高放废物处置北山预选区地表岩体质量评价及其应用

在利用测线法对地表节理调查统计的基础上,提出了基于JSR(jointing structure rating)指标的地表岩体质量评价方法.以高放废物地质处置北山预选区地表岩体为研究对象,利用JSR指标对芨芨槽、算井子和新场地段地表岩体进行节理发育程度和地表岩体质量评价.结果表明:芨芨槽地段地表岩体比算井子地段节理发育程度低,地表岩体质量等级高,从而为高放废物地质处置场址比选提供依据.同时研究了JSR指标与传统Q指标的定量关系,并修正了JSR指标的分级范围.     

岩体结构面网络模拟及工程应用研究

结构面网络模拟是应用Monte-Carlo随机模拟原理对岩体结构面产状、迹长、间距、密度等随机形态参数进行随机抽样、随机变换、归一化处理等,获得这些参数的统计规律,预测区域内岩体的结构特征,可对岩体结构参数进行估算、对岩体结构特征、完整性进行分析。本文讨论其基本原理并对其工程应用进行研究。     

基于分形理论的岩体原生节理分布特征研究—以长河坝水电站为例

由于岩体内部结构面的分布规律具有随机性、复杂性的自相似的特征,可以运用分形理论对其进行研究。通过现场节理调查,描绘了待爆破区域原生节理的分布网络,并统计分析了节理迹长和倾角的概率分布模型;运用盒维数计算方法得出了结构面分布的分形维数D,讨论分形维数D与岩体的工程质量以及结构面分布之间的关系,实现了对岩体的工程性质以及不同尺度结构面的定量对比分析。结果表明:节理面的倾角和迹长分别服从正态和对数正态分布;江咀料场节理分布的分形维数D=1.315,响水沟料场节理分布的分形维数D=1.275,河口料场断层系的分维数D=1.164,可见分形维数D越大,结构面越发育,岩体的工程质量就越差;另外随着调查尺度范围的增大,分形维数D反而减小。研究结果可对分形理论在岩土工程质量评价及节理岩体的爆破块度预测等方面提供参考价值。     

基于钻孔摄影方法的岩体中结构面连通性分析

将钻孔摄影方法推广到多孔结构面连通中，从结构面产状、地质特征等角度提出了连通性判别依据，并运用龙江特大桥桥基摄像勘察结果检验了该方法的可行性.其中，选择了位于大桥一侧的3个钻孔，在对孔内的结构面地质特征、产状等参数进行分析和计算的基础上，根据结构面连通原理进行对比和筛查，共得到3组2孔连通结构面和2组3孔连通结构面.结果表明，所有可连通结构面产状相似、空间位置满足共面的要求，并且组成结构面的岩体及周围环境岩体特征相似.将基于钻孔摄影技术的结构面连通方法用于该工程中可行.
     

节理岩体不连续面广义H-H迹长估计

总结了目前国内外已有的节理迹长估计概率模型,分析和提出了各种模型的特点及局限性.在此基础上,从结构面与统计窗口交切关系出发,在更为严密的考虑结构面产状特性(倾角)的基础上,提出了一种新的结构面迹长估计模型,即广义的H-H迹长估计模型,并采用实际数据对该模型的可靠性进行了检验.     

黄土体结构面的发育特征及其灾害效应

根据结构面的规模、成因、性质、产状、张开度和形成时期对黄土体结构面进行了综合分类，总结概括了黄土高原地区第四纪断层与构造地裂缝、构造节理面、卸荷裂隙面、垂直节理面、不同岩性接触面、软弱夹层等结构面的特征厦其灾害效应，认为黄土体结构面的显隐、开启和发育程度受黄土的形成时代、埋藏深度、粘粒含量、含水状态和黄土高原地区的地形地貌、新构造运动等因素影响。黄土体结构面是分割黄土成块体的结构面，是侵蚀土壤、洞穴的优势面，是孕育地质灾害的控制和分离面，是地下水的运移通道和储存场所。     

结构面几何特性分形研究现状及实例分析

岩体稳定性的关键在于岩体的结构特征,而岩体结构特征受控于岩体结构面的几何特性,对岩体结构面几何特性的研究一直是岩土工程领域致力于解决的重难点问题之一。20世纪70年代,分形理论的创立为结构面几何特性分析提供了较好的数学工具,在岩体结构面几何特性研究中得到广泛应用,一些研究成果充分展示了分形理论在定量描述结构面几何特性方面的优越性,使得结构面几何特性研究逐步由定性描述转向定量分析。在总结探讨前人研究成果的基础上,以西南某大型水电站工程为实例,采用分形理论,类比不均匀Cantor集,对坝区左右岸建基岩体7组优势裂隙的迹长分布区间进行统计、分形研究,结果表明,该坝区建基岩体裂隙迹长的分布区间具有良好的分形特征,且迹长区间分布的分形维数可以很好地定量表征裂隙的空间发育特征。     

地震物探在高速路暂边坡岩体结构研究中的应用

成都至上海高速公路四川段河店路堑高边坡高度78．5m,由侏罗系紫红色厚状泥岩与灰色巨厚层状长石栎岩互层构成。泥岩软弱,砂岩坚硬且发育两组近垂的陡倾节理,其中一组走向与边坡走向另平行,而另一组与之近垂直。边坡结构及边坡变形现状如何是边坡设计所关心的问题。为此,利用物探方法对边坡岩体结构和边坡变形特征进行了测试,本文根据测试资料对该边坡的结构进行了分析,并与钻孔资料进行了对比分析,结果表明边坡岩体中节理普遍松弛或张开,控制节理发育岩体的继续变形,保持整体稳定是该边坡设计的关键。     

基于与测线交切半迹长的岩体随机结构面平均直径估算

假定岩体随机结构面形状为薄圆盘,为能科学合理估算其平均直径,基于半迹长测线法,在未对分布形式作任何假设的条件下,通过理论推导获得与测线交切半迹长和岩体随机结构面直径之间的普适关系式.为便于工程应用,假设岩体随机结构面直径服从负指数分布,推导出其平均直径和与测线交切平均半迹长的关系式,基于该式提出一种岩体随机结构面平均直径的估算方法.采用岩体随机结构面三维网络模拟技术对此方法进行应用检验,结果表明,该方法具有较高的准确性与较强的工程适用性.     

基于MATLAB的岩体结构面三维模拟与表征单元体研究

岩体中的结构面对岩体等效物理力学参数有重要影响,当岩体体积大于表征单元体体积(REV)时,岩体等效参数趋于稳定。以新疆提依尔金矿为工程背景,使用Matlab软件,采用蒙特卡洛方法进行岩体结构面网络三维模拟,建立了与实际岩体具有相同统计特征的结构面三维模型;通过定义REV指标,综合确定岩体表征单元体为13m×13m×13m,约为最大节理迹长的3.7倍,为后续研究提供了基础数据。     

广东某高速公路岩质边坡岩体结构面特征研究

目的研究清远—连州公路岩质边坡结构面特征及其组合关系对边坡稳定性的影响。方法采用普遍测网法实测该公路沿线边坡结构面,分析结构面的组合关系对边坡稳定性的影响;采用“赤平投影结构数据分析软件包”对结构面的参数进行统计分析;采用结构面二维网络模拟程序进行模拟。结果得到结构面产状和边坡坡面产状关系的统计图和二维网络模拟图。结论清连公路结构面组合关系对边坡稳定性影响显著,结构面参数研究对边坡稳定性评价意义重大。     

锦屏电站坝区Ⅰ类结构面地质－力学特征研究

根据四川锦屏Ⅰ级水电站坝区岩体结构弱面（带）实地调查、测绘资料，对结构面类型，主要结构面分布特征、形态特征及结构面隙间物质结构和物理力学特征进行了分析，获得了许多重要成果。这些成果为坝区岩体分类、质量评价、各类岩体物理力学参数的确定、坝区高陡边坡变形破坏及稳定性评价提供了重要依据     

峨眉山玄武岩结构面类型及成生规律

通过研究中国西南地区峨眉山玄武岩地区修建的部分水电站的基础地质资料,以及东岩区、中岩区和西岩区峨眉山玄武岩产出的区域地质背景、岩石学、岩相学和地球化学特征,划分出峨眉山玄武岩的结构面类型,分别是:由不同软弱夹层构成的喷发间断结构面、岩浆侵入使围岩发生蚀变而形成的侵入、蚀变结构面,以及地表岩体由于风化卸荷而形成的风化卸荷结构面。根据不同岩区玄武岩的地质地球化学特征和形成环境,探讨了这些结构面的成生规律和分布特点。东岩区玄武岩喷发旋回多,凝灰岩和沉积岩夹层多而厚,结构面以凝灰岩夹层形成的层间错动带、冷凝收缩形成的柱状节理、火山爆裂式喷发形成的集块岩、火山角砾岩夹层构成的结构面为主;中岩区在大地构造上处于攀西裂谷核心地带,岩浆活动频繁,构造运动和变质作用异常强烈,侵入、蚀变结构面和风化卸荷结构面大量出现;西岩区由于玄武岩喷发环境为海相,燕山晚期和喜马拉雅期构造活动强烈,以枕状构造结构面、蚀变结构面和构造结构面最为发育。     

马蹄形洞室围岩稳定性结构面倾角效应分析

为了分析不同倾角结构面对马蹄形洞室围岩稳定性的控制机理,文章运用数值模拟的方法分析了15°、30°、45°、60°、75°5种典型倾角结构面横穿马蹄形洞室断面时围岩应力分布、围岩位移的特征,探讨了结构面产状控制围岩变形与破坏的机理。通过对应力场和位移场的分析可知:当结构面倾角小于等于60°时,塑性区随结构面倾角的增大不断减小;当结构面倾角大于60°时,塑性区随倾角增大而增大;在结构面倾角为60°时,洞室围岩的塑性区最小,相对稳定。     

单一弱面控制岩石力学系统特性

在含有面的岩石微元体中,弱面的倾角不同,岩石力学系统的结构形式就不同,其力学特性随着弱面倾角的变化而变化;弱面的力学参数的变化也是控制整个岩石微元体力学性能的主要因素。弱面的粘聚力越大,微元体系统承能力越大,并且承载能力随弱面内摩擦系数的增大而增加。     

美国世贸大厦破坏分析

“9· 1 1”恐怖袭击中世贸大厦轰然倒塌 ,通过对世贸大厦结构特征及波音飞机性能参数研究 ,分析了世贸大厦倒塌原因。由于飞机的高速撞击导致了楼层破坏 ,引起油箱爆炸 ;油箱的强力爆炸扩大了破坏范围 ,导致燃油扩散 ;燃油的高温燃烧软化了主体结构 ,导致顶部塌落 ;顶部的突然塌落引起了连锁坍塌 ,导致整体破坏 ;基础的承载失衡打破了受力平衡 ,导致邻楼倒塌。     

受应力约束的平面弹性体的拓扑优化

研究在给定外载和支承的条件下平面弹性体的拓扑优化，要求得到厚度均匀、使用材料最省且每一点都满足应力约束的弹性膜。在分析拓扑优化的特殊困难后，提出修改的满应力方法求解这一问题，使得设计空间在迭代过程中不变。文中的数值结果说明这个方法是有效的算法。     

约剪下结构面剪力卸载时法向压力的变化特性

本文通过剪切实验,分析讨论了锯齿状结构面剪切破坏后,在其残余剪切力卸载过程中法向压应力的变化规律,并根据结构面受剪前初始法向压应力的不同而将剪应力—残余法向应力曲线(即τ—Δσ_n曲线)分为Ⅰ型、Ⅱ型两类,从而进一步揭示了结构面在约束剪胀条件下的剪切力学特性。     

基于Barton-Bandis准则的岩体破坏模式快速识别方法

岩体由岩石和结构面网络组成，结构面强度模型对岩体稳定性分析起着决定性影响。本文详细探讨了Barton-Bandis准则在岩体结构破坏模式判断中的应用。首先，推导了当结构面服从Barton-Bandis准则时，结构面屈服时倾角的取值范围，提出了结构面屈服的判据，并采用数值模拟法验证了理论推导结果的正确性；基于理论推导的结果，并假定岩石服从Mohr-Coulomb准则，提出了一种岩体结构破坏模式的快速识别方法，将岩体结构破坏分为“不发生破坏”、“沿结构面发生破坏”、“沿岩石发生破坏”和“同时沿岩石和结构面发生破坏”四种模式，并验证了该识别方法的正确性。本文研究成果可以为工程实践的岩体结构破坏识别提供理论指导和技术支持。     

加载速率对含预制锯齿状结构面类岩石试件力学性质的影响研究

采用RMT-150B岩石力学电液刚性伺服控制试验系统对含预制锯齿状结构面类岩石试件进行了单轴压缩试验,包括4级不同的加载速率,定量地分析了加载速率对峰值强度及加载速率对应变等物理力学性态的影响。结果表明,在静态加载速率下,含预制锯齿状结构面类岩石试件的峰值强度与加载速率呈非线性正相关,峰值强度以及对应的应变值与加载速率呈非线性负相关,破坏形式为沿结构面滑动剪切啃断式破坏,锯齿啃断面积基本随应变速率增大而增加。