辽宁省某核电工程岩体工程地质特征分析

在核电工程可行性研究阶段,对待选场地进行准确、客观的工程地质勘察非常必要。核电工程岩土工程勘察中,选取工程地质测绘、现场原位测试、工程物探及室内试验等多种方法,对工程岩体的地层岩性、结构面及结构面组合特征、岩体风化程度及岩体分布特征等,进行了详细的分析与评价,从而为核电工程选择适宜场地提供了有效的建议。     

柏叶口水库坝址基岩风化的综合判定

通过勘察研究,阐述了工程场区岩体风化类型及岩体强风化带、弱风化带、微风化带在空间上的分布及其规律,分析了岩体风化波速比Kw、岩体完整性系数KV和RQD值之间的相关性,确定了综合划分工程场区岩体风化带的定性和定量指标。     

秦山核电二期工程地基动态参数测试和地基动态模型

秦山核电二期工程是我国重点建设的大型核电项目。参照国内外的核安全规程,用先进的仪器设备,在该工程场地上进行了全面、系统的地基动态参数测试。这次测试的内容、规模和难度在我国是前所未有的,主要包括用孔内剪切锤激振、爆炸激振和电火花激振等激振方法,进行了四组跨孔测试和二十个钻孔的系统声波测井。最后,根据对测试结果的分析提出了地基岩体的动态模型。本文主要介绍了这次测试工作的测试方案、技术方法和测试成果。     

工程中岩体分级方法及应用研究

在进行涉及岩体的地下空间的开发与利用时,需要对岩石的强度和岩体在开挖时的稳定性等进行研究。目前城市地下空间开发利用中,涉及岩石的工程一般以岩体浅表层的风化带为主,对岩石风化带的认识和研究具有重要意义。本文分析研究了影响岩石强度的风化程度的判断方法,提出了判断岩体完整性标准的野外判别方法,并由此深化认识了工程岩体的分级标准;分析了岩体基本质量等级与隧道围岩基本分级的关系,并最终得出了二者在I～V级基本一致的结论,可以指导工程技术人员对岩体基本质量等级进行正确划分和应用。     

基于纵波波速的块状岩体GSI系统

 为减少目前GSI系统对现场地质观察的依赖程度,降低其应用难度,且使其能更加准确地反映一定深度范围内的岩体特性,根据现有研究成果与GSI系统输入参数的定性、定量对应关系,建立基于纵波波速的GSI系统,据此获得大岗山坝区岩体的GSI,通过对比分析此结果与经验公式的结果及基于GSI的岩体变形模量的预测值与实测值的分布规律及其相关性,探讨了将岩体完整系数和岩石风化程度系数作为GSI系统输入参数的可行性。结果表明：基于岩体完整系数和岩石风化程度系数的GSI系统基本可行;风化程度输入参数采用风化岩石与未风化岩石的波速比平方较为合理;岩体完整系数和岩石风化程度系数丰富了GSI系统的输入参数。     

秦山三期核电工程场地岩石力学性质与差异性沉降分析

根据秦山三期核电工程场地区域地质、地震地质和岩石试样测试结果，对场地岩体各项物理力学指标进行了综合统计，并给出了场地各种岩性的地基承载力标准值，设计值、动态地基允许承载力和地基抗震承戴力设计值，由此计算出地基沉降量的最大值和最小值，得出地基的差异性沉降量，为核电站设计和建设提供可靠依据。     

动测法确定岩体动力参数的对比试验研究

对某核电站核岛地基岩体采用了室内岩块声波测试、现场孔内声波测试、地震波单孔检层法及跨孔法测试，得到了不同测试方法下的岩体纵波及横波速度，确定岩体动力参数。对比分析了不同测试方法所得结果的差异及影响因素，并对波的传播方向与岩体的主要结构面走向的组合关系进行了研究。     

龙山隧道地质勘察与评价

通过地质调绘、卫星遥感、物探、钻探及室内土工试验等多种勘察方法,对龙山隧道进行了综合地质勘察,查明了隧道工程地质、水文地质条件,基于岩石完整性和坚硬程度两个基本因素,对岩体基本质量指标进行了综合判定,并对围岩进行了分级,为隧道设计和施工提供了依据。     

光照水电站坝基岩体质量检测研究

 光照水电站大坝为目前国内在建的最高的碾压混凝土重力坝。坝基开挖后,为复核坝基岩体力学指标,分析前期勘测设计工作的合理性,并考虑在适当的条件下对200 m级大坝的建基面进行优化,受业主委托,中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院对建基面进行了全面、系统的地质检测及岩体质量研究。此过程中采用了地质雷达、孔间声波CT、钻孔彩色录像、钻孔变形模量测试及钻探、压水试验、现场试验和室内物理力学试验等综合手段,获得了丰富的坝基岩体力学参数资料。结合地质编录资料,地质人员对检测成果进行了详细的地质分析。根据检测结果,该电站坝基岩石坚硬、岩体完整、岩溶相对不发育、地下水不甚活跃,坝基岩体具有足够的抗压强度、完整性、均一性,具有足够的抗滑稳定性及比较均一的岩体变形参数。经设计复核,除沿F1断层带需经专门处理外,前期所推荐大坝建基面高程的岩体质量及相关力学参数指标能满足坝基变形及抗滑稳定要求。     

玄武岩的岩体结构与力学性状研究

峨眉山玄武岩是西南地区广泛分布的岩类，在水电工程中经常遇到。玄武岩的原生建造，构造作用和风化卸荷，对岩体结构和工程性状有较大的影响，成岩中形成的层面构造和层节理是层间错动和层内错动产生的基础。节理裂隙影响岩体的完整性和局部岩体结构，其对岩力学性状的影响可以通过现场试验来获取，层间和层内错动带控制了宏观岩体结构和工程岩体的性状，是许多工程地质问题的重视地质边界，其对工程岩力学性状的影响，通过岩体质量分级和受荷特点分析，综合反映其结构效应和力学参数。新鲜完整的玄武岩为高强度，高模量，具脆弹弱风化完整性较差的玄武岩及错动带的强度和模量较低，具有较明显的塑性特征和结构效应。     

三门核电站60年基准期下的地震危险性分析

为研究三门核电站主厂房的抗震性能,确定设计基准期为60a厂址的地震动,进行了地震危险性分析。按工程建筑物抗震设计规范要求,选取三门核电站工作区域内的历史地震记录,并根据该地区地质构造情况划分了潜在震源,分别给出了设计基本期为60a时三门地区63％、10％、2％、0．2％和0．01％超越概率水平的峰值加速度,计算出地震动参数,为该核电站建设提供了抗震设计依据。分析结果表明：设计基准期为60a时,三门核电站厂址水平地震加速度峰值较小,且厂址所在区域地址构造条件相对简单,不具备发生中强地震的构造条件,适合三门核电站的建设。     

声波测试在核电工程勘察中的应用

介绍了声波测试原理及设备,通过测试数据和有关的计算指标对岩体完整性评价、岩石风化程度划分、围岩分类、测定岩体的物理力学参数,以及判断地基岩体中节理密集带和断层破碎带的范围、埋深等进行了分析,从而为核电厂厂址的地基安全和稳定性等方面提供了依据。     

超大型地下洞室群的三维地震响应分析

在大型水电站、核电站的地下厂房及大型地铁车站等超大型地下洞室群结构的动力反应分析中 ,围岩的动刚度特性不仅涉及到围岩对结构的动力约束作用 ,而且也是地震动输入机制的关键和地下结构分析中的难点。采用阻尼影响抽取法研究了围岩动刚度的动力特性 ,提出了岩石地下结构抗震分析的实用算法。该算法具有较好的精度和计算效率。在此基础上对溪洛渡超大型地下洞室群的抗震安全性进行了评价。     

岩体波动参数的测试及动静力学参数的综合应用

工程实践中大量应用的是工程岩土体的静力学参数，取得这些参数的最直接方法就是工程测试。然而，静力学试验测试往往是设备笨重、耗时耗力、成本昂贵。基于波动理论的动力学测试方法设备轻便、实施灵活、成本较小，因此岩土体动力学参数的获得往往要容易得多。综合应用波动测试和静力学测试结果，将给工程建设带来可观的技术经济效益。针对波动测试方法中走时测定误差的影响，提出了原位岩体波速测试的震相拟合方法和岩块波速测定中震相识别的若干判据和震相走时修正的原则。在综合比较动、静测试参数的基础上，讨论了2种测试方法的特点及动静力学参数的综合应用问题。     

煤矿冲击矿压动静载的“应力场–震动波场”监测预警技术

为提高煤矿冲击矿压监测预警的针对性与准确性,基于煤岩破坏的不同裂隙发展阶段与微震、应力、声电等参量响应的关系,建立煤岩冲击破坏的多信息归一化预警力学模型,并将冲击矿压危险分为无、弱、中等与强4个等级。提出动静载叠加诱发冲击矿压的原理,结合弹性波CT成像技术与煤岩震动的微震采集,提出定期反演空间应力场(静载)的"震动波CT"预警方法,选取震动波波速异常和波速梯度异常作为预警指标;基于微震监测,分别构建了时间与空间序列的冲击变形能指数,提出短临预测时空震动场(动载)的"冲击变形能"预警方法;以此,形成了基于时空架构的冲击矿压"应力场–震动波场"综合监测预警技术。该技术在义马矿区和大屯矿区等开展工程应用,实现了冲击矿压危险的时间与空间、定期与短临相结合的分期分级预警,综合预测准确率达到了80%以上。     

太原晋阳西山大佛岩石动静力学参数的对比研究

 运用声波测试方法，结合物理力学试验，研究太原晋阳西山大佛陡崖岩体2个水平钻孔中岩石的质量和风化情况。分析时特别关注岩样的块体密度、动力学和静力学参数在大佛水平进深方向上的分布规律，也研究动静力学参数间的量值关系。研究发现，大佛边坡岩样的组构、动力学和静力学3个方面的参数随钻孔水平进深的变化规律一致，可以反映大佛陡崖岩体在水平进深方向的风化程度变化，在水平进深方向上，岩体的密度、饱和抗压强度与静弹性模量、动弹性模量与波速都随着深度的增加而呈增长趋势；自陡崖表面至水平进深2.5 m左右范围内，岩体风化程度较高，水平进深大于3.0 m，岩体风化程度相对减弱，岩石质量呈稳定上升趋势。2个钻孔的岩石质量存在明显的差异，反映岩性和岩体卸荷带的影响。岩石动弹性模量与弹性波速随水平进深的变化数据表明，动弹性模量对岩体质量的变化反应比弹性波速更灵敏。另外，通过岩石静弹性模量与弹性波速的对比分析发现，岩石的组构情况对岩石动静力学参数间的关系有显著影响，岩石组构的非均匀性会导致岩石动、静力学参数之间对应关系的离散和异常。     

西南某水电站闸址区高边坡特征及其工程效应研究

西南某水电站闸址区两岸高边坡，表部风化卸荷严重，弯曲-拉裂变形突出，崩塌、剥落等灾害时有发生。因此，对其特征稳定性及危害程度进行准确评价显得尤为重要。通过对现场工程地质条件的系统调查及室内综合分析，首先，对两岸边坡的结构类型、结构面与坡面组合、岩体风化及物理力学性质等特征进行了细致研究：然后，对其岩体质量进行了定量分级。在此基础上，结合实例边坡，对其稳定性及可能引起的工程效应进行了综合评价；最后，笔者认为，两岸边坡稳定性较差，尤其是右岸，对坡下闸址及进水口安全威胁很大。     

Hoek-Brown准则中确定地质强度指标因素的量化

 追踪Hoek-Brown准则利用岩块力学参数估算岩体力学参数所采取方法的进展及各种改进措施。指出Hoek创立的最新方法——地质强度指标(GSI)法完全依赖定性描述和个人主观经验的不足,揭示决定地质强度指标的物理因素是岩体结构类型,化学因素是岩石风化状况。引入基于钻孔岩芯不同完整长度的岩体块度指数,以定量地表征岩体结构。分析岩石风化在化学上是原生矿物水解、淋失促使矿物蚀变而导致岩性改变的过程,依此提出表征岩石风化状况的定量指标——岩石绝对风化指数,同时研究推出其计算方法。将岩体块度指数、绝对风化指数在地质强度指标的区间范围概化表上有机结合起来,构成了GSI的定量确定方法。利用该方法估计一公路隧道围岩的变形模量、抗拉、抗压及抗剪强度等力学参数,并计算塌落拱高度。与实测数据对比,其最大误差在14%左右,验证方法的有效性和实用性。