某水电站边坡岩体现场压缩蠕变特性研究

刚性承压板变形试验是了解水电站坝区软弱岩体变形特性的重要手段。介绍了在某水电站坝区针对软弱岩体进行的大型刚性承压板变形试验方法,深入分析了坝区软弱岩体的变形规律。根据试验资料,识别出了坝区软弱岩体的压缩蠕变模型,计算出了其流变参数,为坝区工程的设计和施工提供了重要的依据。     

软弱岩体蠕变模型辨识与参数反演

压缩蠕变试验是了解岩体蠕变力学特性的重要手段。通过对大岗山水电站坝区软弱岩体现场压缩蠕变试验资料的分析，揭示坝区软弱岩体具有瞬时弹性变形、减速蠕变和弹性后效特性。通过对各种流变组合模型的辨识，确定采用广义开尔文模型来反映坝区软弱岩体的压缩蠕变特性。根据辨识的蠕变模型推导出了刚性承压板边缘岩体表面的压缩蠕变变形计算公式，据此采用优化反演法获得了坝区软弱岩体的瞬时弹性模量、黏弹性模量和黏滞系数等蠕变参数，从而为坝区边坡加固设计和稳定性分析提供了重要的岩体流变参数资料。     

乌东德水电站坝址岩体变形试验与地质分析

乌东德水电站建坝岩体为中元古界会理群落雪组灰岩、大理岩,因其变形模量范围值与平均值分别高达18.22～69.69 GPa和44.83 GPa而受到业内专家质疑.为此,从试验方法适宜性分析、试验设备改进、现场试验复核、试验成果分析等方面对岩体变形特性进行了试验研究,从坝址所处地质构造环境、岩性岩相等方面对岩体变形特性进行深入的地质分析,得出如下结论:刚性承压板法与柔性承压板法在现场岩体测试中各有利弊,坚硬完整岩体宜用柔性承压板、半坚硬和软弱岩体宜用刚性承压板;两种试验方法所得测试成果虽有差异,但成果相近、量值相当,均真实地反映了客观地质条件.     

坝区岩体压缩蠕变参数的数值反演

根据大岗山水电站坝区现场承压板压缩蠕变试验资料,在坝区软弱岩体压缩蠕变模型识别的基础上,建立了坝区岩体蠕变参数反演的数值分析方法,该方法可以真实模拟现场承压板的压缩蠕变试验过程和试验点的地层分布与地质状况.采用数值反演有效得到坝区试验点岩体的压缩蠕变参数且数值反演计算变形值与实测变形值基本相近,较好反演了坝区岩体的蠕变力学参数,这为坝区边坡工程的稳定性评价与分析提供了技术参数保证.     

现场岩体变形试验刚性承压板法的影响因素

承压板法是一种通过刚性承压板施力于半无限空间岩体表面,测量岩体变形,并按均匀、连续、各向同性的半无限弹性体表面受局部荷载的布西涅斯克（Boussnieq）公式计算岩体变形特性指标的方法.广泛应用于大中型水利工程,是比较常用的测定岩体变形参数的方法之一,具有理论成熟,方法可靠,试验周期短,人员劳动强度小,费用较低等优点.本文通过对刚性承压板法影响因素的分析,设计出最佳的试验方案,做到多快好省,为设计部门提供更为可靠的资料.     

刚性承压板中心孔法变形试验设备和方法

 传统的刚性承压板变形试验方法无法解决层状岩体的变形特性问题,而分层弹模计算方法则可以通过一次试验求得不同岩层的模量,因此,需在传统的承压板法变形试验基础上发展一种新的与分层弹模计算方法相匹配的层状岩体承压板法变形试验方法,即刚性承压板中心孔法变形试验。刚性承压板中心孔法变形试验设备以传统的刚性承压板法试验设备为基础,通过比选,以承压板直径535 mm,中心孔直径79 mm,多点位移计钻孔直径76 mm,埋设4个锚头为宜。刚性承压板中心孔法变形试验方法及操作步骤应同时满足《水利水电工程岩石试验规程》（SL264-2001）第6.1和第10.2章节相应条款的技术要求。     

基于岩体质量分级的岩体变形特性研究

坝基和坝肩岩体的变形特征是影响大坝施工工艺和大坝能否长期稳定的重要因素之一。为合理确定叶巴滩水电站岩体的变形模量,基于岩体质量分级,进行了室内试验和现场刚性承压板试验。通过数理统计分析,结合岩体质量及其所处地质环境给出岩体变形参数建议值,并用声波对变形试验结果进行拟合,得到其相关系数大于0.83,即证实了实验成果的合理性。     

长江科学院重庆分院获一项国家发明专利

正2016年3月,长江科学院重庆分院与水利部岩土力学与工程重点实验室共同研发的"刚性承压板中心孔法伺服控制深部岩体变形试验装置及其方法"获得中华人民共和国知识产权局颁发的发明专利证书。常规岩体变形试验方法一般有刚性承压板法和柔性承压板法两种,主要用于测量岩体表面的变形特性。为了测量深部岩体的变形,上世纪80年代长江科学院研发了"柔性承压板中心孔法",但该方法中的钢枕承     

信息之窗

《岩体变形试验与分层弹模计算》专著问世长江科学院李迪、张保军、张漫、易桂钧等撰写的《岩体变形试验与分层弹模计算》专著一书,2005年5月由湖北省科学技术出版社出版。作者在该书中首次提出层状岩体承压板法变形试验。长期以来,水电工程中急需解决测定岩体中软弱层带的弹性模量的问题,而现有规程中推荐的承压板法因以均匀弹性介质为前提而无能为力。在上个世纪80年代中期,作者提出了将含有软弱层带的岩体概化平行成层岩体的地质模型,根据柔性承压板中心孔法试验测得的深部岩体变形分层计算变形(弹性)模量的计算模型和计算方法,作为“七…     

节理分布对岩体变形试验的影响分析

以某水电站坝址岩体现场承压板试验为依据,通过对比分析两组岩质及岩体结构基本相同的岩体承压板变形试验的数据及结果,揭示了节理的存在和数量对岩体现场变形试验测试值的影响。在此基础上,采用数值模拟手段,探讨了层面裂缝间距、倾角对层状岩体变形模量的影响规律。研究成果对提高岩体现场变形试验的准确性及代表性具有较好的参考价值。     

基于数值模拟的未扰动岩体变形参数反演方法

受开挖卸荷影响,硐壁表层岩体与深部未扰动岩体的变形特性会有所差异。现有规程在处理变形试验数据时,没有考虑这一差异,将承压板下的岩体看作均质体,得到的是均质体的综合变形参数。在此基础上作了改进,将承压板下的岩体看作双层介质,上部为松动圈,下部为未扰动岩体,基于数值分析和优化设计理论发展了一套分层模量反演方法。将分层反演方法用于研究某水电站坝址区未扰动岩体变形参数,结果表明：分层反演所得岩体变形参数更能反映实际岩体的真实情况,能够有效弥补常规分析方法的不足。     

古贤水利枢纽坝址岩体变形模量试验方法研究

采用刚性承压板逐级一次循环法,对古贤水利枢纽坝址岩体变形模量进行了试验研究,其最大应力为7.5 MPa,分5级均匀施加。介绍了试件布置、试件制备、仪器设备安装,现场试验方法和岩体变形模量、弹性模量计算的方法等。岩石压力与变形的关系曲线分为5种类型,即直线型(a)、近似直线型(d、e)、上凸型(c)、下凹型(b)。a、d、e呈线性关系,采用取直线段计算岩体全变形量和弹性变形量,b、c呈非线性关系,逐级分别计算全变形量和弹性变形量。     

非标准条件下刚性承压板试验变形参数的确定

为确定试点边缘到试验洞侧壁距离和试点中心到测量支架支点距离达不到刚性承压板试验规范要求条件下的变形模量,在利用FLAC3D数值模拟探究了两者对试验结果的影响规律之后,基于FLAC3D数值模拟获得的变形模量与位移关系学习样本,利用PSO-LSSVM模型的学习和预测能力,发展了一种非标准条件下获得变形模量的反演分析方法,并将其应用于某工程实例中,结果表明:试点边缘到试验洞侧壁距离和试点中心到测量支架支点距离都会引起试验的变形误差,且两者的误差随距离的增大以不同速率减小。优化反演确定的岩体变形模量为 GPa,平均值2.30 GPa,其对应的变形误差平均为0.1%,表明该结果是准确合理的,该方法为解决特殊条件下的承压板变形试验成果计算提供了一种新的思路。     

深部变形破裂岩体变形模量研究

以叶巴滩水电站深部变形破裂岩体为研究对象,开展深部变形破裂波速测试和现场变形试验,通过对相关动静试验结果进行分析,推导出波速与变形模量之间的关系,并据此评价了深部变形破裂岩体变形模量。研究表明:轻微松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为17.22 GPa,损伤大多不超过50%;中等松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为12.02GPa,损伤为40%~70%;强烈松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为7.3GPa,损伤超过50%。     

南水北调西线工程岩体变形特性现场试验研究

为准确获取南水北调西线工程坝址区岩体变形指标,采用刚性承压板法,在阿达坝址、仁达坝址和阿安坝址平硐中开展了岩体变形现场试验。结果表明:3个坝址区岩体变形模量、弹性模量受岩性组成影响明显;压力—变形关系曲线类型大部分为近似直线型或下凹型,这与岩体受节理裂隙切割情况、加载方向以及岩体完整度等密切相关;加载方向和应力水平对岩体变形特性产生一定影响,变形模量随应力的增大总体呈逐渐增大趋势,弹性模量与应力水平的关系受加载方向影响,随应力变化的规律不明显;现场岩体变形测试结果与地震波速测试结果、规范建议值的对比分析表明,坝址区岩体总体为Ⅴ类,三者之间具有较好的对应性,现场岩体变形试验参数测试结果是可靠的。     

钻孔岩体变形试验及应用

PROBEX-1膨胀仪所能施加的最大压力为30 M Pa,从而保证了高精度地开展钻孔岩体变形试验。通过钻孔岩体变形试验原理及试验成果(与传统的刚性承压板法)比较两方面,论证了钻孔岩体变形试验方法的有效性,成果的可靠性。列举了具体的工程实例,展现了该方法在工程勘察、地基处理检测、软岩及地基土层的承载力测试等领域的应用。     

岩体变形试验分层弹模计算的工程应用

传统的承压板法变形试验只适合于半无限均匀岩体,不能计算成层岩体中的断层、夹层的弹性模量,必须研究水平成层岩体的分层弹模计算方法,以便分别计算出每一层的弹性参数。为此,利用积分变换求解双调和方程的方法,找到了柔性或固性承压板加压、中心孔法和表面位移法量测位移条件下的解。工程应用证明,方法行之有效,且有常规方法无法替代的优点。     

固结灌浆后岩体变形模量的确定方法——以高摩赞大坝枢纽工程为例

根据国内外工程经验,岩体变形模量的确定方法主要有现场试验和间接估算。固结灌浆后建基岩体的变形模量,往往难以进行大量的现场试验,而固结灌浆后的检查孔多会进行孔内声波测试。结合工程实例,在取得大量纵波测试数据和现场岩体变形模量试验资料基础上,拟合出纵波速度与岩体变形模量的相关关系,利用固结灌浆检查孔实测声波纵波速度,采用拟合的相关关系,对固结灌浆后岩体变形模量进行估算的方法,经济、便捷地取得灌浆后岩体的变形模量值。为工程设计复核提供了可靠的依据,可用于相似工程或试验资料不足工程灌浆岩体变形模量的确定。     

楞古水电站坝基花岗伟晶岩脉力学参数研究

坝基岩土体力学参数是水电工程大坝结构设计和稳定性计算的重要依据,楞古水电站坝基出露了大量花岗伟晶岩脉,因此,研究其力学参数具有重要的工程意义。通过圆形刚性承压板试验和平推直剪试验研究了岩脉的变形特征和强度特征,试验结果表明岩脉承压板试验应力-变形关系曲线分为直线型(或准直线型)、上凹型2种,岩脉直剪试验τ-u关系曲线分为脆性、塑性和复合型3种。通过分析包络模量、割线模量的物理意义和水电工程的特点,以及最小二乘法、优定斜率法在强度试验数据统计分析中的代表性,确定了岩体力学参数标准值的取值原则。通过研究,最终提出了坝基花岗伟晶岩脉的力学参数。     

徽县宋家湾水库工程坝址区岩体变形特性试验研究

岩体变形试验研究的目是为水库大坝的工程地质条件评价提供依据,同时为工程设计提供力学参数。在徽县宋家湾水库坝轴线左右岸的勘探平硐中进行岩体变形试验,采用刚性承压板法施力于半无限空间岩体表面,测量岩体变形,并按均匀、连续、各向同性的半无限弹性体表面受局部荷载的布西涅斯克公式计算岩体变形特征值。结合工程地质条件对变形试验成果进行分析,按照左右岸岩体风化程度和完整性不同,得出岩体变形参数的标准值:左岸:E_S=5.57~6.34 GPa,E_0=3.51~3.73 GPa;右岸:E_S=1.09~7.72 GPa,E_0=0.55~5.17 GPa。