岩体声发射混沌与智能辨识研究

对岩石试件加载及破坏过程的声发射进行了试验,对工程岩体声发射进行了监测。采用混沌动力学研究了岩体声发射活动规律,计算了工程岩体在变形与破坏过程中不同阶段声发射混沌吸引子。用混沌与神经网络相结合,建立了岩体声发射预测模型。根据岩体声发射各阶段特征,建立了工程岩体稳定性智能辨识模型。研究结果表明,岩体声发射活动存在4个不同的阶段:稳定期、声发射活动初期、声发射活动加剧期和活动反转期。岩体破坏出现在声发射活动反转期,声发射出现反常,混沌吸引子减小,破坏特征呈现。工程应用实践证明,混沌动力学能较好地反映岩体的声发射特征,所建立的预测与智能辨识模型能较好地预测和分析工程岩体稳定性。     

三峡工程永久船闸高边坡岩体变形声发射监测

岩体声发射检测是当今国内外积极开发研究的岩体动态监测新技术之一,为了保证三峡船闸顺利建设,在建设过程中采用了声发射技术对船闸高边坡进行全天候在线监测。声发射作为动态监测技术在大型边坡岩体动态监测中具有明显优势。本文将小波变换和神经网络应用到声发射检测之中,能够准确地对岩体稳定性进行预测预报。现场监测表明,利用声发射技术对大型船闸高边坡岩体稳定性及其发展趋势和边坡支护效果,作出了符合实际的评价和有效的预测预报。     

岩体破裂过程中声发射规律的理论分析及数值模拟研究

岩体破裂过程中声发射现象能够很好的揭示岩体破裂机理。本文对岩体破裂过程中声发射现象进行了探索性研究,并通过岩体破裂过程中内部结构状态变化（损伤演化）和声发射特征的对应关系,从更深层次上认识岩体的破裂机理。文中首先分析了岩体声发射参数与损伤演化的关系,对岩体声发射的特征进行了全面描述。应用RFPA软件对岩体声发射进行模拟,从而进一步证实了研究结果的准确性,为岩体声发射技术的工程应用提供理论依据。     

地下水影响下裂隙岩质边坡变形的Fuzzy测度分析

根据裂隙岩质边坡工程实际,采用 Fuzzy 数学理论中的 Fuzzy 测度理论,将工程开挖引起裂隙岩质边坡移动变形这一客观现象视为一模糊事件,依此建立了在地下水影响下岩体移动变形预测分析的 Fuzzy 测度模型。利用该模型可对边坡岩体移动变形参数进行反分析,并可对边坡开挖过程中引起的岩体移动变形进行定量计算,进而对地下水影响下岩质边坡总体稳定性和稳定程度进行预测。对已有的矿山边坡岩体移动变形及其稳定性进行了具体的分析预测,结果符合工程实际。     

露天矿开采深度对边坡稳定性的影响

提出了边坡应力分析的新方法，即离散元计算与神经网络预测相结合的模型。首先应用离散元计算不同的开采深度下的边坡岩体应力，将计算结果形成样本集，应用神经网络学习并进行推理，预测其他开采深度的边坡岩体应力。经已开挖的边坡岩体应力验证，该分析模型既方便又合理，并能进一步推广用于预测未开挖的边坡岩体应力。     

评价岩体稳定性的声发射相对强弱指标

基于室内声发射实验和现场岩体稳定性声发射测试参数,提出了评价地下工程岩体稳定性的声发射相对强弱指标,该指标综合考虑了岩体失稳过程的声发射参数,可消除声发射测试参数受工程布置和地质构造等环境因素的影响,能更有效地进行围岩稳定性评价。     

甬台温高速公路柳市山体崩塌的原因分析与治理

本文通过赤平极射投影对甬台温高速公路温州柳市段K52＋536～K52＋600的左侧路堑边坡发生的岩体崩塌地质灾害的原因进行分析,介绍采用预应力锚索-地梁抗滑结构进行崩塌地质灾害边坡的加固与治理的成功工程实践。     

光面爆破技术在军红路地质灾害治理中的应用

介绍了北京市房山区大安山乡军红路发生岩体崩塌地质灾害形成危岩体的基本情况,分析了危岩体崩塌成因和稳定状况以及排险的工程难度和施工风险;对危岩体稳定状况进行了分析,并选择了适宜的排险方案,即在确保人员和环境安全的前提下,采用弱抛掷深孔光面爆破技术,使危岩体一次性顺利塌落,危岩体后缘形成完整、连续的光爆面和稳定边坡,最终安...     

岩体边坡稳定性的可拓聚类预测方法研究

基于物元模型和聚类分析，提出了岩体边坡稳定性的可拓聚类预测方法。利用岩体边坡稳定性等级和影响因子，构造经典域物元和节域物元，应用物元和可拓集合中的关联函数，建立了岩体边坡稳定性等级聚类预测的简单模型，通过聚类分析，得到了岩体边坡稳定性的预测结果。实例分析结果表明该方法是可行的。     

深部巷道地应力测量及岩爆倾向性分析

采用岩石声发射Kaiset效应法对工程岩体原岩应力场进行了测试,结果表明,工程岩体部位应力水平较高,以构造应力为主。利用所测得的地应力场数据,通过三维有限元反演工程区的初始应力场,在初始应力场和隧道围岩岩石力学性质研究的基础上,结合巷道断面开挖数值分析结果和现有岩爆判别准则,对巷道岩爆的倾向性进行预测,为制定合理的开挖支护方案提供依据,在岩爆预测理论和工程应用方面具有很好的参考价值。     

Comparison of stresses obtained from Acoustic Emission and Compact Conical-Ended Borehole Overcoring techniques and an evaluation of the Kaiser Effect level

The purpose of the study was to compare stress values obtained from Acoustic Emission and Compact Conical-Ended Borehole Overcoring stress measurement techniques applied at an underground limestone mine in Japan, and to investigate the effect of rock anisotropy and confining pressure on the Kaiser Effect level which has been used to determine in situ stresses by the Acoustic Emission technique. Initially, Acoustic Emission tests were carried out on limestone cores extracted from horizontal boreholes in a pillar and hanging wall in the underground mine. The stress values obtained were two or three times greater than those obtained by the Compact Conical-Ended Borehole Overcoring method. In the second stage, the anisotropy of a granite block was determined by P-wave measurements. Core specimens extracted from two different directions were pre-loaded under axisymetric triaxial conditions by applying a series of differential stresses. The cores were then re-loaded under uniaxial conditions and the Kaiser Effect levels were determined. It was concluded that both the anisotropy and confining pressure have an important influence on the Kaiser Effect level.     

声发射技术在岩石试验研究中的应用

介绍了声发射技术的特点及原理,分析了声发射技术在岩石试验研究中的成果,并指出声发射技术在岩石试验研究中的不足,最后对其应用前景进行了展望,为岩石试验研究带来了经济效果,同时为指导工程的设计施工提供了有利的理论依据。     

Detection and evaluation of AE waves due to rock deformation

In Japan, rock failure is one of the most frequent disasters as well as earthquakes. Because rock materials have brittle natures, deformation due to micro to macro fracture is normally of transient phenomenon. Acoustic emission (AE), detected as a premonitory phenomenon could be useful for prediction of eventual rock failure. In the paper, therefore, a prospective method to install AE sensors into the rock slope (WEAD) is developed. A series of studies on the WEAD are conducted to evaluate AE signals in the laboratory. Based on the experimental results, the criteria for classifying fracture states are proposed. Then, applying the criteria to the field data, fracture states estimated are compared with internal slope behavior evaluated from the displacement, borehole-strain, temperature and so forth. Thus, the applicability of the WEAD to evaluate rock stability is clearly demonstrated.     

500 m级超高边坡时效变形特征及长期稳定性研究

水电站坝前工程边坡的变形稳定问题是近年来水电工程界关注的热点话题。相关监测成果表明,自开挖期完成,工程边坡将先后经历开挖卸荷变形期、蓄水边坡变形调整期和长期变形收敛期3个阶段。本文以西部地区某巨型水电工程左岸500 m级超高坝前工程边坡为例,从边坡基本工程地质条件和边坡变形监测资料入手,在对各阶段边坡变形影响因素深入分析的基础上,通过工程岩体流变试验确定了边坡岩体的流变力学模型,采用人工神经网络监测反馈分析方法开展了边坡岩体流变变形的监测反馈分析,获得了边坡岩体的流变参数,并以此为基础开展了边坡长期变形趋势的预测研究,成果可为边坡长期稳定性安全评价提供依据。     

边坡坍塌预测的模糊最优理论模型

本文利用模糊数学理论，结合早期的原始资料，建立了预测滑坡塌方规模大小的理论模型。实例分析结果表明，本文的预测模型对滑坡产生的大、中型塌方灾害预测的准确率在８５％以上，对小坍预测的准确性较差，这与该模型偏于工程安全性的考虑一致。     

隧道出洞口松散围岩塌方时空预测研究

塌方是山岭隧道出洞口经常发生的一类工程地质灾害，对其发生部位和时间预测一直是隧道工程技术难题之一。从应力传递概念出发，推导出隧道出洞口松散围岩失稳判据，得出塌方发生时进入松散围岩段的临界距离，可以对开挖过程中塌方发生可能性及其空间位置进行预测；并结合灰色理论和协同学理论，基于实测拱顶下沉数据，建立塌方时间预报的灰色-协同理论模型。然后，通过马鞍山隧道塌方事故对所推导的塌方位置判据和塌方时间预测模型进行有效验证，结果表明：计算出塌方的空间位置和发生时间与实际情况相吻合，说明推导的塌方空间位置判据和建立的隧道塌方时间的灰色–协同预测模型是合理可行的，且具有较高的预测精度和可靠性，可为其它隧道出洞口塌方预测提供参考和借鉴。     

动力影响下山区露天矿合理边坡角的确定

针对山区露天开挖和岩石边坡工程实际，根据极限平衡理论和模糊数学理论，建立了相应的理论分析模型。考虑矿山生产爆破振动动力因素作用和影响，利用所建立的数学模型对某大型金属露天矿山边坡稳定性进行了具体计算分析，并依此对矿山边坡总体边坡角进行了评价。将理论计算分析结果与露天矿山工程实际情况进行了对比，表明所采用的理论模型和计算分析方法符合矿山工程实际。     

一种岩体工程黏性流动变形预测的新方法

 为了对岩体工程的黏性流动变形进行预测,依据弹性问题位移分量的古萨(Goursat)表达式和弹–黏弹性比拟原理推导相对位移矢量增量公式,并建立变形预报模型,给出变形预报的方法步骤。该方法不是直接求出真实的时间、介质物性参数以及边界条件的值,而是求出一组组合值,通过相对位移矢量增量公式进行预测。无需复杂的应力边界和位移边界条件,能够考虑岩体介质的本构特征,实现长期的两维变形预报。然后将其应用到具有黏弹性解析解的边坡算例中,结果表明：短期预报的精度较高,误差小于10%,长期预报时误差约为23%。最后,结合边坡开挖讨论这一方法的工程适用性,为岩体工程黏性流动的长期两维变形预报提供理论基础和实用方法。     

复杂岩质高边坡三维地质建模及虚拟现实可视化

结合复杂岩质高边坡工程三维地质建模和可视化需要,通过综合分析国内外在计算机图形学领域对描述空间拓扑关系的常用三维数据结构,提出基于半边B-Rep和裁减NURBS数据结构的边坡三维地质建模方法,实现具有复杂地质条件和基础洞室群的边坡工程三维模型拓扑关系的快速、准确建立,为边坡工程三维地质可视化提供高质量的几何数据和拓扑关系信息。分析计算机可视化技术的发展趋势和虚拟现实技术的特点,论证应用桌面级虚拟现实技术的X3D规范,实现边坡工程地质可视化的可行性。鉴于X3D灵活的场景交互和对复杂NURBS几何造型的支持,实现基于X3D的边坡工程虚拟现实场景的实时动态可视化、虚拟现实场景对象的可视化交互式查询。以锦屏一级水电站左岸边坡工程为例,给出三维地质虚拟现实可视化在边坡开挖进度模拟和地质超前预报、边坡地质条件可视化查询、边坡安全监测断面地质条件解析、边坡安全监测系统可视化查询和综合分析等方面的应用,为三维地质虚拟现实可视化方法在其他工程领域的应用拓展提供参考。