露天矿边坡损伤与可靠性变化规律的数值分析

以鞍钢眼前山露天铁矿南帮节理岩体边坡为工程背景,综合应用FLAC-3D、损伤力学、断裂力学和可靠性分析等多项理论和方法,系统研究了露天矿边坡的节理岩体伴随采矿开挖的概率损伤分析程序,定量揭示了边坡岩体概率损伤分布及演化规律。综合考虑节理、岩石和岩体初始损伤状态的抗剪强度,结合露天矿开挖的FLAC-3D模拟与损伤断裂力学分析,根据Monte-Carlo原理和极限平衡理论建立了露天矿节理岩体边坡的三维稳定性和可靠性动态评价模型,探讨了眼前山铁矿南帮 21 m铁路运输平台的节理岩体边坡在矿山不同开采深度的稳定性和可靠性的动态变化规律。     

基于Hoek-Brown准则的边坡开挖岩体力学参数研究

将边坡开挖弱化因子引入广义Hoek-Brown强度准则,并对其进行定量表述,以研究爆破开挖对边坡岩体力学参数的影响程度．工程实例表明：开挖对不同边坡岩体的力学参数的影响程度不同,对坚硬岩体的影响比对软弱岩体的影响大;开挖弱化因子与变形模量、黏结力和内摩擦角呈线性相关,与抗拉强度呈指数相关．     

深部裂隙岩体温度场及其控制因素

分析了深部裂隙岩体温度场随深度基本变化特征及其主要影响因素,用数值模拟方法研究了裂隙水流对岩体温度场的影响特征,分析了裂隙围岩温度场与裂隙中水流温度场相互影响的主要特征和主要因素.通过假设的理论模型模拟计算了岩石热传导性、水岩热对流交换系数等因素对裂隙岩体温度场的控制作用,定量分析了不同因素对裂隙岩体温度场的影响特征,为研究深部矿井热害特征及其热害防治与地热综合利用提供了科学的依据.     

简论岩体的两类力学模型

连续介质模型和不连续介质模型是岩体的两类力学模型,根据两类力学模型的适用范围并运用劳丹的科学合理性模式,指出：两类模型不是对立的,而是互补的;今后应建立既能反映连续性又能反映不连续性的统一的岩体力学模型。     

Hoek-Brown岩体强度估算新方法及其工程应用

如何利用现场调查和室内试验来估算工程岩体强度参数一直是众多工程技术人员要解决的难点问题，而Hoek-Brown强度准则为此提供了一条良好的途径。文中详细介绍了Hoek-Brown强度准则的由来、发展反目前的发展现状和应用状况，并介绍了最新的Hoek-Brown强度准则和岩体强度估算方法的内容。最后笔者结合国内的一个大型水电工程，详细介绍了其应用和效果。说明该方法完全解决了工程岩体强度参数估算的问题，而且效果电好，有着广泛的应用前景。     

水平应力与裂隙密度对顶板安全厚度的影响

将地下空区顶板视为梁模型,采用结构稳定理论,建立水平应力与地下空区项板安全厚度之间的关系;以裂隙张量为基础,将岩体中的裂隙看作初始损伤,对含随机分布裂隙的顶板岩体进行分析,推求裂隙岩体的等效变形模量和等效泊松比,从而建立地下空区项板厚度与岩体裂隙密度之间的关系,并探讨水平应力与岩体裂隙密度对地下空区顶板厚度的影响.研究结果表明:地下空区顶板厚度与水平应力及岩体裂隙密度具有较大的相关性,最小安全厚度随着水平应力的增大而增大,当水平应力由0 MPa增加到15 MPa时,对安全厚度的影响较大;当水平应力大于15 MPa时,随着水平应力的增大,安全厚度的增加幅度较小;最小安全厚度随着岩体裂隙密度的增大而增大,安全厚度与裂隙密度近似呈直线关系.     

龙滩水电站左坝肩蠕变体B区治理研究及实践

龙滩水电站是目前世界上已建或在建的最高碾压混凝土重力坝.受地形地质条件的限制,左岸地下厂房进水口紧靠已经发生弯曲倾倒变形的反倾向层状结构蠕变岩体,其体积约1200×104m3.主要对B区岩体的倾倒蠕变特性及成因进行分析,通过多方案比较优化研究,确定了以排水为主,压脚治理为辅的综合治理设计方案.为评价治理效果,运用多种方法对边坡的稳定状态进行了数值计算分析,以及对监测资料进行了综合归纳分析,认为:强风化线或蠕变岩体折断面控制着边坡岩体的变形,岩体变形速率逐渐变小,目前已经基本稳定.     

分形块体理论及其在三峡高边坡工程中的应用

把分形几何与块体理论相结合提出了分形块体理论，建立了分形块体赤平解析法，并将其应用于三峡永久船闸高边坡稳定性分析中，初步结果表明；分形体理论符合工程实际，是分析裂隙岩体工程稳定性行之有效且可靠的方法，。相信在三峡高边坡岩体稳定分析中将具有很好的应用前景。     

岩石块体系统构建方法及可视化程序开发

根据临空面与结构面构建岩石块体系统是一项复杂而基础的研究工作。以平面对多面体的空间切割算法为基础,通过单元离散、单元聚合等方法实现复杂岩石块体系统的构建,并对关键算法进行详细说明,利用MFC和OpenGL,开发了可视化程序。结合一露天矿多阶边坡工程,展示了具体实现过程。首先,利用AutoCAD中的四边形单元构建边坡临空面模型。其次,采用投影法实现岩体模型的网格划分,从而将结构面对复杂岩体的切割转化为对柱状单元体的切割。最后,消隐藏网格,聚合单元,实现复杂块体模型的构建。与传统方法的计算结果进行对比,验证了此方法用于复杂岩体模型构建的有效性和优越性,为实际工程提供可靠依据。     

断续节理岩石中开挖附近扰动区失稳行为的实验

目的是用实验方法研究在一定加载条件下,断续节理岩体中裂纹萌生、扩展、贯通机制及开挖扰动区的破坏行为。实验试样用作者配制的模拟材料制成。利用作者设计的小型开挖系统,在双轴加压下,当轴向压力达到峰值力的75%时,保持径向加载和轴向加载的比值λ恒定,模拟开挖过程,并用数码摄像机全程跟踪开挖过程。实验结果显示开挖附近断续节理滑移、贯通以及扰动区的变形决定了巷道的失稳行为和最终的破坏模式;开挖过程明显影响着内部扰动区和外部压缩区的变形。开挖后,内部扰动区的变形大于外部压缩区;开挖后,继续保持λ恒定时,应力和变形作为时间的函数逐渐释放,并且造成一些节理的滑动和微破裂的相互作用;λ越大,则巷道破坏的时间越短。