复杂结构岩体三维裂隙网络密度的计算方法研究

岩体的力学性质受岩体中的结构面控制,但是结构面的展布特征十分复杂,仅用在现场二维露头面上采集的裂隙信息不能完整地反映结构面的发育特征。为了完整地反映结构面的发育特征,广泛应用三维裂隙网络模拟的方法。而裂隙的密度是三维裂隙网络模拟的关键参数之一。本文在预先确定三维裂隙网络中裂隙的位置、大小、产状等参数的前提下,采用模拟露头面切割三维裂隙网络,统计迹线条数的试算法,确定裂隙的密度。并以在建大藤峡水利枢纽泄水闸28号坝段下游岩体为例,计算了裂隙的密度。采用考察模拟露头面上的迹线半迹长的分布函数,并与现场实测裂隙半迹长的分布函数对比的方式,证明了本文方法的合理性,该方法有着广阔的应用前景。     

综采导水裂隙带高度预测方法研究

对综采导水裂隙带高度预测方法进行研究，以神树畔和双山井田为例，对综采导水裂隙带高度 预测以“三下”规程经验公式、煤科院经验公式法、关键层位置法和多因素法四种方法进行预测。综合分 析表明，多因素影响法考虑了煤层开采中会影响导水裂隙带高度的煤层覆岩岩性结构、采高、顶板岩层 结构类型、顶板管理方式、工作面斜长、采深等多个因素，体现覆岩岩层结构对导水裂隙发育高度控制作 用，弥补了将顶板岩性统计均化为坚硬、中硬、软弱的不足，回避了需要对关键层位置进行识别的难题， 具有更好的适应性，并且与实测值相对误差较小。多因素影响法预测综采导水裂隙带高度值，可为井田 顶板水害预测防治工作提供数据支持和科学依据。     

砂泥岩互层裂隙地层的渗透性特征

本文分析研究了控制砂泥岩互层地层中裂隙渗透性的各种因素,提出了砂泥岩互层地层具有层状、带状和壳状三大渗透结构,并以黄河小浪底水库为例,通过三维有限元渗流计算,分析对比了三种不同类型的渗透结构对渗流场的影响,提高了对砂泥岩裂隙岩体渗透性分布规律的认识水平。     

裂隙水流规律试验研究进展

本文对国内外裂隙水流的模型试验现状作了归纳分析,这些典型试验的基本参数、试验装置及主要成果对进一步深入的试验研究具有重要参考价值。     

基于三维激光扫描技术的高边坡岩体结构调查

三维激光扫描技术作为一种新型的测绘技术,运用于岩体结构调查时突破了传统的单点测量法,更易宏观把握结构面的产状。在对三维激光扫描原理和基本工作步骤介绍的基础上,以西南某水电站右岸坝肩高边坡的为例,通过对设站位置的布设、坐标转换误差的校核、结构面产状的提取、结构面的分组和裂隙网格的生成等几个方面的介绍,阐述了激光扫描技术在水电站高边坡岩体结构调查中的应用,最后提出了该技术在高边坡岩体结构调查中的优缺点和发展前景。     

土体结构对土体工程稳定性的影响

以往我们研究土的结构、土的压缩性、剪切性质，都是假定土体为均质弹性体而建立土体力学强度公式，对土体的结构却研究很少。土体确有它的结构，它的结构是由原生的沉积结构在后生的改造下形成的。土体的结构对土体的变形、破坏、水文特征的改变都具有控制作用。土体的力学性能不但受土体材料的控制，同时也受土体中的孔隙、裂隙、节理的控制。     

岩体结构面的变形习性及应用

裂隙岩体的力学和渗流分析,常把岩体视为由岩块和结构面组成的地质结构体。岩体的力学和水力学习性,主要受结构面的习性控制。所以,近20年来,岩体结构面力学习性一直是岩体力学的前沿研究课题之一。 结构面力学习性研究中,其强度习性成果较多,而变形习性研究,只在近几年才有较大的进展。本文试图讨论各种荷载条件下,结构面变形习性、变形曲线分析表达式、变形参数及其在岩体稳定和渗流分析中的应用。     

某隧道工程岩体声学特性研究

岩体声学特性与岩体结构、破碎程度、风化程度密切相关。为了获得岗上隧道工程岩体声学特性,采用声波测试技术对某隧道工程岩体及岩芯进行测试与分析。研究结果表明波速与岩体的风化及破碎程度密切相关。掌握工程岩体的声学特性,对岩体结构分类、岩体动弹性参数测试、以及岩体质量评价等具有重要意义,可为隧道工程的设计与施工提供重要依据。     

基于ＢｌｏｃｋＤｙｎａ的裂隙岩体压水灌浆规律数值模拟研究

采用块体动力学分析系统（ＢｌｏｃｋＤｙｎａ）中的渗流模块,对裂隙岩体中的压水灌浆规律进行了数值模拟。采用达西渗流模型描述压水过程,采用宾汉渗流模型描述灌浆过程,分别探讨了裂隙数量、裂隙开度对压水吕荣值及灌浆注入量的影响规律。计算结果表明,随着裂隙数量、裂隙开度的增大,吕荣值及浆液注入量均呈现逐渐增大的趋势。裂隙开度对压水吕荣值的影响是二次方关系,裂隙条数是一次方关系,裂隙开度对压水吕荣值的改变更为敏感。由于裂隙随机性及浆液进入截止开度等因素的影响,使得浆液最终注入量会出现局部反常现象。     

三维离散裂隙网络渗流模型与实验模拟

本文根据天然裂隙系统发育规律及其渗透机制，将复杂的裂隙系统划分成带状断层、面状裂缝和管状孔洞三大类型，在忽略岩块渗透性的前提下，建立了由管状线单元、缝状面单元和带状体单元组合而成的三维裂隙网络渗流数值模型，为检验模型的合理性，在室内利用混凝土试块制成的离散体来模拟三维裂隙网络结构，设定不同的边界水位和降雨入渗对裂隙中渗流进行了实验，利用数值模型对实验结果进行了模拟，初步验证模型是合理而可靠的。     

小湾水电站左岸坝前堆积体在自然状态下稳定性的平面离散元与有 …

使用平面离散元法（ＵＤＥＣ）和有限元法对小湾水电站左岸坝前堆积体在自然状态下的稳定性初步进行了二维数值计算与分析，得到该堆积体应力和变形状态的定量结果，对堆积体的稳定性有了相应的认识。     

小湾水电站左岸坝前堆积体在自然状态下稳定性的平面离散元与有限元分析

使用平面离散元法(UDEC)和有限元法对小湾水电站左岸坝前堆积体在自然状态下的稳定性初步进行了二维数值计算与分析，得到该堆积体应力和变形状态的定量结果，对堆积体的稳定性有了相应的认识。     

碾压混凝土坝层（缝）面渗流分析的界面元方法

碾压混凝土坝碾压层之间的层面是坝体的薄弱环节。本文采用无厚度的接触界面单元模拟层面，进行了坝体的渗流分析。实例计算表明，层面的渗流单宽流量计算值和实测值很相近。     

丰满重建工程基础开挖期老坝抗滑稳定研究

断层坝段是影响丰满老坝整体稳定安全性的控制性坝段,坝基内不利软弱结构面是影响老坝坝体安全的关键因素。现丰满大坝重建新坝的施工,可能会降低老坝的抗力,导致老坝安全性降低,因此有必要论证重建工程施工期老坝坝体及基岩沿软弱结构面失稳的可能性。以现行规范的稳定安全要求为依据,选取典型断层坝段研究多种基础滑移模式下大坝的抗滑稳定安全问题,计算考虑新坝基础开挖施工期老坝受载的变化。结果表明,建基面是最薄弱的可能滑动面,新坝施工对断层坝段的稳定安全状态没有明显不利的影响。考虑到老坝断层坝段本身安全度不足,新坝施工期应加强对老坝的监控和检测,保证下游新坝施工的顺利进行。     

浙江仙居拱坝拱座稳定不利结构面的处理

浙江省仙居水电站拱坝左岸坝头山体较雄厚,且软弱夹层出露的高程较高,故采用扩大基础的推力墩结构。右岸由于软弱夹层与陡倾角节理形成底裂面和侧裂面的组合,对坝基的抗滑稳定不利,采用开挖置换混凝土回填基础的处理方案,同时对软弱夹层采取混凝土洞塞处理。通过对影响拱座稳定的各滑裂面和临空面的分析研究,对于不同的不利结构面采取了相应的工程措施,既节省了开挖方量,又确保了拱座稳定。     

地震地表破裂成因分析——以玉树地震为例

通过对玉树地震区4个典型地表破裂观察点地表破裂的观察分析,认为地表破裂可以分为同震地表破裂和震后受重力等影响而形成的滑坡后缘破裂以及河岸垮塌体破裂等。同震地表破裂大部分与发震断层的出露位置一致,是断层错动引起的,但有一部分地表破裂与断层位置并不重合,其形成可能另有原因。断层是地壳中相对软弱带,其消耗能量的作用大于传递能量的作用。这类同震地表破裂很可能是震源体破裂释放的能量以地震波的形式通过极不均匀的上地壳传播,再经过地壳中断层、裂隙、岩层岩性界面、褶皱面等复杂的折射、反射过程,在局部地段叠加增强后最终突出地表释放能量形成的。这种由于地震波突出地表形成地震破裂的过程,可以称之为地震地表破裂的波突成因。由于地震波携带有发震构造的相关信息,因此即使是波突成因的同震地表破裂,其组合形式也能够反映发震构造的一些基本特征。     

亭子口重力坝表孔坝段地震动力响应分析

亭子口重力坝坝基岩层近于水平,分布有各类软弱夹层。为科学评价其坝体结构抗震安全性与地震动力抗滑稳定性,采用黏弹性人工边界模拟地基辐射阻尼效应,以有厚度接触单元模拟坝基软弱夹层,对亭子口重力坝的表孔坝段进行了三维有限元时程动力分析。计算结果表明,在水工抗震规范谱人工地震波作用下,大坝上下游表面产生了明显的动应力响应,但动静叠加后,坝体竖直向在地震过程中没有出现拉应力;以泥化夹层JS2-1-2为底滑面的滑动模式为大坝深层动力抗滑稳定的控制工况,设置齿槽后大坝动力深层抗滑稳定性显著提高,大坝在地震过程中不会发生整体失稳。     

考虑降雨作用的含张拉裂隙顺层岩坡稳定性分析

顺层岩质边坡的稳定性主要取决于软弱层面的性质和地下水对层面的水压力。而目前软弱层面的入渗渐进弱化作用对岩质边坡稳定性影响的分析方法仍不完善。探讨了张裂隙水对软弱夹层面的入渗渐进弱化模式,并结合水力作用给出了入渗作用下岩质边坡稳定性系数和临界降雨强度的表达式。研究结果表明:弱化作用和静水压力对边坡稳定性的影响均与后缘裂隙水位高度(h)和阶段表征值(λL)有关,其稳定性系数随后缘裂隙水位高度和阶段表征值的增加而减小;后缘裂隙临界水位高度和临界降雨强度并不是固定值,而是与边坡所处的入渗阶段有关。     

长河坝水电站特高心墙堆石坝双防渗墙渗流控制特性反演分析

为高效反演模型渗流参数,建立有限元模型,采用多因素敏感性分析法研究了长河坝水电站特高心墙堆石坝坝基渗流控制特性对防渗系统各材料以及表层基岩的渗透系数的敏感性。结果表明：表层基岩和主防渗帷幕的渗透系数对双防渗墙各自阻挡水头比例影响较大,极差分别为0.174和0.125;其余材料渗透系数影响较小,敏感性由强到弱排序为副防渗帷幕、副防渗墙、主防渗墙、砾石土心墙;基于此结果的反演计算值与实测值之间误差不超过5%,满足工程应用要求。     

岩体复合滑动面综合抗剪强度特性研究

 在坝基、边坡和地下洞室筹岩体工程的抗滑稳定分析中,经常遇到一个控制稳定的由多种岩性组成的滑动面,即在一个滑动面上,有坚硬完整的岩石、裂隙、软弱夹层以及其它结构面等。我们采用模拟试验和应力计算分析等方法,研究了这种滑动面的综合抗剪强度特性,最后提出了几种估算综合抗剪强度的方法及其适用性。