楔块滑落临界状态判别新方法及其试验验证

楔块滑动判别是碎裂岩质边坡工程稳定性分析和加固方案选择的关键技术。提出楔块极限平衡状态时新的判别准则,通过研究楔块滑落过程及其极限平衡状态,得到不同条件下楔块滑落函数方程。基于试验结果分析,并与函数方程对比,提出与该曲线相吻合的二次函数关系式,分析了极限平衡状态下楔块的力学状态,深入讨论了结构面参数(方位、粗糙度系数JRC)对函数式中系数的影响。推导出滑块粗糙度系数JRC与结构面交角条件下β-α(倾斜角-旋转角)关系曲线,以此作为楔块滑动与否的判别准则,试验结果验证其具有有效性,具有在工程中推广应用前景。     

基于微震反演裂隙的采动岩体损伤分析方法及其工程应用

采动条件下岩体发生渐进损伤诱使裂隙萌生、发展和贯通,继而形成导水通道诱发突水灾害.该过程涉及裂隙演化及岩石损伤等问题,使得突水灾害具有动态复杂性的特点.显然,从理论上准确解译突水通道及其演化规律是十分困难的,需要依靠现场监测和数值模拟手段.为此,从"岩体变形破裂过程中,微震现象的主要本质是裂隙的扩展"学术观点出发,建立...     

免振捣自密实混凝土成型试验研究

免振捣自密实混凝土具有高流动性、高充填性、高抗离析性等特点，具有广阔的市场前景。本文在利用试验研制的外加剂的基础上，进行不同系列的混凝土化学外加剂对比试验分析，认为新拌混凝土的高充填能力是免振捣自密实混凝土研制的关键。其影响主要园素是形燹能力和抗离析性，化学外加剂(如高效减水剂、粘性剂、保塑剂)对新拌混凝土的变形和离析行为起至关重要的作用。从试验和理论分析提出外加剂C30混凝土的成型机理。     

裂隙-荷载耦合作用下砂岩强度变形细观损伤机理研究

通过岩石力学伺服试验机，对完整砂岩与裂隙砂岩进行单轴压缩试验与单轴循环加卸载试验，探究荷载－裂隙共同作用下砂岩力学性质的演化规律。试验结果表明:循环荷载作用对完整砂岩与含预制裂隙砂岩的力学性质有显著的强化作用；随着循环周数增加，试样弹性模量呈现出“强化”现象，且第一周加卸载循环对弹性模量的强化作用最为显著。结合试样的细观损伤机理，分析了初始抗压强度、加载路径、应力状态与宏观缺陷等条件对循环荷载下峰值强度演化规律的影响，并阐明了弹性模量“强化”现象的细观机理。     

水平旋喷拱棚结构的承载特性与机理研究

基于现场载荷试验结果与有限元分析方法,深入研究水平旋喷拱棚结构的承载特性与机理。现场试验表明:拱棚结构的荷载-变形曲线可分为三段,即承载力自我调整阶段、稳定承载阶段以及裂缝产生并不断扩展直至破坏阶段;在破坏阶段拱棚结构并未出现突然坍塌,破坏是从旋喷桩体咬合处薄弱面的底部产生裂缝开始,并不断扩展最终贯通引起的。通过分别建立旋喷桩体咬合结构模型与光滑拱结构模型以模拟实际拱棚结构,计算结果表明旋喷桩体咬合结构模型的计算值与实测值吻合较好,光滑拱结构模型的计算结果误差较大。在此基础上,利用有限元方法深入分析了水平旋喷拱棚结构的力学性能,计算结果表明:旋喷桩体的直径与咬合厚度对拱棚结构的承载力影响较大,拱棚结构的形状对承载力的影响相对较小;水平旋喷拱棚结构存在三种破坏模式,裂缝的产生主要受桩体材料抗拉强度的控制。将裂缝的产生与扩展作为水平旋喷拱棚结构破坏前的预警,可为实际工程提供科学依据。     

结构面抗剪强度各向异性研究中试样获取方法有效性分析

结构面抗剪强度的各向异性特征对工程岩体的力学性质、变形特性和稳定性分析都具有重要意义。结构面试样获取方法对抗剪强度各向异性特征的研究具有重要影响。为了对比不同试样获取方法在结构面抗剪强度各向异性研究中的有效性,分别对直接截取的圆形、方形和旋转截取的方形试样进行抗剪强度各向异性特征的对比分析。选取1 m×1 m的天然板岩结构面作为研究对象,采用三维激光扫描法获取结构面三维形貌特征,截取研究位置处圆形、方形和旋转方形试样进行对比评价。研究表明：直接截取的方形试样沿不同剪切方向产生的剪切面积不同,选用圆形试样更能反映结构面抗剪强度的各向异性特征;旋转方形与圆形试样的抗剪强度统计误差小于直接截取的方形与圆形试样的统计误差值,且旋转方形与等面积圆试样的抗剪强度各向异性特征最接近,两者统计误差最小、相似度最大,大于0.9987,当圆形试样不具备实验条件时,可选用旋转截取的等面积方形试样进行结构面抗剪强度的各向异性研究。该研究可为选取结构面试样获取方法提供参考和借鉴,为准确开展抗剪强度各向异性研究提供依据。     

砌体受压开裂过程数值模拟及其力学特性研究

为了研究砌体开裂过程的力学行为,提出利用现代计算机技术的数值试验方法,将砌体看成是由块体、砂浆和二者间的黏结带构成的三相复合材料,采用最大拉应力准则和摩尔库仑准则作为损伤本构关系的损伤阀值,建立砌体开裂数值模型,应用复合材料破裂过程数值分析系统MFPA2D(M aterial Failure Process A-nalysis),从应力场活动图像出发,模拟了砌体受压试件从损伤到开裂破坏的力学行为.研究表明,数值试验结果与试件物理实验结果较为吻合,为砌体开裂机理研究和发展、砌体力学性能研究提供了新的技术路径.     

免振捣自密实混凝土工作性能试验研究

在分析影响免振捣自密实混凝土因素的基础上，利用试验研制的外加剂，进行不同系列的混凝土化学外加剂对比试验，认为影响免振捣自密实混凝土性能的主要因素是形变能力和抗离析性，化学外加剂(如高效减水剂、粘性剂、保塑剂)对新拌混凝土的变形和离析行为起至关重要的作用。并初步提出了高性能免振捣自密实混凝土的一种配比设计方案，结果表明，所配制的混凝土不仅在新拌状态，而且在早龄期及硬化后都具有好的特性。     

大型地下硐室开挖过程位移变形智能预测

地下硐室开挖过程中,硐周位移及其变化规律比较获得并起着十分重要的作用,不仅可以作为检验施工设计的依据,而且可以预测预报围岩的稳定性和调整开挖方式、支护设计等,从而指导施工。根据现场监测的数据,利用建立的遗传神经网络模型,分析了原始数据,对观测数据进行学习,预测下步施工位移变形量,从而为施工方法及时调整和支护方案优选提供参考。工程实例分析表明,该方法预测精度高、实用性广、简单易行。     

岩体隧洞损伤破坏过程实验及其颗粒流数值模拟

在以往有关节理模型实验和数值模拟的研究基础上,设计了几组含孔洞节理模型材料的压缩实验,并采用颗粒流软件Partide Flow Code(PFC2D)对模型实验过程进行数值模拟.以模型实验应力-应变曲线与数值模拟的曲线吻合作为PFC细观力学参数选取的准则,并利用获得的力学参数对含孔洞节理岩体破坏过程进行数值再现.分析了含孔洞节理岩体的损伤破坏演化过程、变形破坏机制及其强度特性.并将整个过程分为线弹性阶段、初裂阶段、峰值阶段和峰后阶段.该破坏机制可以合理地预测实际工程的可能破坏模式和评价工程岩体的稳定性.