应用地震属性预测煤层顶板泥岩百分比含量分布

从地震属性分析入手,提出了用于煤层顶板泥岩百分比含量预测的地震属性分析方法和BP人工神经网络岩性预测方法.以淮南矿区潘东西四采区三维地震勘探区为依托,优选出平均瞬时相位、主频序列1,能量半衰时和主频斜率等4种地震属性作为13-1煤层顶板岩性预测分析的基本参数,结合已知钻孔资料,建立了煤层顶板泥岩百分比含量BP人工神经网络预测模型,运用训练好的网络对研究区13-1煤层顶板泥岩百分比含量进行了预测分析.结果表明,BP神经网络模型具有极强的非线性逼近能力,能真实反映煤层顶板岩性与地震属性之间的非线性关系,预测结果与实测值之间误差小,相对误差一般小于10%,地震属性可以用于煤层顶板岩性分布预测.     

正弦波下砂岩ms级损伤预测模型

为获得毫秒(ms)级正弦波损伤变量预测模型,对岩样在不破坏情况下进行了不同波形不同频率的轴向力加卸载试验。提出了不同步时间段的定义,进而获得不同峰值荷载下不考虑不同步时间条件下的动态泊松比分别与即时荷载、即时横向长度、即时轴向高度之间的线性关系,从而得到线性关系中系数与峰值荷载间的拟合公式,即可联立不同已知条件,通过少量几个加载力峰值下的试验数据,对任意峰值荷载下动态泊松比与相关参数间的线性关系进行预测。以此为基础研究得到,在误差允许的范围内,采用动态泊松比与即时横向长度的线性关系,推导出体积应变、损伤变量的计算公式和方法,可以很好地对加卸载过程中岩样的体积应变、损伤的变化做出ms级的精确预测,也为在已知少量循环试验下获得岩石动态参数,即可对ms级的损伤进行精确预测的模型提供了方法。     

基于基覆界面形态特征的某堆积体治理研究

采用基于刚体极限平衡原理的简化毕肖普法,对某堆积体的典型剖面进行了稳定性分析,结果表明,该堆积体在天然工况、暴雨工况、地震工况下均存在不稳定情况,需要对其进行治理。根据覆盖层厚度和基覆界面的形态特征,确定削坡减载和坡面上部支挡+下部削坡减载两种处理方案。经计算,这两种方案均能满足堆积体的稳定要求,说明处理方案是可行的。经对比:第一种方案施工简单,但工程量较大,且涉及到移民安置问题和生态破坏问题;第二种方案虽然施工相对较复杂,但工程量较小,能够取得良好的经济效益,综合考虑经济效益、社会效益等,最终选用第二种方案。     

Slope Stability Analysis Based on Rock Mass Parameters Determined by Hoek-Brown Criterion

以某岩质高边坡为研究对象,通过野外调查分析,根据边坡岩体结构和破坏特征,应用Hoek-Brown经验准则确定岩体抗剪强度参数,采用极限平衡法和FLAC - 2D有限差分程序对边坡进行稳定性分析,并依据分析结果制定了加固方案,通过分析验证和现场监测,结果表明边坡加固方案可行.     

土工材料加固软土路堤非线性有限元分析

土工合成材料加筋土工程中,土工合成材料与填料的界面作用特性直接决定加筋土工程的内稳定性,土工合成材料与填料的界面作用特性是最关键的技术指标。应用非线性有限元,选用Coulumb摩擦模型来模拟土与土工合成材料之间的切向相互作用,对土工合成材料在路基施工过程的加强作用及其力学效应进行分析,并分析土工合成材料对路堤应力分布、沉降、侧向位移和稳定性的影响。结果表明,使用土工材料加固软土路堤能够有效提高路堤的稳定性。     

锦屏二级水电站地下洞室开挖围岩卸荷效应分析及工程应用

根据工程地质条件,基于卸荷岩体理论对锦屏二级水电站地下洞室进行开挖数值模拟计算,以桩号厂右0+000.0剖面为主要研究对象,结合变形监测资料进行卸荷区的划分,分析围岩在开挖、卸荷、加固各工况下的塑性区演化过程。数值计算结果表明,监测点的监测位移与计算位移吻合情况较好。以主厂房第二步开挖全过程为例,可知开挖工况下围岩强卸荷区出现的塑性区在卸荷工况下进一步扩大,而在锚索加固完成后,塑性区基本消失。这说明强弱卸荷区的划分较为合理,建立的模型适当,设计锚固方案有效可行。     

锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性研究

为了解锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性,对该工程区典型岩爆岩样系统地开展了岩石力学特性试验研究。试验结果表明岩样较完整坚硬、抗压强度高,主要以脆性破坏形式为主;典型地层试样的岩爆倾向性指数平均值W_et均大于2.0,当地处高应力区时,岩爆特征明显;岩样卸围压破坏过程中变形特征规律为初始卸载围压越大,岩石的扩容效应越显著,与常规三轴压缩试验相比,岩样卸荷破坏的峰后应力跌落时的轴向应变变化较小,初始围压越大脆性破坏特征越明显;CT扫描断面与图像重组手段分析表明,试样在卸荷试验过程中,首先经历压密阶段,然后进入扩容状态直至破坏,破坏后存在“密度回弹”现象。卸围压试验中,试样瞬间发生破坏,多数伴有破裂响声,多数产生“双剪”破坏;利用岩体基本质量指标来描述岩石坚硬程度和岩体完整程度,提出了一种新的岩爆判据形式与分级标准,利用试验成果对提出的岩爆判据与分级进行了验证,结论与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际情况相符。     

基于均匀设计的边坡敏感性灰色关联分析

传统的敏感性分析方法试验次数多,不能够反映边坡破坏的非线性规律。采用均匀设计对边坡稳定性进行数值试验,用灰色关联模型对试验结果进行数据处理,可以减少试验次数,并能用非线性的数据评价模型来分析试验数据。以一均质土坡为例,选取容重、内摩擦角、粘聚力、坡角、地震加速度等5个因素进行数值试验和灰色关联分析。结果表明,在抗震设防烈度为7度以下的均质土坡或松散堆积体岩土质边坡中,各因素对稳定性的关联度大小依次为粘聚力、内摩擦角、地震加速度、重度以及坡角。     

非均质花岗岩坝基典型地质缺陷处理研究

某水电站高拱坝建基岩体地质构造复杂,以陡倾的辉绿岩脉穿插发育于黑云二长花岗岩岩体内为典型特征,而规模较大、分布较广的辉绿岩脉类地质缺陷是高拱坝坝基主要的工程地质问题。浅成的辉绿岩脉力学性质差,且具有明显的各向异性,辉绿岩脉对坝基应力变形影响较大,会造成大坝基础的不均匀变形,并进一步恶化坝体的横缝开度。为满足建基岩体质量要求,提出了针对辉绿岩脉类地质缺陷采取机械开挖、刻槽以及混凝土置换的处理措施。建基岩体辉绿岩脉类地质缺陷经过综合处理后的三维数值分析结果表明:地基的应力分布更加均匀,拱坝变形在许可范围内。     

武隆鸡尾山滑坡形成机理数值模拟研究

2009年发生的重庆武隆鸡尾山滑坡,因滑源区斜坡岩层整体缓倾山内,缺乏有效的临空面和滑移空间,因此,在滑坡孕育过程中存在前缘岩溶带压缩变形、底部剪切滑移、后缘拉裂以及最终前缘关键块体(岩溶带)侧向剪断滑出等一系列的复杂动力学行为。这一过程存在显著的连续变形向非连续变形的过渡与转化,单纯用连续介质的有限元和离散介质的离散元来分析模拟都很难取得较好的效果。为探究鸡尾山滑坡的孕育过程和失稳机理,运用将连续–非连续单元有机耦合的大型数值模拟软件CDEM,模拟鸡尾山滑坡的失稳过程和形成机制。研究表明:滑体前方岩溶发育带具有"可压缩性",为滑体运动提供了一定的变形空间;滑源区下方的采矿活动产生应力重分布,滑带抗剪强度降低,滑体沿其底部软弱带发生剪切蠕滑,并逐渐形成滑体后缘拉裂缝;滑动块体在向前滑移过程中不断挤压向前缘"易压缩带",坡体应力自组织调整,并逐渐在前部三角区形成垂直的第二破裂面,前缘抗力体(关键块体)形成,最后剪断岩溶带个别与稳定山体咬合岩块,整体失稳破坏。数值模拟结果较好地揭示了武隆鸡尾山滑坡前缘视倾向展布岩溶带"软基效应"所提供"准临空面",重现了鸡尾山滑坡"蠕滑—拉裂—压缩(压碎)—剪切滑出"的致灾机理。