岩体破坏的结构控制与应力控制转换机理及判据模型

首先,通过岩石受力破坏过程分析给出了岩块的强度参数与岩块破坏时形成的贯穿裂隙强度参数的关系．在此基础上,通过理论推导给出了结构面强度曲线和岩块强度曲线的位置关系,揭示了三轴压缩试验中,在低围压下岩体通常沿结构面破坏,而在高围压下岩体经常沿岩块剪切破坏的机理,并给出了由结构控制转换为应力控制的临界围压的解析解．其次,揭示了在岩体开挖中,岩体破坏的结构控制与应力控制的转换机理,给出了结构控制转化为应力控制的临界初始应力的解析解．算例表明,模型可以有效解释岩体力学行为的结构控制与应力控制的转换机理．     

悬索桥空间主缆分析

为了确定悬索桥空间主缆恒载线形,根据已有的二维模型,提出了一个三维主缆线形计算方法.直接从三维索的几何方程和平衡方程出发推导了索形迭代计算方法,该方法将三维主缆投影到2个平面上分别考虑几何边界条件和力的平衡条件,考虑了倾斜吊杆的影响,引入梯度迭代法,推导了三维主缆的迭代方程,给出了具体计算分析的迭代流程;采用C++语言编制了主缆三维恒载线形分析程序CF3D.基于该方法和程序对一座悬索桥的主缆进行了恒载线形的迭代计算分析.研究结果表明:该方法精度完全能满足工程计算要求,迭代计算出的主缆线形平顺.该方法具有使用方便、精度高等优点,适用于多跨空间缆索悬索桥.     

巷道支架位移ARIMA模型预报时的还原误差问题

在现场采集大量数据的基础上,应用时间序列分析线性模型的理论,对巷道支架位移动态数据建立了ARIMA模型。发现用该模型预报时,误差不仅与预报步数有关,还与差分次数有关。并阐明了还原误差问题,找出了差分次数影响误差的递推方法。     

一种新型综合注浆加固试验系统的研制及应用

针对现有注浆加固试验装置难以平衡高压注浆所需密封效果和多功能试验所需空间结构的缺点,研制了一套新型多功能综合注浆加固试验系统.该试验系统的优点为:(1)尺寸适中、结构合理,既具有布设监测元件的试验空间又具有良好的密封效果;(2)适用范围广,可针对不同岩土体介质开展多类注浆加固试验;(3)具备多元物理信息并行采集功能;(4)可同时满足加固体宏观物理力学性质测试及浆-岩界面微观耦合机制的研究需求.该系统成功应用于断层角砾介质注浆加固室内模拟试验,分别从应力响应-传递特征、加固体强度增长规律及加固模式等方面探究了断层角砾介质的注浆加固机理,提出了角砾介质强度增长的经验公式,揭示了加固过程中注浆压力的传递分配机制.     

围岩超前优化分级的属性识别模型及其工程应用

为有效进行隧道围岩超前优化分级,提出基于属性数学理论和隧道地震波勘探系统的围岩超前优化分级方法.选取隧道地震波勘探系统可有效识别的物理力学参数作为属性评价指标,并结合围岩工程地质分类和RMR系统分类方法,确定围岩等级与各评价指标之间的对应关系;通过构建单指标属性测度函数,计算得到单指标属性测度及样本综合属性测度;应用置信度准则对隧道样本的围岩等级进行属性识别,从而建立围岩优化分级的属性识别模型.在工程实例分析研究中,评价结果与模糊综合评价法以及GA-SVM法的评价结果具有较好的一致性,从而验证属性识别模型评价结果的合理性及可靠性.     

地质力学模型试验过程中关键技术研究

基于地质力学模型试验,分别从地质力学模型试验相似比尺的选择、相似材料的选择、模型的制作、模型的开挖与支护和数据的采集与分析5个部分阐述了试验过程中的关键技术问题.结合山东大学岩土中心的大型三维模型试验,重点分析了相似材料的选择、模型制作过程中的注意事项,包括模型试验台的设计、测点的布置、应变片的选择与粘贴、温度补偿与连接导线、模型的堆砌和应变块的埋设.这些关键技术影响着模型试验的成败,因此模型试验过程中的关键技术的研究对于地质力学模型试验具有一定的指导意义.     

高陡岩质边坡稳定性评价的熵权属性识别模型 与工程应用

露天矿边坡工程稳定性一直是影响煤炭生产安全的重要因素,为有效控制边坡失稳、确保煤炭生产安全,基于属性数学理论建立了边坡稳定性评价的熵权属性识别模型.首先,根据边坡所处的地质条件与边坡失稳影响因素,选取边坡坡高、边坡坡度、天然容重、内摩擦角、粘聚力、地震烈度与孔隙水压力比作为岩质边坡稳定性评价的指标,采用熵权法确定评价指标所占权重;其次,分析评价指标的属性测度,构建属性测度函数以计算各个指标属性测度与综合属性测度;最后,采用置信度准则对边坡稳定性进行属性识别.通过对安太堡露天矿边坡治理前后的稳定性评价,得出削坡、注浆加固与预应力锚索加固等边坡治理措施的有效性.将属性识别模型评价结果与加权平均法评价结果进行对比验证,同时将边坡稳定性评价结果与边坡监测数据对比,结果表明:熵权属性识别模型可以有效地解决边坡稳定性的评判问题,且评价结果合理,为边坡工程稳定性评价提供了一条新思路.     

大型洞室群不同开挖顺序围岩稳定效果分析

介绍了岩体动态施工力学的概念及原理要点，并将其用于两个大型洞室群不同开挖顺序围岩稳定性分析，发现优化施工顺序比原方案围岩稳定性有较大提高，这对于大型洞室的施工具有重要的参考价值。     

多孔介质中浆液动界面扩散规律及工程应用研究

基于渗流连续性方程、Darcy定律、线性滤过定律及渗流压力降方程,建立了多孔介质中水泥浆三维动界面速度模型和压力模型,分析了渗滤效应下动界面的速度、压力降及压力变化规律;通过现场试验,研究了水泥浆三维动界面压力的特征规律,并将试验值与理论值进行了对比分析.结果表明,相同条件下,恒定压力的Darcy渗流速度是考虑渗滤效应浆液动界面速度的1.3~2.6倍;忽略和考虑渗滤效应时的浆液扩散距离相差约1倍;固定扩散距离处,水泥浆动界面速度随水泥浆区多孔介质渗透系数Kc的减小而降低;特定时间点时,浆液单位压力降ΔP'和动界面压力p均沿程减小;随着浆液由渗透扩散转变为滞留淤堵,动界面压力降p'呈先增后减、压力p呈先减后增趋势.