江边水电站地下洞室群围岩稳定性数值分析

利用显式有限差分快速拉格朗日分析程序FLAC3D,在进行初始地应力反演的基础上,建立了四川江边水电站地下厂房洞室群的三维非线性地质力学模型。采用基于能量耗散原理的弾脆性本构模型,对设计开挖和支护方案进行了全过程模拟分析,得到了施工过程中洞室群围岩的位移、应力和塑性区分布特点,并与现场监测情况进行比对,根据分析结果提出了加强监测的位置、加强支护的部位,并建议主厂房下游边墙和主变洞上游边墙之间区域采用预应力锚索进行重点加强,最后对支护系统和建议的合理性进行评价,对地下洞室群的设计和施工起到了一定的指导作用。     

互层状岩体中群洞开挖稳定性研究和实践

通过群洞开挖的有限元计算和地质力学模型试验研究,论证了群洞开挖的稳定性和开挖方案的可行性。通过现场开挖施工安全监测与理论研究结果的比较,揭示了灰页岩互层岩体中大型群洞开挖过程中的规律。     

浅埋大跨暗挖车站隧道施工方案对桥桩的影响

针对广州小北站复杂的洞群结构和地层关系,文中利用数值模拟的手段进行分析,总结了洞群施工对桥桩的影响规律,通过地下洞室群方案的对比,得到了较为合理的施工方案.     

浅埋大跨度群洞隧道施工技术

本文介绍了浅埋大跨度群洞隧道施工方案的优化分析、仿真模拟研究和施工方案的实施,是城市地铁复杂群洞施工的成功范例,拓展和丰富了浅埋暗挖法施工的应用范围。     

双洞交叉的施工稳定性分析及支护设计

对紫坪铺水利工程1#泄洪洞“龙抬头”段与前期导流洞交叉重叠段在施工开挖阶段围岩及支护结构的强度与变形稳定性进行了有限元数值仿真分析和优化设计。并根据隧洞新奥法施工原理,针对该段双洞交叉影响的工程特殊性作了详细的开挖过程仿真分析。对导流洞支护采用的喷素混凝土并不设锚杆方案进行了施工期强度校核;对导流洞在运行期的素混凝土衬砌方案进行了高外水荷载下的强度与稳定性分析;对施工导流完成后的封堵及泄洪洞的开挖这一复杂的施工过程进行了围岩、封堵混凝土与喷层的稳定性与强度分析,在此基础上提出了合理的施工开挖、支护、衬砌方案与设计指标。对于其他类似的洞型与工程,具有良好的实践意义与指导意义。     

于家岭联拱隧道洞口段断层进洞施工技术

基于于家岭双联体隧道在中导洞施工开挖过程中发现新的F3断层,提出了洞口断层的加固处理方案,并对加固方案进行了详细介绍,保证了隧道开挖的进度和质量,有效预防了隧道塌方。     

广州某特大溶土洞的施工影响分析及处理

结合某轨道交通工程实例,描述了广州石炭系中、上统壶天群地层溶洞、土洞强烈发育地区某特大型土洞的分布、位置、尺寸等,并分析了该土洞对基坑开挖及主体结构施工的影响,提出可靠的治理方案,为岩溶地区工程处理提供参考。     

地下洞室施工开挖三维动态过程数值模拟分析

根据地下洞室施工开挖程序和锚固施工方法 ,提出了大型地下洞室施工开挖过程动态模拟的三维有限元数值分析方法。依据岩体破坏特性和弹塑性力学耗散能原理 ,给出了施工开挖动态优化的评估指标和方法 ,并对施工爆破和锚固支护方式等因素进行了模拟分析     

立体交叉洞室群施工变形三维数值模拟分析

北京地铁14号线蒲黄榆站为3层暗挖车站,设置了由2—1号横通道及8个小导洞,形成了立体交叉洞室群工程。车站工程区地质条件复杂,采用暗挖法施工难度大。为研究此立体交叉洞室群工程施工方案的合理性,采用FLAC^3D计算软件对此立体交叉洞室群工程施工力学行为进行了三维数值模拟分析。分析了立体交叉洞室群工程开挖引起的洞室支护结构的应力分布、导洞变形、地层塑性区的分布特征及典型管线正上方地表沉降变形,并将地表沉降现场监控量测数据与计算结果进行了对比分析,结果表明该施工方法可以保证工程施工安全。     

龙滩水电站地下洞室群施工顺序及稳定性分析

地下洞室群的合理开挖方案对于围岩的稳定性和减少支护成本有着极其重要的意义.结合龙滩水电站地下洞室群,应用快速拉格朗日法FLAC3D对设计院方案、施工方方案以及根据时空变载原理确定的3种不同开挖方案进行了稳定性分析,提出了较优的可变更的施工顺序,为施工设计和现场施工提供了参考依据.     

基于能量耗散与释放原理的岩石强度与整体破坏准则

讨论了岩石变形破坏过程中能量耗散、能量释放与岩石强度和整体破坏的内在联系。指出岩石变形破坏是能量耗散与能量释放的综合结果。能量耗散使岩石产生损伤,并导致岩性劣化和强度丧失;能量释放则是引发岩石整体突然破坏的内在原因。定义了单元耗散能、可释放应变能、强度丧失和整体破坏的概念。给出了基于能量耗散的强度丧失准则和基于可释放应变能的整体破坏准则,分析了各种应力状态下岩石单元整体破坏的临界应力。并应用上述准则讨论了隧洞围岩发生整体破坏的临界条件。     

施工过程力学原理的若干发展和工程实例分析

进一步发展和补充了岩体施工过程力学原理、围岩和支护的能量转化原理以及时空变载分析原理，并结合金川镍矿、淮南新庄孜矿的巷道支护工程的时空效应和小浪底工程的洞群稳定做了实例分析。     

Energy analysis and criteria for structural failure of rocks

The intrinsic relationships between energy dissipation,energy release,strength and abrupt structural failure are key to understanding the evolution of deformational processes in rocks.Theoretical and experimental studies confirm that energy plays an important role in rock deformation and failure.Dissipated energy from external forces produces damage and irreversible deformation within rock and decreases rock strength over time.Structural failure of rocks is caused by an abrupt release of strain energy that manifests as a catastrophic breakdown of the rock under certain conditions.The strain energy released in the rock volume plays a pivotal role in generating this abrupt structural failure in the rocks.In this paper,we propose criteria governing（1） the deterioration of rock strength based on energy dissipation and（2） the abrupt structural failure of rocks based on energy release.The critical stresses at the time of abrupt structural failure under various stress states can be determined by these criteria.As an example,the criteria have been used to analyze the failure conditions of surrounding rock of a circular tunnel.     

Experimental research on seismic behavior of reinforcedconcrete shear wall with construction joint

施工缝的存在会在一定程度上影响剪力墙的性能,为研究施工缝对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,对整浇和带施工缝两种剪力墙试件进行拟静力试验。通过对比分析施工缝对剪力墙破坏过程的影响,并从滞回曲线、承载能力、变形能力、耗能、刚度退化和破坏过程等方面分析施工缝对剪力墙抗震性能的影响。研究结果表明,同等条件下带缝剪力墙与整浇剪力墙的最后破坏形态基本一致,但是裂缝发展过程明显不同,带缝试件初始裂缝及贯通裂缝出现在施工缝处,而整浇试件的初始裂缝及贯通裂缝出现位置比较随机。轴压比较小时,整浇试件的承载力和耗能比带缝试件高;轴压比较大时,轴向力抵消了施工缝的不利影响,带缝试件的承载力和耗能比整浇试件的高;整浇试件的延性和刚度退化均比带缝试件的小;配筋率提高使带缝试件的承载力提高、耗能增大,但对刚度的影响较小;轴压比增大使带缝试件的延性降低、刚度退化变快。     

岩石破坏的能量分析初探

从能量的角度出发,分析研究了岩石的变形破坏过程,揭示了这一过程的能量耗散及能量释放特性。理论及试验研究表明,在岩石变形破坏过程中,能量起着根本的作用。岩石的失稳破坏就是岩石中能量突然释放的结果,这种释放是能量耗散在一定条件下的突变。从力学角度而言,岩石的变形破坏过程实际上就是一个从局部耗散到局部破坏最终到整体灾变的过程;从热力学上看,这一变形、破坏、灾变过程是一种能量耗散的不可逆过程,包含能量耗散和能量释放。现有的力学理论体系主要是强调能量耗散结构和局部破坏过程,而岩石的灾变是以能量释放为其主要特征,所以有必要综合考虑能量耗散及能量释放对岩石变形破坏的影响。试验研究也揭示了应力–应变强度不能很好地描述岩石的破坏这一特性,在大体相同的应力–应变曲线下,试件的破坏形式不同,能量释放量完全不同,因此,从能量的观点可以更好地描述岩石的变形破坏。     

温度压力耦合作用下的岩石屈服破坏研究

以深部开采为背景,讨论了温度和压力对深部岩石变形和破坏规律的影响。将岩石的屈服破坏过程视为能量释放和能量耗散的过程,根据最小耗能原理导出了温度和压力耦合作用下的深部岩石屈服破坏准则。该准则具有明确的物理意义,即当岩石的塑性耗散能及温度梯度引起热传导的耗散能累积耗散到一定程度时,岩石就会发生破坏失稳。     

开挖次数对围岩能量耗散之影响

本文按热力学的最小熵产生原理，分析了开挖次数与围岩能量耗散的关系。     

岩石卸围压破坏过程的能量耗散分析

 在分析试验机与岩样之间能量交换的基础上,综合分析岩样卸围压破坏过程的能量耗散规律,以及能量与岩样变形、围压之间的关系。研究结果表明,在卸围压破坏过程中,能量耗散与岩样的破坏特征及施加围压有较大关系;延性破坏的能量耗散大于脆性破坏,同一种破坏模式下,岩样的能量耗散随施加围压的增大而增大。2种卸围压试验均表明,能量耗散与时间呈非线性关系,与侧向变形呈线性关系,且在相同侧胀水平下,施加围压越大,能量耗散越大,岩样更具脆性破坏特征。     

岩石劈裂与岩石破坏性质的不稳定性

 岩石劈裂是裂纹受轴向主压缩荷载引起的裂纹尖端开裂所致,这种开裂与Griffith理论的分析结果不同,它是一种与岩石压缩剪切破坏不同的压缩张拉破坏。基于Griffith裂纹分析方法,证明了裂纹尖端存在小拉应力极值,结合岩石破坏的渐进性特点,说明岩石在压缩过程中可以形成张拉破坏(劈裂破坏),这一破坏形式是修正的Griffith强度理论以外的另一种破坏形式。给出了岩石劈裂破坏的条件,即裂纹纵向荷载高且侧压力很小或为0,且没有后续荷载的进一步作用或荷载时间短,并通过岩石厚壁圆筒卸荷试验验证了该岩石劈裂破坏条件的合理性。基于能量原理,分析岩石卸荷在无外功条件下张拉破坏与压缩破坏的能量耗散特征,给出岩石破坏时的能量关系式;从能量的积聚与耗散角度,揭示了煤岩体动力冲击、巷道围岩突然破坏等动力破坏现象产生的机制。