软岩工程分类方法浅析

围岩分类是人们认识工程围岩的重要工作，一直以来被广大工程技术人员所重视。岩体类型不同，其变形特征和力学特征亦不同。因此，围岩分类能使人们认识岩体特性，掌握受力岩体变形的特点和破坏过程，从而合理地利用岩体和改造岩体，为地下工程设计和施工方案的确定，材料消耗和成本预算等提供科学依据。因此，它具有重要的实用价值和实际意义。     

青松水电站引水隧洞工程岩体变形特性探讨

对青松水电站工程岩体变形特性进行了探讨，岩体受压后的变形机理特性可分为三种变形类型，第一：应力-变形曲线呈直线型；第二：应力-变形曲线呈上凹型；第三：应力-变形曲线呈上凸型。     

光固化3D打印在复杂裂隙岩体研究中的探索

由于岩体结构的复杂性,如何重构含裂隙网络的物理模型试件是岩石力学试验研究面临的难题之一。本工作提出了一种基于光固化3D打印技术的裂隙网络类岩石试件制备方法。结合数字图像相关方法对裂隙网络类岩石试件加载过程进行非接触式全场变形测量,并引入应变场方差这一指标,定量研究了裂隙岩体变形破坏演化规律及前兆异常特征。试验结果表明：采用光固化3D打印技术可实现裂隙岩体的复杂物理模型重构。裂隙网络类岩石试件的变形破坏过程类似于真实裂隙岩体,可划分为压密、弹性变形、裂纹扩展以及峰后阶段,其应力-应变曲线出现峰后多台阶式跌落特征。综合强度参数、峰后力学特征和试验过程中块体弹射现象来看,制备的3D打印试件可用于模拟裂隙硬岩。采用数字图像相关方法可实现裂隙岩体变形场的动态捕捉,其变形破坏过程表现出明显的应变局部化特征。加载过程中应变场方差的演化过程可划分为初始分异、稳定分异、加速分异以及加加速分异阶段。应变场方差在新生裂纹萌生后呈现出持续增长的趋势,而在进入不稳定裂纹扩展阶段后呈现为陡增趋势,可视为两个前兆点。研究成果可为复杂裂隙岩体的物理重构以及失稳预警提供新的思路。     

深部岩体动力变形与破坏基本问题

深部岩体非线性力学行为是目前岩石力学界研究的重点和难点,研究的困难在于在很大的动力变形与破坏情况下如何阐述岩体的性质。本文通过对深部围岩变形破坏机理、深部岩体动力破坏过程中的基本问题(时间效应、断裂损伤描述等)以及深部岩体特征科学现象(分区破裂、岩爆理论)等方面的研究成果进行梳理和总结,指出深部岩体力学问题是有效的四维空间问题,是在开挖寿命尺度上应力状态的演化,对深部围岩变形破坏机理的研究必须要建立与时间、空间有关的岩石性质的概念。目前要揭示深部岩体卸荷状态下真实的变形与破坏过程,必须继续在连续介质力学框架内研究基于微、细观物理力学的理论,在强度理论中引入时间参数作为塑性流动和破坏过程的特征,并采用合理的手段描述岩体的断裂损伤,岩爆和分区破裂是一个科学问题的两个现象,应当用统一的理论来解释和模拟,本文研究成果可为今后的研究工作指明方向。     

巷道围岩的脆性破坏理论

本文根据岩体的变形破坏特性,建立了岩体脆性破坏的弱化、膨胀、侧压效应的简化模型,对巷道围岩的破坏进行了分析和评价,给出了理论解答,并由此提出合理的支护措施。     

锚固岩体力学性质的研究

本文通过模型试验,初步探索了在软弱围岩中粘接型锚杆长度及密度的改变,对岩体力学性质影响的规律。在特定条件下,得出了岩体强度、变形特征值及锚杆等效支护力与锚杆长度、密度的经验关系式,找出了合适的锚杆长度,并提出了锚固岩体简单的本构方程。     

强风化震旦系片岩大变形施工技术研究

由于震旦系片岩大多岩体破碎松散、粘结力差、风化严重、挤压揉搓严重且部分岩体具有流变性,产生滑动镜面。洞身开挖后岩体的天然应力平衡状态遭到破坏,岩体迅速风化且遇水软化(膨胀变形、泥化破坏),引起隧道周围岩体的卸荷回弹和应力重分布,当这种回弹应力和重分布应力超过靠颗粒间的摩擦效应和微弱胶结作用形成的围岩强度所能承受的范围时,将造成岩体的失稳破坏,浅埋段容易沿结构面产生松弛和滑塌;深埋地段受高应力影响容易发生塑性变形,造成洞身边墙的挤压变形破坏。     

节理岩体的随机本构关系

本文根据节理岩体变形等效的原则推导出多组节理岩体的等效连续模型的本构关系，在考虑岩体节理参数随机分布的基础上，依据Ｒｏｓｅｎｂｌｕｔｈ的概率理论求出能反映节理岩体随机特性平面问题弹性矩阵，该模型能更好反映节理岩体的工程特性。     

单一层状结构岩体边坡极限高度的计算与分析

本文对岩石路堑边坡的失稳做了简要分析,给出了单一结构层状结构变形岩体的计算模型和工程实例计算。     

金安桥水电站帷幕灌浆试验及成果分析

裂面绿泥石化岩体是一种少见的特殊岩体,开挖爆破受到扰动、引起松弛、抗剪强度、抗变形能力下降,开挖后采取有效的坝基基础处理方式,方可作为高坝基础。     

软化与硬化特性转化的岩石损伤统计本构模型之研究

首先将在应力作用下的岩石材料抽象为破坏与未破坏两部分,并根据这两部分不同的受力情况,通过引进岩石材料屈服或破坏的能量原理,建立岩石损伤模型;其次,利用统计损伤理论,建立能够反映岩石破裂全过程的统计损伤演化方程,进而建立特定围压下的岩石损伤统计本构模型;最后,通过探讨模型参数与围压的经验关系,对模型进行合理修正,从而建立出反映不同围压条件下的岩石破裂全过程的统一三维损伤统计本构模型。该模型参数少,便于工程应用,尤其是它能够反映岩石软化与硬化特性随围压变化而相互转化的特征,与试验结果进行比较分析表明,该模型与实测结果吻合良好。     

考虑体积塑性应变的岩石损伤本构模型研究

采用Eshelby等效夹杂方法建立岩石弹塑性损伤本构模型是一种有效方法,但相关文献目前还极少。在连续介质损伤力学框架内利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法建立了考虑损伤相塑性体积变形的岩石的Helmholtz自由比能函数。利用连续介质损伤力学方法推导出了考虑损伤相塑性变形的岩石损伤本构关系,给出了损伤演化方程和塑性应变发展方程。并通过数值模拟证实该模型能够反映岩石体积塑性应变、损伤的变化规律和损伤部分不能承受拉应力等力学特性。     

裂隙岩体非线性流变性态与裂隙损伤扩展过程关系研究

本文研究了裂隙岩体非线性流变性态与裂隙损伤扩展过程的相互关系。文中通过裂隙损伤的流变断裂过程分析，推求具损伤演化耦合效应的岩体非线性流变状态方程，并与宏观唯象流变状态方程相比较，以寻求岩体非线性流变参数与裂隙损伤演化率的关系。最后，用某地下厂房原位试验洞的实测位移作了检验。     

质点峰值振动速度衰减公式的改进

基于柱面波理论、长柱状装药中的子波理论以及短柱状药包激发的应力波场Heelan解的分析 ,推导了岩石爆破中质点峰值振动速度衰减公式 ,并用室内外试验资料和数值模拟结果初步验证了该公式的有效性。与传统的质点峰值振动速度衰减公式相比 ,本文推导的公式更具理论基础 ,并可反映诸如炸药种类、炸药特性、钻孔孔径、装药结构及岩性参数等因素对质点峰值振动速度的综合影响     

Effect of rock properties on the Los Angeles abrasion and impact test characteristics of the aggregates

Aggregate is the most fundamental and widely used component of construction. It is used as an unbound material which constitutes about 100% of the volume of base courses, 95 to 93% of the volume of asphalt and about 85 to 75% of the volume of Portland cement concrete. Aggregate is exposed to a number of physical and chemically degrading forces during processing, transporting, and construction. As the main load carrying component of unbound and bituminous and Portland cement concretes, the aggregate must be clean, hard, sound, durable, resistant to abrasion, uniform in quality and free of any detrimental quantities of soft, friable, thin, elongated or laminated pieces, disintegrated material, alkali or other deleterious substance. For assesing the abrasion resistance of aggregates, the most common method is the Los Angeles abrasion and impact test (LAAI) which determines the relative competence or resistance to abrasion of the aggregates.In this study, four limestones, four travertines, three crystalline marbles and one andesite were tested to evaluate the correlations between the LAAI values and the physical properties covering bulk density, Schmidt hardness, shore hardness, P-wave velocity and mechanical properties such as uniaxial compressive strength, point load index, and indirect tensile strength of rocks. Since these properties are of great importance as a source of aggregates, tests on the rock can give an indication of the strength of the aggregates.The above rock properties were determined through standard testing methods in order to investigate the correlation between LAAI and each rock property by using regression analysis. A simple equation predicting the LAAI value based on each rock property was suggested. From the statistical tests, rock properties were found to be significant in estimating the LAAI values of rocks.     

锚杆围岩系统数学模型的建立及动态响应分析

目的　建立锚杆在锚固状态下的波动方程 ,为锚杆锚固质量的无损检测提供理论上的指导 .方法　将围岩对锚杆的作用简化为一个线性弹簧和一个与速度有关的阻尼器 ,以此为基础 ,建立锚杆围岩系统在瞬态激振下阻尼波动方程 ,并求出锚杆围岩系统动力学方程在不同边界条件下的解析解 .结果　导出了锚杆围岩系统的位移、速度和加速度 3种瞬态动测响应 .结论　这一结果对锚杆锚固质量无损检测方法的发展和提高锚杆锚固质量动测技术的准确性提供了新的方法 ,也对桩基无损检测及地震分析具有重要的理论意义     

爆生气体作用过程的模拟试验研究

本文通过机械方法产生高压气体，以模拟爆生气体单独作用下的破岩作用，试验表明，爆生气体的破岩过程可用准静态和静态动力学分析，建立在拉伸破坏基础上的静态平衡方程和爆破的实际效果一致，从而证明了爆生气体破岩的拉伸破坏本质。     

基于均匀化方法的节理岩体等效弹性性能预测

假定节理岩体具有均质的宏观结构和非均质的周期性分布的细观结构,利用均匀化方法,根据材料周期性特点,通过摄动理论建立依赖于两尺度坐标变量而变化的渐进位移场,推导出反映节理岩体细观结构的控制方程,并结合有限元法,数值模拟得到其宏观等效弹性模量。将算例得到的等效弹性模量与Taylor方法、自洽方法及Hashin-Shtrikman结果进行对比分析,证实了均匀化算法的合理性。同时探讨了节理岩体的弹性性能与组份性能及细观结构的关系,并考察了节理岩体的岩质材料泊松比对宏观力学性能的影响。     

冻融荷载耦合作用下岩石损伤力学特性

以寒区岩体工程为背景,针对冻融受荷岩石,从细观力学机理出发,运用宏观唯象损伤力学和非平衡统计的概念和方法,得到了以冻融循环次数和应变为损伤演化控制变量的损伤演化方程;应用推广后的应变等价原理,建立了较为真实的岩石冻融受荷损伤扩展本构关系:探讨了岩石材料细观结构损伤及其诱发的材料力学性能演化途径.研究表明:岩石的冻融损伤...