大理岩力学变形特性及非线性强度准则研究

以锦屏二级水电站为例,通过MTS815岩石与混凝土高温高压及破坏力学试验系统对引水隧洞大理岩做了不同围压下的三轴压缩试验,利用最小二乘法对Hoek-Brown和幂函数型Mohr岩石经验强度准则进行回归分析和比较.试验结果表明:高围压力作用下的深部岩体强度特性呈现明显的非线性特性,Hoek-Brown 强度准则对三轴试验数据拟合程度较高,并能反映岩体质量对强度的影响,描述深部岩体的力学行为更具指导性.     

西南某水电站建基面岩体爆破松弛研究

针对西南某一级水电站枢纽区两岸谷坡高陡、开挖过程中的岩体爆破松弛现象显著的问题,为查明该水电站坝区建基面岩体的爆破程度及松弛圈特征,基于现场声波检测、现场地质环境调查及室内数据整理统计,结合声波孔波速值和声波衰减率,评价了左右岸和河床坝基岩体在开挖过程中的卸荷松弛程度及松弛圈深度等特征,并分析了引起左右岸坝基岩体松弛差异的原因,为评价坝基岩体质量提供了基础.     

超声-回弹法及钻芯法在石头河东干渠东滑峪渡槽检测中的应用

渡槽是一种常见的水工建筑物,目前服役的渡槽多数普遍存在设计标准低、施工质量差、老化失修现象,且没有考虑抗震要求,需要进行加固改造,本文通过对东滑峪渡槽用超声-回弹综合法,结合钻芯法进行各类构件的长龄期混凝土强度现场测试,两种方法测试的结果得到了相互印证,为结构的安全验算以及抗震加固设计提供科学依据。     

声波测试技术在李家河水库坝基开挖爆破中的应用

声波测试技术能够快速检测岩体的损伤程度,在坝基开挖爆破前后进行声波测试并将测试结果进行对比,能够检测出爆破对岩体的影响范围,及时反馈并指导爆破网络设计。李家河水库坝址岩体以花岗岩为主,在右坝肩EL860—EL845层Ⅰ区开挖爆破中应用声波测试进行检测,结果表明,爆破对岩体的影响范围在0.375 m以内,爆破对坝基的影响较小。     

Hoek-Brown准则高应力条件下断续节理岩体复合损伤本构模型及演化特征

针对岩石损伤本构模型中岩石微元强度采用M-C、D-P等强度准则作为判定依据存在的局限性,基于概率统计理论与连续损伤力学理论,采用应力不变式表示的H-B准则来描述岩石微元强度并假设岩石微元强度服从Weibull分布,认为岩石材料承载能力可以分为弹性和损伤两部分,基于Lemaitre应变等效性假设,推导出基于H-B准则的宏细观复合损伤本构模型,并通过预置裂隙粗晶大理岩试样的三轴试验数据验证了其合理性。结果表明,该模型获得的应力应变理论曲线与试验数据吻合较好,宏细观复合损伤演化过程能反映岩石应力随应变的变化过程,优于同类型本构模型的拟合效果;随着围压的增加,试样强度逐渐增加,峰值应力对应的复合损伤值逐渐增大;在围压一定的条件下,节理岩样的宏细观复合损伤在节理倾角为45°左右时最小,这与节理岩体强度随节理倾角的变化规律相一致。     

基于深埋隧洞围岩反馈分析的摩尔库伦准则优化

传统摩尔库伦准则作为一种线性强度准则并不能准确地描述深部岩体的非线性强度特征。借鉴土工原理经验,基于遗传算法对硬岩围岩参数反分析,利用随围压变化的围岩参数内摩擦角反映深埋岩体的强度非线性行为,优化摩尔库伦准则。在对比遗传算法和人工神经网络对深埋硬岩围岩参数反分析的基础上,利用ABAQUS有限元软件平台,从理论分析和实例计算两方面验证该改进强度准则的合理性。结果表明,应用改进的摩尔库伦强度准则正演的测点位移增量值更接近监测数据,该准则对深埋隧洞硬岩围岩有较好的适用性。     

用声波法划分坝基断层影响带的现场测试研究

黄河李家峡水电站工地现场测试中，采用全新的抗干扰声波测量系统和防止测量孔坍塌的新方法。综合考虑声波的时域和频域特性，利用实测资料编绘出被测岩体波速和主频的综合特性曲线，据此划分出断层影响带的界线。并列表示出反映断层带、断层影响带及围岩的强度、变形特性及完整性的动力参数，为大坝的稳定分析及断层处理提供了依据。     

RES理论在岩体工程分级中的应用

根据岩石工程系统RES理论推导了三层BP网络下的RES相互作用矩阵,定义了三层BP网络下的整体相对作用强度GRSE和相对作用强度RSE,讨论了岩体工程分级时基于RES理论下影响因素的权重和敏感性问题,揭示了岩体质量与影响因素的复杂关系,具有重要的工程应用价值。     

湖南五峰仙花岗岩体干热岩热源与热通浅析

论述五峰仙岩体岩石主量、微量和辐射性元素的特征和结合岩体构造特征及地热显示特征。阐述了五峰仙岩体作为干热岩资源及地热资源的成因、来源、通道,对五峰仙岩体干热岩地热资源的下一步勘查探索具重要的指导意义。     

初始地应力对岩体边坡开挖松动的影响

为分析计算岩体边坡开挖卸荷时地应力的释放对边坡松动的影响,基于卸荷岩体力学理论,考虑了节理加载和卸荷时不同的本构关系,采用离散元法进行计算。结果表明,节理面的松动和岩块的松动共同构成了边坡岩体的松动,随着侧压力系数的增大,岩体向开挖临空面的松动位移将迅速增加,二者之间大致呈线性关系,且随着水平地应力的增大,最大松动位移出现的位置将向坡顶方向转移,整个坡面的卸荷回弹特征趋于明显,建议开挖边坡的走向尽可能与较大的水平应力方向平行。     

基于组合赋权的大型引水隧洞岩爆正态云模型预测

针对大型引水隧洞岩爆预测问题,构建了基于组合赋权的云模型。以引水隧洞的弹性变形能指数、单轴抗压强度与岩石抗拉强度之比、岩石脆性指数、岩石切向应力与单轴抗压强度之比作为评价指标体系,确定评价指标标准及云模型特征参数,采用云模型正向发生器生成云图,以投影寻踪法和Delphi法计算组合权重,进而求出综合确定度并给出岩爆预测等级。实例计算表明,大型引水隧洞岩爆预测精度达100%,从而验证了该方法合理有效。     

GA-BP遗传神经网络在地下厂房变形预测中的应用

大型水电站地下厂房多采用分层分区开挖方法,施工期围岩变形受施工程序的影响呈强烈的非线性特点。针对传统回归模型对此类地下厂房围岩变形预测精度较低的问题,考虑了影响围岩变形的主要因素,采用遗传算法优化BP神经网络,结合动态分析法建立了施工期围岩变形预测的GA-BP模型。GA-BP模型在向家坝地下厂房运用结果表明,与回归模型相比,GA-BP预测模型提高了预测结果的精度与稳定性,适合施工现场的监测分析与预测。     

基于卸荷及BP神经网络的地下洞室岩体力学参数反演

实时准确地获得地下洞室岩体的力学参数对地下工程的设计和施工具有重要影响。以某软岩区的水电站引水隧洞为例,基于卸荷岩体力学理论,以大型有限差分程序FLAC3D为计算软件,建立BP神经网络模型对开挖后围岩的力学参数进行反分析,并根据现场实测位移资料对反演所得参数进行工程校核,以保证参数取值的准确性。结果表明,该反演方法合理、有效;得到的参数能满足工程要求,可为隧洞围岩的长期稳定和位移变化预测提供理论依据。     

不同矿物组成的软岩崩解特征及其差异性分析

针对软岩遇水易崩解的特点,选取3组代表性岩样开展了浸水时间不同及多次干湿循环室内崩解试验,分析其崩解过程的颗粒级配变化情况,研究其耐崩解性指数变化规律;对比分析3组软岩崩解性强度,并结合岩矿鉴定结果,探讨软岩崩解强度与矿物组成的关系。结果表明,软岩崩解过程主要经过初崩、未完全崩解和完全崩解三个阶段,伴随块状、片状、颗粒状及泥状崩解形式;软岩类型不同,崩解性相应不同,粉砂质泥岩与细砂泥质粉砂岩表现强崩解,粉砂细砂岩屑砂岩表现弱崩解;强崩解软岩崩解物粒径小于0.25mm颗粒逐渐处于主导地位,弱崩解软岩崩解物粒径大于5mm颗粒一直处于主导地位;其矿物组成,尤其粘土矿物、微观结构中胶结物成分等内在因素决定软岩崩解性强弱。     

基于双折减系数法的边坡动力稳定分析

鉴于传统强度折减法对岩土体强度参数(粘聚力和内摩擦角)进行等系数折减,难以真实反映岩土体稳定性的缺点,以某库岸复杂岩质边坡为例,运用大型有限元软件ADINA,建立边坡有限元模型进行动力分析,采用双折减系数法计算地震荷载作用下边坡的地震响应,研究粘聚力和内摩擦角的折减关系,得出了边坡的动力稳定安全系数,并与传统的强度折减动力分析法进行对比。结果表明,传统的强度折减动力分析法可能稍有夸大边坡的安全裕度;采用双折减系数法进行动力稳定分析可行且更合理。研究成果可为边坡动力稳定分析提供参考。     

基于分区有限元与块体界面元混合法的强度折减边坡稳定分析法

考虑到岩质边坡失稳的连续—非连续特征,采用基于分区有限元与块体界面元混合法的强度折减法,对索风营Dr2危岩体进行稳定性分析。先应用有限元强度折减法搜索最危险滑动面,再利用分区有限元与块体界面元混合法在滑动面上生成接触点对,模拟滑动面破坏情况,然后结合强度折减法,定义接触点对全部失效时边坡失稳,计算安全系数值。结果表明,基于分区有限元与块体界面元混合法的强度折减法能够解决岩质边坡局部位移非连续问题,有效避免了目前强度折减法失稳判据的人为性,且只在滑动面上进行非线性迭代,计算效率明显提高。     

基于多维特征分析的链式电网短期用电量预测研究

针对链式电网短期用电量既具有波动性,又具有非线性特征,导致用电量预测精度低的问题,进行了基于多维特征分析的链式电网短期用电量预测研究。结合组织映射电网与实际环境,借助多维特征分析方法从非平稳随机序列中提取趋势变量和周期变量。通过计算用户多维特征评价结果,能够构建用户多维度用电特征集合,依据该集合分类多维用电特征集,分别为电模式特征和辅助用户特征,通过这些特征能够获取时间序列关键性信息,构建多维特征分析下用电量预测模型,获取整体数据流转情况,完成链式电网短期用电量预测。通过实验研究结果可知,该方法预测效果较好,相比于以往方法能显著提高预测精准度。     

冻结融解作用对岩石边坡稳定的影响

主要通过岩石室内试验,分析子了冻结融解作用对岩石物理力学性质的影响以及岩石裂缝发展的规律,同时结合边坡的破坏事例调查成果,结论认为表层崩塌的破坏模式是岩石边坡长期冻结融解作用的主要表现形式。     

小湾拱坝蓄水期坝踵应力应变性态分析及预测

为了解小湾拱坝蓄水期坝踵应力应变的工作性态及变化趋势,采用变形法对小湾拱坝各处应变计组进行了应力计算,由此获得拱坝的工作性态正常,满足安全要求。采用多元回归方法对河床#22坝段监测资料建立预测分析模型,并对资料序列最后五天的应力值进行预测,从预测结果可知所建立的模型预测精度较高。当水库蓄水至1 240 m时,预测的坝踵垂直向正应力在混凝土标号允许抗拉和抗压强度范围内,符合设计要求,从而表明大坝应力应变工作性态正常。