含V型相交裂隙岩体的力学特性及破坏模式试验

为深入了解V型相交裂隙岩体试件的力学特性和裂纹演化规律,采用MTS815电液伺服控制试验机对含不同夹角V型相交裂隙岩体试件进行了常规单轴压缩试验,基于试验结果,详细分析了试件的应力-应变曲线、强度与变形特性、裂纹演化与破坏模式及能量耗散特征。研究结果表明:①裂隙试件的应力-应变曲线进入裂纹萌生与扩展阶段早于完整试件,在峰前出现了明显的应力降现象,在峰后破坏阶段,完整试件表现为应力-应变曲线的快速跌落,而裂隙试件呈现台阶状多阶段性跌落,甚至缓慢水平下降,体现出明显的延性破坏特征;②裂隙试件的峰值应力、弹性模量和峰值应变均有明显减小。峰值强度和弹性模量随裂隙夹角的增加呈先增大后减小的变化趋势。轴向峰值应变主要受裂隙夹角的影响,总体随夹角的增大呈线性减小的趋势;③裂隙的存在能够完全改变岩体试件的破坏模式,随着裂隙夹角的逐渐增加,裂隙试件破坏模式的演化过程为:台阶式张拉-剪切复合破坏(30°)→张拉-八字形剪切复合破坏(60°)→台阶式平行双斜面剪切破坏(90°)。当裂隙夹角为60°时,试件的裂纹演化和破坏模式体现出对加载方向近似的结构对称性特征;④相交裂隙试件单轴压缩破坏的弹性应变能、耗散能、总能量和能量耗散率均较完整试件有大幅度的减小。裂隙试件产生的裂纹数量越多,试件表面的脱落现象越明显,耗散能和能量耗散率也越大。拉-剪复合破坏比单纯剪切破坏要消耗更多的能量。试件的破坏特征和破坏模式能很好地反映试件的能量耗散特性。     

复杂接触条件下超长距离混凝土顶管–围岩摩擦特性及现场卡管处置验证研究

为揭示超长距离岩石顶管法施工中卡管的形成原因,采用大型岩石直剪试验研究7类复杂接触条件下砂岩与混凝土管间的剪切摩擦特性。研究结果表明:仅考虑膨润土泥浆的接触条件的平均摩擦因数(AFC)获得全部试验结果的最优值,后期接触面的AFC可高出初始值50%～70%,其中以管外原位岩屑,膨润土泥浆与含砂废弃泥浆三者组合的AFC达到最大值。然后由试验成果及改进的经验公式对现场卡管的顶力进行预测,经与现场监测对比取得了较吻合的结果,最后依据顶力传递损耗规律提出一种临时中继间法成功将卡管问题解决,因此现场中降低管–岩接触摩阻力应首先控制管外的沉渣,避免在管外形成导致管壁摩阻力增大且减小膨润土浆液有效注射量的高黏度混合物,其次还需保证管外需有充足的注浆量。     

单洞四车道公路隧道开挖的模型试验

通过对某单洞4车道公路隧道在2种不同围岩条件下3种开挖方案的相似模型实验研究，得到了4车道公路隧道在相似模拟开挖中的位移规律和隧道围岩最终位移，并对依托工程隧道施工进行了指导。     

地下空间利用及其发展方向的探讨

21世纪我国迎来了地下空间的大发展，针对我国目前地下空间的利用状况．提出了我国急需建立地下空间的开发和利用制度，以及地下空间开发的可持续性，并提出我国地下空间开发和利用的方向。     

考虑s2作用的加筋土挡墙筋材设计计算

通常加筋土挡墙筋材拉力和锚固区长度的设计计算是基于莫尔–库仑准则得到的，没有考虑中主应力s2的影响，而双剪强度理论克服了莫尔–库仑准则的不足，并利用双剪强度理论的j t，ct参数替代莫尔–库仑抗剪强度指标。基于双剪强度理论(m = 1)计算分析了挡墙筋材拉力大小及其锚固区长度，并将该结果与基于莫尔–库仑准则计算的结果进行了对比，结果表明墙高较小时两者结果基本一致，而墙高较大时，双剪强度理论计算结果大于莫尔–库仑准则计算的结果。     

考虑σ2作用的加筋土挡墙筋材设计计算

通常加筋土挡墙筋材拉力和锚固区长度的设计计算是基于莫尔-库仑准则得到的，没有考虑中主应力σ2的影响，而双剪强度理论克服了莫尔-库仑准则的不足，并利用双剪强度理论的φ1，Ct参数替代莫尔-库仑抗剪强度指标。基于双剪强度理论（m=1）计算分析了挡墙筋材拉力大小及其锚固区长度，并将该结果与基于莫尔-库仑准则计算的结果进行了对比，结果表明墙高较小时两者结果基本一致，而墙高较大时，双剪强度理论计算结果大于莫尔-库仑准则计算的结果。     

某卸荷拉裂岸坡发展趋势三维有限元分析

在简述某典型卸荷拉裂岸坡基本地质特征及卸荷拉裂特征的基础上，通过三维有限元数值模拟，分析了拉裂缝形成前、后岸坡的应力状态，以及库区正常蓄水后岸坡应力场的发展趋势。数值模拟计算结果表明：岸坡拉裂缝的产生，是特殊地质条件下岸坡长期卸荷的结果；拉裂缝的产生，使岸坡应力场发生了变化，促使拉裂进一步扩展，但目前拉裂缝发展的深度，不致引起岸坡岩体发生贯通至坡面的剪切破坏；库区正常蓄水后，岸坡应力场进一步发生变化，促使拉裂缝进一步向下、向上发展，但向外发展的趋势减小。如对深拉裂缝进行合理有效的处治，在工程期内岸坡不会发生沿拉裂缝的整体剪切破坏。     

隧道塌方区加固后的施工监测与仿真分析

常德-张家界高速公路关口垭隧道右洞YK73＋925～YK73＋955段在施工过程中出现塌方，分析塌方原因后，结合工程具体情况，采用超前小导管预注浆辅以工字钢拱架处理塌方区，在处理段增设2个监测断面，并利用有限元法进行数值模拟分析，现场监控量测和有限元计算得到隧道收敛位移和拱顶下沉规律基本一致，且小于规范允许值，表明超前小导管预注浆方法处理塌方区效果良好。     

酸性环境干湿循环作用对泥质砂岩力学参数的劣化研究

针对降雨和库水位升降对库岸边坡消落带岩体力学参数的劣化问题,选取泥质砂岩进行不同p H水环境干湿循环作用下的单轴与三轴压缩试验,结合室内试验结果,应用广义Hoek–Brown准则求得不同地质强度指标评分(GSI)下岩体的单轴抗压强度、弹性模量、材料常数和黏聚力。研究表明:破碎程度越大的泥质砂岩受浸泡的溶液酸性越强、干湿循环次数越多,其力学参数劣化程度就越高;在同一个GSI评分下,泥质砂岩各个力学参数随p H值和干湿循环次数n的劣化效应排序有所差异,综合劣化效应最大为弹性模量,累积劣化效应最明显为黏聚力,其劣化系数与浸泡溶液的p H值、干湿循环次数的对数ln(n)成线性相关。基于上述研究提出了泥质砂岩力学参数与p H值、干湿循环次数n的三维劣化方程,为酸性环境干湿循环作用下现场岩体力学参数的获取以及边坡稳定性寿命的预测提供了理论依据。     

隧道排水系统非对称堵塞对衬砌外水压力的影响

基于目前未见对隧道排水系统非对称堵塞后的衬砌外水压力的变化规律的研究,以重庆中梁山某隧道为研究背景,建立了隧道及其排水系统的简化模型,通过模拟不同长度的排水系统非对称堵塞,研究了隧道衬砌结构受到的水压力的变化规律,并且在隧道工程中进行了现场模拟排水系统堵塞的试验,试验结果与数值模拟可相互印证。研究结果表明:(1) 隧道排水系统单侧堵塞后,堵塞侧二次衬砌背后的水压力在短时间内将上升,然后逐渐下降至稳定,但高于排水系统正常时的水压;(2) 隧道排水系统非对称堵塞长度不断增加时,堵塞侧二次衬砌背后受到的外水压力峰值和稳定值也不断增加;(3) 隧道排水系统非对称堵塞长度不断增加时,注浆加固圈承受的最大水压力绝对值不断在增加,但注浆加固圈分担水压力的能力将逐渐减小。