一种测定深部岩体地应力的新方法——钻孔局部壁面应力全解除法

简要回顾了基于钻孔进行地应力测量的几种方法，并指出了这些方法自身存在的局限性。提出了一种测定深部岩体地应力的新方法-钻孔局部壁面应力全解除法。该方法的明显优点是，不需要套钻，而且在确定地应力的主值及其方向时也不需要作任何假定。从理论上讲，该方法将不受测量深度的限制，对于深钻孔是普遍适用的，这将为大陆科学钻探计划中深部岩体地应力测量提供一种新途径。     

聚碳酸酯光弹颗粒材料的加工退火及退火后的基本性能

为了得到可应用于颗粒物质光弹试验的聚碳酸酯小粒径颗粒,采用聚碳酸酯板或棒为原材料,通过所研究的3种加工方法及退火曲线,制成毫米级的高透明度颗粒,经过对其力学性能、光学性能及压汞的实验分析,得到了应力应变曲线、材料条纹值和内部孔隙结构特征的变化规律。结果表明,在退火的过程中除了热处理温度和时间,还要考虑热辐射的影响;退火不会显著改变聚碳酸酯材料的力学性能和曲线形状,只会对聚碳酸酯的孔径大小、分布、孔隙率等内部结构特征产生轻微影响,同时可以基本消除因制件尺寸造成的条纹值误差。     

土岩组合基坑安全风险预警标准探讨

土岩组合基坑的安全风险预警标准目前主要沿用现有相关规范中的监控标准,这种做法缺乏针对性。为了更有效地指导土岩组合基坑施工,对土岩组合基坑的破坏模式进行了定性分析,并对依托工程典型施工断面进行了三维有限元分析和现场监测,然后,深入对比分析了有限元分析结果和现场监测结果。研究指出：①围护墙的水平位移可作为主要的安全风险预警指标,支撑/土钉/锚杆轴力可作为辅助指标;②围护墙水平位移最大值、水平位移最大值变化速率、水平位移最大值与基坑开挖深度的比值、支撑/土钉/锚杆轴力值与开挖深度范围内土压力的比值等四个特征参数可作为土岩组合基坑安全风险预警指标特征参数;③建立了相应的安全风险预警标准体系,同时认为该依托工程土岩基坑的设计过于保守,从而导致过高的施工成本,因此有必要进行优化设计。     

三维地应力BWSRM测量新方法及其测井机器人在重大工程中的应用

地壳上层岩体的应力状态是地壳最重要的性质之一,获取岩体应力状态最直接、可靠的手段是原位地应力测量.首先简要回顾地应力测量的研究历程及其发展现状,分析岩石力学与工程中常用的几种地应力测量方法和技术.重点介绍钻孔局部壁面应力解除法(BWSRM)这一新的三维地应力测量方法的原理,以及基于BWSRM的地应力测井机器人研制过程和...     

桩承式路堤中土拱效应产生过程可视化分析

"土拱效应"在提高桩承式路堤承载能力方面发挥着重要的作用。现今关于"土拱效应"的研究主要采用现场原型试验和数值模拟及其在此基础上的理论计算。借助于传统的光弹试验技术,研制出一种直径3 mm、透明度较高的聚碳酸酯光弹颗粒,用于近似模拟桩承式路堤中的土颗粒,通过自制的加载装置和光测力学图像处理系统,实现多种条件下路基内部应力分布的可视化,重点观测模型内部力链网格的产生、分布及变化规律,试验结果表明:填土高度会对土拱的形成及形状产生极大影响,填土高度太小,斜向力链会因缺乏扩展空间无法闭合而不能形成拱结构,随填土高度增加,土拱由三角拱向半圆拱或梯形拱过渡;荷载的大小变化不会影响土拱效应的出现,但会对土拱的结构形状产生较大影响;随桩距比的增大,土拱由三角拱向半圆拱或多拱演化,当桩距比大于3∶1时,土拱效应开始减弱直至消失,路堤承载能力大幅下降。     

微型圆柱状岩样钻进参数室内试验研究

针对钻孔局部壁面应力全解除法地应力测量时,需要在钻孔侧壁上钻切出直径为30mm、长度不小于40mm的微型"悬臂梁"状圆柱形岩样的要求,设计了一套钻切微型圆柱状岩样的室内试验平台。分别以单位时间的钻进深度、钻压、钻头转速作为钻进控制模式,研究了在红砂岩、大理岩、花岗岩3种长方体岩块上钻切微型圆柱状岩样的钻进效果,结果表明,以钻头转速作为钻进控制模式比较理想。定量给出了用于钻孔局部壁面应力全解除岩样切割钻进时的钻头转速、钻压、以及马达功率参数的建议选用范围,从而为开发基于钻孔局部壁面应力解除法的侧壁岩样切割工具提供了参考。     

基于改进离散元强度折减法的堆积体边坡稳定性分析

针对开挖卸载对车峰坪堆积体边坡的不利影响,引入材料摩擦角和泊松比不等式改进离散元强度折减法,采用改进型离散元强度折减法计算车峰坪堆积体边坡各步开挖工况下的安全系数,模拟分析边坡开挖变形情况及边坡特征点的位移变化规律,评价边坡各步开挖工况下的稳定性,制定锚索支护的加固措施。结果表明:采用改进型离散元强度折减法计算的边坡安全系数略保守,计算结果偏安全;堆积体边坡开挖过程中出现滑塌、错台等不稳定现象;采用锚索支护的加固方法,堆积体边坡各工况安全系数均提高,减小了施工风险,前三步台阶特征点位移减少约90%,后两步台阶特征点位移减少约30%。     

桩-土模型试验中模型箱制作及土样制备

缩尺模型试验是研究岩土工程问题的有效方法,通过对桩土模型试验中箱体的设计及土样制备方法进行研究,结果表明:当模型桩的直径与土体颗粒粒径之比大于40时,不存在粒径效应;当箱体边界距离模型桩的距离大于桩直径的三倍时,边界效应较小,可忽略不计;在土样制备时,可采用土体相对密度、含水率代替土体的c、φ值作为重塑土判定的标准,对于砂土可采用砂雨法制备,对于黏土和粉土可采用分层填土、逐层夯实的方法制备,同时利用标定盒、环刀法便可做到对成样质量的检测和监测。     

钻孔局部壁面应力解除切割工具设计

简要介绍了套芯应力解除法和钻孔切槽法这两种地应力测试方法的岩石切割技术。分析了钻孔局部壁面应力全解除法对局部壁面进行应力解除的技术途径,并给出了具体的环形槽切割工具设计方案。室内测试表明,这一设计方案是切实可行的,解决了钻孔局部壁面应力全解除法中对局部壁面实施应力解除的关键技术问题。     

深部岩体三维地应力测量新方法、新原理 及其相关问题研究

博士学位论文摘要 首先，对地应力场的基本分布规律以及工程地应力的测量方法和技术进行了全面的归纳与总结，在系统分析前人研究成果的基础上，提出了一种新的地应力测量方法——钻孔局部壁面应力全解除法；