循环荷载条件下充填厚度对结构面剪切力学特性影响试验研究

利用相似材料制作砂岩剪切破坏结构面并进行循环剪切试验,研究无充填及3种不同充填石膏厚度条件下结构面的力学性质和三维形貌演化规律.试验结果表明:无充填结构面的峰值剪切强度最大,随着充填厚度的增加,结构面的峰值剪切强度先下降后上升,表明充填物的厚度对结构面的剪切强度有较大影响.结构面的法向变形量随充填厚度的增加而不断增大,其中无充填结构面和充填物厚度为1 mm的结构面剪胀现象明显,随着充填厚度的增加结构面剪缩现象逐渐显著.在循环剪切作用下,无充填结构面在初次循环中以啃断破坏为主,后4次循环剪切中以磨损破坏为主,充填1 mm的结构面主要为磨损破坏,但当充填厚度大于1 mm时结构面在循环剪切过程中还存在滑移破坏,说明充填厚度通过影响结构面的破坏模式来影响其力学性质.本文研究可为工程岩体稳定性分析提供参考.     

深部土-结构接触面与界面层力学特性的直接剪切试验

介绍了研究深部土与结构接触面及界面层力学特性的试验系统及研究方法,重点阐述了模拟不同粗糙面的"旋转结构面法"及研究界面层中力学特性的"下移结构面法".通过该设备及方法,研究了在不同法向应力、不同结构面粗糙度等条件下,土-结构接触面以及周围不同位置处(界面层内)土体的剪切力学特性.大量试验结果表明,该设备及方法能够较好地再现和研究土与结构物接触面与界面层内土体的主要力学特性及其与相关因素之间的关系.     

双结构面对岩体强度影响的模拟分析

通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了双结构面对岩体强度的影响.研究表明,影响结构面滑移变形的主要因素有应力集中系数、采深、结构面倾角和结构面的力学参数.在结构面力学参数一定的情况下,应力集中系数越大及采深越大,结构面产生滑移变形的可能性越大;结构面倾角越小,产生滑移变形的可能性越大.采空区上部小角度结构面产生滑移变形是导致离层、产生底鼓的机制之一;两个弱面之间相互干扰、叠加影响了岩体的抗压强度,当两个弱面中有任一个弱面与轴线成30°时岩体抗压强度最小.     

软弱结构面对深挖方膨胀土渠坡稳定性影响

通过分析软弱结构面的形成,利用有限元方法,建立有限元数值模型。对深挖方膨胀土渠坡数值模拟的机理分析既考虑了浅表层受到的大气影响,也考虑了在不同土层界面存在软弱结构面导致渠坡发生深层滑坡破坏等因素,从土体位移、土体塑性应变、安全稳定性系数这几个方面分析了渠坡滑坡的机理。     

巷道围岩渗流场和应力场各向异性特征分析及应用

依托范各庄煤矿12号煤层底板的砂岩巷道工程实际,应用岩体结构面非接触测量（ShapeMetriX3D）系统,对巷道开挖面进行岩体结构面数字摄影测量及识别,得到岩体结构面的几何分布参数;在此基础上,利用Mont-Carlo方法生成裂隙网络,分别利用离散介质渗流方法和几何损伤理论计算岩体的渗透张量和弹性张量,研究了岩体力学参数各向异性和尺度效应;最后,建立了平面应变情况下的巷道围岩各向异性渗流力学模型,采用COMSOL Multiphysics多物理场分析软件,计算得到了可以考虑节理分布特征的巷道围岩应力场和渗流场,并讨论了岩体力学性质主方向对围岩应力场、渗流场及损伤区的影响。研究表明,岩体的各向异性对数值模拟结果影响显著,等效连续介质的各向异性模型能考虑岩体结构面的影响,更符合工程实际。     

功效系数法在边坡优势结构面分析中的应用

优势结构面对边坡岩体稳定性起控制作用。基于功效系数法的相关原理,在权衡考虑结构面的主要影响因素基础上,确定岩体的优势结构面。研究结果表明,使用功效系数法确定岩体优势结构面,简单易行,且比较符合实际,不失为岩体优势结构面确定的一种新方法,具有较高的工程应用价值。     

深厚表土水平地压计算方法分析与探讨

考虑由于深部土的力学特性和深部水平土压产生机理不同于浅部,用于深部水平土压现行计算方法存有缺陷。该文分析了K0值计算深土水平地压方法存在的问题,提出结构与土耦合作用对深土水平地压影响不可忽视,应展开深入研究,完善深部岩土工程水平地压计算方法。这对当前我国资源开采,竖井安全建设无疑具有非常重要的意义。     

剪胀情况下抗剪强度的公式推导

结构面在岩体中广泛存在着,结构面往往对岩体尤其是坚硬岩体的力学性质起着决定性因素。考虑上覆压力(正压力)不大的情况下,在锯齿状无充填结构面的基础上,对形似正余弦曲线无充填结构面的抗剪强度做了公式推导,并将其推广到任意曲线的情况。     

岩体结构面几何性质参数的计算方法与应用研究

结构面的几何性质参数是模拟结构面网络和获得符合实际的力学性质参数的基础,提出了在局部坐标中,通过简单的测量结构面迹线与设定坐标轴的夹角,利用设定的总体坐标系和局部坐标系的转换关系,把三维问题转化为平面问题,再反算结构面的倾向和倾角;总结了结构面间距求解方法和广义H-H迹长估计方法及其二维假定下岩体结构面连通率的计算方法;并通过工程实践证明了该法使用简单,应用合理,有较高的实用价值。     

复杂地质条件下深基坑岩土边坡稳定性研究

复杂地质条件下深基坑岩土边坡稳定性一直是工程建设的重点研究内容。以某地区建筑工程为例,研究了复杂地质条件深基坑岩土边坡稳定性。分析该工程地形地貌以及概况,选择深坑基支护结构,计算该结构最大变形弯矩以及岩土层之间最大拉应力。利用传递系数法,计算岩土深基坑边坡稳定性,采用有限元分析法,模拟分析边坡的剪切应力。测试结果表明,支护结构的力学参数直接影响深基坑岩土边坡稳定性,深基坑开挖过程中最大位移量为22 mm,并且地质复杂程度的不同,对于岩土边坡稳定性的影响也存在差异;当深基坑支护结构处于极限状态时,岩土边坡位移的土体主要在接近坡脚的区域,最大位移量达到1721 mm,并且最大剪切应力发生在接近坡脚的区域。     

岩体结构面粗糙度系数的小尺度量测及其抗剪强度分析

该文借助分形理论对岩体结构面JRC的分形特征进行定量描述 ,以小尺度的量测结果来反映大尺度范围内岩体结构面JRC值的理论公式 ,从而消除JRC和结构面抗剪强度的尺寸效应 ,较为真实地反映岩体结构面JRC的实际状态 ,获得客观、真实的岩体结构面力学参数     

露天矿边坡岩体渗透特性及疏干排水模拟分析

边坡岩体的渗透特性和排水效果分析是露天矿边坡疏干排水设计的技术关键．以现场典型岩体结构面调查为依据,建立了离散介质渗流模型,计算了表征单元体的等效渗透系数张量,应用边界元数值法模拟研究了不同渗透张量情况下的疏干排水效果．分析表明,该技术途径不但适合边坡岩体宏观渗流分析的特点,而且能够较为深刻的认识裂隙渗流的本质,为露天矿边坡疏干排水优化设计提供了理论依据．     

陕北浅埋煤层砂土基型矿区保水开采方法研究

在浅埋煤层砂土基型矿区实现保水开采,关键在于煤层开采后含水层和导水裂隙带之间有达到厚度要求的隔水保护层.采用开采损害学中的地表移动变形和采动岩体内部移动变形预计的方法,考虑覆岩中隔水黏土层的膨胀性计算浅埋煤层砂土基型矿区开采后隔水土层中裂隙的破坏深度,同时借鉴相似模拟实验确定导水裂隙带的发育高度,最后计算采高不同时2种裂隙之间的隔水保护层厚度,如果隔水保护层厚度满足规定要求就可以实现保水开采,从而确定砂土基型矿区保水开采的合理开采方法.以榆树湾煤矿20102上工作面开采为例,计算结果表明:5m分层开采可以实现保水开采,放顶煤一次采全高不能实现保水开采.现场开采实践和相似模拟实验验证了该方法的正确性.     

含结构面岩体三轴压缩试验数值模拟研究

基于现行岩体力学试验方法, 建立三轴压缩试验数值模型并辨识模型的可行性。以风滩水电站为背景, 对含结构面的岩体进行三轴压缩试验数值模拟, 研究了岩体等效弹性模量各向异性的尺寸效应以及岩体结构面倾角、间距等因素对岩体等效弹性模量的影响。采用此法模拟岩体三轴压缩试验0求解岩体等效弹性模量, 克服了承压板变形试验求解岩体等效弹性模量的理论缺陷, 避免了现场岩体三轴试验周期长、代价昂贵等不足, 为求解含结构面岩体的宏观力学参数开辟了一条新的途径。     

浅析湖北省地质灾害与岩土体类型的关系

岩土是各类地质灾害发生、发展的物质基础,它们的性状制约各类地质灾害发生的可能性和发育生成时间的长短。岩土体结构及构造特征的差异,是引发各类地质灾害的关键因素。统计表明,地质灾害点发育密度最大的是碎屑岩区,滑坡最大规模出现在碎屑岩区,灰岩区中发生崩塌最多。简要分析了湖北省地质灾害发育程度与岩土体类型的对应关系。     

露天矿边坡岩体结构面调查及渗透特性分析

该文通过现场岩体节理测量与调查，建立了较为符合实际的岩体结构面几何参数概率模型；运用蒙特卡洛法，生成二维岩体结构面网络图，最后根据网络图，计算了岩体的渗透张量。     

浅议岩土注浆加固技术的发展与应用

本文结合自己在岩土加固技术方面的施工实践，从岩土注浆材料和岩土注浆工艺两方面，就岩土注浆加固技术的发展与应用进行总结和展望。     

松散岩土体崩解试验研究

选取云南某露天排土场两种松散岩土体进行崩解试验,通过跟踪崩解过程颗粒级配变化,应用分形理论对松散岩土体崩解过程进行了探讨,结果表明石英片岩、云母片岩在水的作用下会发生崩解与土体崩解过程类似,但石英片岩、云母片岩崩解程度远小于土体且崩解主要来自较大粒径岩块的崩解。该结果对工程实际具有一定的指导意义。     

露天爆破冻土层破断规律研究与解决措施北大核心

为揭示露天矿山冻土层在爆破荷载冲击下的破断规律,阐明冻土层爆破大块产生的原因,通过室内力学试验分析冻土的抗拉强度和抗压强度与温度间的动态关系,结合悬臂梁力学理论,建立爆炸荷载作用下冻土层破断简化悬臂梁模型,得到冻土层破断长度的理论计算公式,提出深、浅孔组合爆破技术,在甲玛铜矿开展实际应用。研究结果和现场应用表明:冻土的抗拉强度和抗压强度均随温度的降低而升高;在爆破过程中冻土层与下方岩层产生分离,冻土层形成悬臂梁结构,冻土层在悬臂梁结构的最大弯矩处断裂,随着土体温度持续降低,冻土层破断长度逐渐增大。成功在西藏甲玛矿区应用,将冻土层大块率控制在4%以内,有效减少了冻土层大块的产生。     

露天开采人工边坡岩土体变形计算及安全评估

露天开采会产生大量的人工边坡,为了更好的对人工边坡的安全性进行评估,基于随机介质理论,推导出了边坡开挖导致岩土体的移动和变形计算公式,提出了开挖边坡变形破坏判据及周边环境安全评价准则。针对土体移动和变形计算公式的不可积性,对其计算方法进行了研究,采用条分法获得了预测开挖边坡岩土体变形的半解析解。通过工程实例,能很好的预测开挖引起的边坡体的位移和变形,同时利用变形破坏判据可方便的对边坡的安全性进行评估,为人工边坡的工程处治措施设计提供参考。