性作用并且具有一定的规律性前兆。     

断续节理倾角对围岩变形破坏影响的数值分析

断续节理的存在使围岩的稳定性、变形特征和应力分布更加复杂。基于颗粒流强度折减法,用PFC~(2D)分析不同倾角断续节理围岩的应力分布、变形特征及破坏模式。结果表明:随着节理倾角的增加,洞周应力集中的位置从倾角为0°时在洞左上、右下角逐渐逆时针旋转至倾角为90°时在洞两侧,同时节理间的应力分布从集中在对角线上逐渐变成均匀分布于整个岩块上,应力分布的不同最终导致围岩的破坏不同;节理与洞壁相交处位移较大,左右边墙中点位移受到断续节理倾角的影响远大于拱顶底中点位移受到的影响;断续节理倾角较小时,围岩损伤的范围更大且损伤更严重。为进一步了解在断续节理岩体中开挖洞室后围岩的破坏机理及采取相应的支护措施提供一定的指导。     

影响双向节理岩质边坡稳定性因素的灰色敏感性分析

通过系统分析双向节理岩质边坡的工程破坏现象,总结了影响稳定性的5大因素:节理间距、节理摩擦角、节理倾角角度差、开挖坡脚以及块体的内摩擦角。运用UDEC离散元数值模拟方法和强度折减法作为边坡安全稳定性评判方法,利用上述5大因素构建正交试验方案,系统研究5大因素对双向节理岩质边坡稳定性的影响。最后运用灰色关联法分析了5大影响因素对双向节理岩质边坡稳定性的影响权重,结果表明:5大影响因素中权重最大的是块体内摩擦角和节理摩擦角,而节理倾角差、节理间距、坡体开挖角度对边坡稳定的影响力较小,因此在工程中需要着重关注块体内摩擦角和节理摩擦角的取值。     

节理岩质边坡桩基加固的稳定性分析

利用有限差分法FLAC3D软件建立节理岩质边坡桩基加固的数值模型,通过强度折减法计算边坡安全系数,并分析边坡节理面倾角、桩长、桩位置对节理岩质边坡稳定性及桩身内力与位移的影响。研究结果表明:桩总长L1存在某一临界桩长L0,当L1L0时,增加桩总长对桩加固效果影响不大;节理上部桩长L2是影响桩加固岩质边坡效果的决定性长度参数;桩位置逐渐远离坡面时,加固效果急剧降低;桩身剪力和弯矩均呈周期性波形分布,最大剪力绝对值出现桩与节理面的相交点处,最大弯矩出现在剪力约等于0 kN处;当节理面倾角大于岩石摩擦角时,桩顶水平位移随着桩位置逐渐远离坡面而急剧增大。为了提高桩基加固效果,实际工程中桩总长应小于临界桩长,且尽可能布置桩在坡面附近。     

节理岩体中隧洞围岩的损伤破坏机理

结合细观节理形态的变化,在二轴围压条件下,数值模拟了节理岩体中隧洞围岩损伤破坏过程,研究了节理岩体中隧洞围岩体的破坏机理,分析了岩体中节理倾角对隧洞围岩稳定性的影响规律.结果表明:裂隙的产生和发展延伸主要是拉应力的作用,裂隙延伸方向大致与节理面垂直;节理倾角较小时,岩体中破裂以垂直于节理面的拉裂隙为主;节理倾角较大时,岩体裂隙以沿节理面的滑动裂隙为主;不同倾角的节理面对岩体破坏的脆性也有较大影响;岩体破坏前有大量微裂隙产生,同时伴随着声发射能量的释放,利用微震监测技术抓住这些微破裂前兆信息,能够较好地进行隧洞塌方、冒顶、岩爆等灾害预测,提前做好支护等应对措施,以保障人员、设备安全.     

吕梁地区不同地层结构黄土边坡坡脚开挖效应

黄土高原地区崩滑流地质灾害较为严重,与人类工程活动如灌溉和开挖等相关,尤其是坡脚开挖最容易导致坡体失稳形成滑坡崩塌地质灾害。在吕梁地区崩滑灾害野外调查的基础上,将该地区黄土边坡按地层结构概化为四种类型即单一黄土型(Q_3)、黄土-古土壤型(Q_2-S)、黄土-古土壤互层型(Q_3-S-Q_2)和黄土-古土壤-红黏土型(Q_3-S-Q_2-N_2),基于FLAC~(3D)有限差分软件,模拟分析了不同地层结构类型黄土边坡坡脚开挖效应。分析结果表明:四种不同地层结构类型黄土边坡在开挖进尺L≤20 m时,开挖角度对边坡稳定系数的影响不大;开挖进尺L≥30 m时,边坡稳定系数随开挖角度的增大显著降低,且在开挖进尺大、开挖角度较陡时边坡浅层产生贯通的最大剪应变增量带形成浅层滑坡,其中具有多层古土壤结构(Ⅲ型)的黄土边坡稳定性最好;开挖角度较缓时边坡位移以竖向回弹为主,开挖角度较陡时边坡水平与竖向位移均较大;坡型坡高相同的条件下,坡脚开挖导致不同地层结构类型的边坡变形破坏的破坏面形态基本一致,滑体厚度存在一定差异但区别不大。研究结果对黄土地区边坡科学合理开挖和灾害防治具有一定的指导意义。     

压剪作用下节理倾角对类岩石材料破坏模式的影响

采用在水泥砂浆初凝前预埋云母片的方法制作含不同分布形态的充填节理试件,并对试件进行压剪试验,探究压剪复合作用下节理倾角对岩体破坏模式的影响及节理岩体破坏机理。应用RFPA2D有限元程序建立相应的数值模型,进行数值计算。试验和数值模拟结果表明:节理倾角对试件初始破坏时翼裂纹的产生位置和最终破坏形态都有显著影响;不同倾角的节理在不同程度上弱化了类岩石试件的抗剪强度,节理倾角为15°时抗剪强度最小,而60°时最大;节理倾角小于45°时,试件破坏所需剪切位移小于无节理试件破坏时的剪切位移,节理倾角大于或等于45°时大于无节理试件破坏时的剪切位移。     

层状岩体边坡锚杆加固效应的数值分析

利用数值计算软件FLAC3D建立层状岩体边坡的稳定性分析模型,采用锚杆单元对岩体边坡进行加固模拟,得到加固后岩体的变形情况以及锚杆的受力情况.研究结果表明:边坡的破坏形式为明显的直线型滑动破坏,滑块的位移从上到下逐渐增大,水平位移最大处位于剪出口位置;层状边坡锚杆加固后,沿节理面发生一定的变形;各监测点位移沿自然坡倾向位置逐渐减小,越往岩体内部受到的开挖扰动越小;由于节理的存在,全长黏结式锚杆的轴力分布为多峰值曲线,峰值均出现在节理面位置;锚杆轴力最大位置可表征滑动面位置.     

浅谈黄土陷穴处理

结合某在建铁路工程,对黄土陷穴形成原因、发育形态、破坏机制及稳定性等进行了分析,提出了相应的处理和预防措施.     

基于三维模型的衬砌生土窑居稳定性分析

在黄土高原上,数千万人居住在裸窑即无衬砌的窑洞中。在强降雨、地震等极端情况下,窑居的稳定性较差,为提高其安全性,探讨衬砌对窑居稳定性的影响。基于对河南陕县生土窑居的调研和测绘,建立窑居的三维模型,对比分析了衬砌前后窑居的位移、最大剪应变增量和衬砌的最大主应力、弯矩等参数的变化情况。结果表明,钢筋网喷射混凝土衬砌可极大提供窑居的稳定性。衬砌后,即使黄土的材料强度下降,窑居仍可正常使用。采取衬砌措施的窑居,在建造时可适当减小窑腿的宽度,以节约土地和增大室内使用面积。     

吴子高速黄土隧道施工技术研究

通过对黄土隧道的现场施工，重点论述了在隧道施工中针对湿陷性黄土这一特殊地质情况而采用的相应基础处理、洞口施工、初期支护、监测等工序中需要注意的施工要点和方法，阐明了针对黄土隧道群的施工技术和要点。     

黄土窑洞到绿色住区的研究

黄土窑洞是中国黄土高原地区传统民居的重要类型之一，其中蕴含着丰富的朴素生态学思想，堪称为古老的生态建筑，然而，当人类在世纪之交面临环境，资源，人口等诸多世界问题的同时，黄土窑洞的存在与发展也受到多方面的威胁和挑战。因此，必须在发掘在整理传统建筑的基础上，融入动态与发展的思想，结合多学科的最新科技与实践成果，使这一古老而优良的建筑形式走上可持续发展之路。     

隆林海子洞洞穴特征及其罕见的洞穴沉积物

海子洞是一个水，早兼备的溶洞，西北距隆林县天生桥水电站17km，该洞发育起于第四纪更新世早期或中期，属流入型地下河溶洞，该洞平面上由主洞和若干支洞组成，立体上为上下4层洞道构成；全长2201．2米，洞穴最高处近55米，宽几米到20余米，最宽处达60多米，平面投影面积3万多米2，洞内的莲花盆，花瓣状石笋，穴圈，泥钟乳石在国内外均具有罕有与珍稀的地位，其中莲花盆，个体直径大，晶莹剔透，亮丽非凡，组合景观集中，可谓“世界第一莲花盆”。     

喀斯特洞穴生态系统浅析

从喀斯特洞穴生物生存环境的角度出发 ,论述了在溶洞这样一个不同于地表且较为封闭的生态系统中 ,生物的生理特征、食物网结构及其在洞穴内的分布特征 ,指出了岩溶洞穴生态环境的脆弱性 ,并概述了洞穴生物研究在生物学和地理学中的重要意义     

广西岩头洞和下岩洞内的动物多样性研究

2007年7月21日~30日对广西岩头洞和下岩洞内的脊索动物、软体动物和节肢动物进行了调查,共获标本4300号,经鉴定和分类计67种,其中岩头洞内3590号,隶属3门5纲7目22科51种;下岩洞内710号,隶属3门5纲7目21科36种。本文主要研究了洞穴动物的多样性及群落结构。结果表明:物种多样性指数最高在群落E(2.6035),最低在群落F(1.4459);相似性指数最高在群落B-D(0.3826),最低在群落A-F(0.0016)。     

大足石窟与敦煌石窟建筑形式的比较

大足石窟与敦煌石窟建筑形制有很大不同.敦煌有各种各样的石窟形制,而大足则基本为摩崖石刻.大足石刻有一些为预留顶檐的浅龛或深龛,有的面积很大;但大多为具方形或弧形龛口的或深或浅的中小型龛窟造像.与有窟门、甬道、主室的敦煌石窟形制比较,大足石窟的建筑形制更像剖开的敦煌石窟.大足摩崖龛窟建筑是继承了中国传统而又具有地域、时代、宗教等特点的独特的创造.     

贵州大水洞和马狼洞内动物群落结构与部分环境因子的相关性研究

2008年8月对贵阳市的大水洞和贵定县的马狼洞内动物进行了调查,共获动物标本3314号,其中大水洞1467号,隶属3门7纲11目20科26种(或类群);马狼洞1847号,隶属4门9纲16目35科55种(或类群)。两洞内由6个动物群落组成,经群落多样性分析,物种丰富度指数、群落多样性指数、均匀度指数和优势度指数最高的分别是群落D(6.4811)、群落B(2.6364)、群落E(0.8793)和群落D(0.5420)。通过对群落多样性与部分环境因子的相关性分析,结果显示群落最大多样性指数与湿度和氮气均呈显著负相关,相关系数为-0.857和-0.998,与磷呈显著正相关,相关系数为0.832;优势度指数与磷呈显著正相关,相关系数为0.833;CO2与物种数、物种丰富度、群落最大多样性指数和优势度指数均呈负相关,相关系数分别为-0.552、-0.070、-0.570和-0.510,其相关性虽然都未达到显著以上水平,但说明对物种和群落多样性有负面影响,可以说是影响群落多样性变化的主流因子之一。