古遗址边坡在卸荷条件下的稳定性研究

以铜绿山边坡为工程背景,分析了边坡的稳定性。采矿过程产生的卸荷力学条件与常规的加载力学试验参数、模型和方法完全不同。本文通过对卸荷岩体力学原理研究表明,对于采矿一类的岩体工程问题应该应用岩体卸荷的应力、应变路径来分析。本文从铜绿山遗址边坡的地质特征人手。在了解边坡地质特征的基础上,参照边坡的变形破坏现状,采用非线性弹塑性力学模型,运用ANSYS软件对古遗址边坡的采矿过程进行了分析。并且与不考虑采矿过程做了对比研究。     

卸荷岩体力学的研究与发展

卸荷岩体力学是常规岩体力学的有益补充,其力学特性与加载岩体力学有本质区别.近十几年来,卸荷岩体力学已在宏观力学参数选取、破坏机理以及本构模型研究方面得到了很大的发展,但在以后的研究中更应加强破坏的细观机理、时效性和多场耦合性的研究.     

坝区岩体蠕变参数反演与边坡开挖流变计算分析

软弱岩体是影响边坡安全稳定的重要因素,为有效反映大岗山坝区辉绿岩脉和断层破碎带等软弱岩体的蠕变变形特性,根据大岗山坝区现场压缩蠕变试验资料和推导的基于广义开尔文模型的刚性承压板边缘岩体的粘弹性变形计算公式,采用优化反演法计算得到坝区软弱岩体的蠕变力学参数,建立了大岗山水电站坝区边坡开挖卸荷的三维流变计算分析模型,使用FLAC3D软件详细分析了边坡分步开挖过程中坝肩坝基岩体的变形特性和软弱岩体的蠕变力学效应,获得了对工程设计和施工具有指导意义的建议和结论.     

开挖卸荷岩体锚固等效力学参数数值模拟研究

以某水电站溢洪道开挖卸荷边坡系统锚杆锚固岩体为研究对象,考虑开挖卸荷过程的影响,对一定锚固密度的卸荷岩体其锚固等效力学参数特性进行了比较全面的研究.结果表明,对于同一种岩体,如卸荷程度不同则其锚固等效力学参数也就不同,卸荷程度高,则其锚固等效力学参数提高倍数大,反之则小,从而说明系统锚杆对软岩的加固作用比对硬岩的加固作用好.同时认为系统锚杆对边坡锚固等效力学参数的提高非常有限.     

西南某水电站坝址区左岸高边坡变形机理及动力稳定性分析

现场调查表明,岩体经历了复杂的岩浆活动和多期构造作用,白鹤滩坝区左岸主要存在3种变形破坏模式,即正常卸荷型、陡裂夹泥型、缓倾角错动带的表生改造型;对边坡岩体结构特征、岩体风化及物理力学性质等特征进行了细致研究;在此基础上,运用动力离散元数值模拟,揭示了在地震作用下边坡变形破裂发生规律和变形发展模式,对其动力稳定性及可能引起的工程效应进行了综合评价.     

预应力锚索在卸荷岩体中的作用机理

预应力锚索是岩土工程中常用的,也是效率比较高的一种支护形式。文中采用有限元分析方法和ADINA软件。岩体在加载和卸载条件下,其力学特性有本质的区别。文中重点分析了在卸荷条件下,预应力锚索同一数量不同倾角的变化对岩体变形参数如变形模量E和泊松比v的影响。不同倾角对岩体位移变形量的约束程度。文中提供了一种有效且比较符合工程实际的计算方法,等效变形参数法。这种方法可以算出含有节理的岩体的变形模量和泊松比,以及加有锚索后岩体的变形模量和泊松比。     

模糊综合评价方法在边坡岩体卸荷程度分级中的应用

岩体卸荷特征是岩质边坡质量分级的重要影响因素,也是进行边坡稳定性分析评价的主要内容之一。为研究岩质边坡岩体的卸荷特征,基于模糊数学理论,选取卸荷裂隙总条数、卸荷裂隙累计宽度、岩石质量指标RQD、岩体透水率、岩体波速比等要素作为评判指标,采用数值特征分析和模糊统计方法确定岩体的隶属度函数,同时采用要素比较矩阵法确定各要素的权重,建立岩体卸荷等级的模糊综合评判模型来对岩体卸荷情况进行评价。运用该法对某水电站坝肩边坡岩体卸荷程度分级情况进行了研究。结果表明,该模糊综合评判研究结果与边坡卸荷特征实际情况基本一致,说明该评价方法用在边坡岩体卸荷程度分级评判方面是可行的。     

岩体REV和力学参数的数值模拟

在某磷矿采场边坡岩体工程稳定性分析中,为了获得力学参数的准确值,利用各种随机模拟技术对概化出来的节理统计模型进行再现,并通过大量抽样,模拟数值"加载试验",并对"试验"结果进行统计分析,分析表明最后得到岩体变形强度参数的估算值符合工程实际.为今后的工程实践中获得岩体力学参数提供了一条切实可行的方法.     

边坡工程中卸荷岩体的探讨

岩体卸荷是水利水电工程建设中常见的工程地质问题,岩体卸荷裂隙是影响边坡岩体稳定性的重要因素.文章介绍了边坡工程中卸荷岩体的形成机理、裂隙类型、分带依据及卸荷岩体加固时应注意的问题.     

锦屏一级水电站左岸边坡高地应力区卸荷松弛特征及其控制措施

岩体开挖卸荷松弛效应对边坡的稳定性影响巨大,如何控制岩体卸荷松弛程度非常重要。以锦屏一级水电站左岸高边坡为研究对象,区域3维地应力场反分析结果表明:工程区域内地应力水平较高,水平构造应力较大,河床处的最大主应力达到40～50 MPa。施工期声波波速及钻孔变模的测试数据表明:边坡高地应力区的岩体卸荷松弛现象非常明显,岩体卸荷松弛深度随着地应力的增大而增大。边坡高地应力区开展的先挖后锚和先锚后挖的两种岩体卸荷松弛控制试验表明:先锚后挖能够有效地改善岩体的应力释放,同时能够较好地控制岩体的变形。     

卸荷区岩体屈服准则

由于工程建设的需要,常常要进行岩体的开挖,岩体开挖以后,地应力释放,岩体应力重新分布,大部分岩体处于卸荷的状态.由于卸荷条件下岩体的屈服特性与加载条件下岩体的屈服特性有本质的区别,因此由加载试验所得到的C-M屈服准则将不再适用于卸荷区岩体.结合卸荷条件下岩体会出现拉应力和拉剪应力的特征,以试验数据为依据,拟合出了适用于卸荷区岩体的抛物线型C-M屈服准则,并推导了抛物线型Coulomb-Mohr屈服准则的抛物线型Drucker-Prager准则的外接圆、内接圆、内切圆类型,比较了抛物线型Coulomb-Mohr准则与Hoek-Brown准则的异同.     

中等地应力地区建基岩体卸荷松弛特征研究

高地应力地区的建基岩体卸荷松弛特征受到广泛关注,而中等地应力地区的建基岩体卸荷松弛特征及受控因素,国内外却鲜有报道。本文以大岗山水电站为例,揭示中等地应力地区建基岩体的卸荷松弛特征,这既是对西部水电工程中建基岩体卸荷松弛理论的补充,又为大岗山水电站建基岩体的后期工程处理提供科学依据,因此研究意义重大。在大岗山水电站地质背景条件的研究基础上,依靠现场调研和大量的钻探、物探、孔内摄像等测试手段,讨论了中等地应力地区坝基开挖后的卸荷松弛特征,包括表生卸荷松弛和内生卸荷松弛两类现象,总体表现为裂隙张开、岩体松动、整体松弛的特点,几乎无新生岩石破裂产生,具有典型的继生性特征。同时指出,中等地应力地区建基岩体的卸荷松弛特征受到岩体结构的控制性作用。     

三峡工程永久船闸陡高边坡岩体卸荷非线性力学分析

结合三峡工程永久船闸陡高边坡特点，将高边坡岩体简化正交异性体，在对高边坡岩体开挖卸荷非线性力学特性充分认识的基础上，提出了各向异性非线性卸荷岩体的力学分析方法－变刚度分析理论，其计算成果与现场观测成果有的一致性。对三峡工程永久船闸陡高边坡岩体开挖分析表明高边坡岩体将产生较大的变形，与以往研究成果有数量级的差别。     

不同卸荷路径下节理岩体的松动机理研究

利用应力波理论研究了节理岩体在不同卸荷路径下高速卸荷后的运动规律,分别从理论和数值上进行了分析.结果表明,应用动力学的方法求解高速卸荷是适宜的,高速率的卸荷会使岩体产生整体的刚体位移,导致节理面张开,同时使岩体产生振动速度,这些都会造成岩体松动,延时卸荷对岩体的松动作用要低于瞬时卸荷对岩体的影响,相同的卸荷时间下岩体的松动效应受卸荷路径的影响.因此,在工程实践中,可以通过延长卸荷时间、减少一次卸荷量和控制卸荷速率的变化路径等措施来减小卸荷对保留岩体的松动损伤作用.     

裂隙及卸荷对岩体边坡的影响

应用弹塑性力学及断裂力学的相关理论,分析讨论了裂纹的分形特性及裂隙面的压剪起裂破坏机理;分析了静载、动载和不同类型裂隙的相互作用对边坡稳定性的影响规律。结合工程实际问题,研究了边坡开挖前后其应力应变的分布规律,提出了由于开挖卸荷而引起裂纹扩展的作用机理。     

盐岩损伤测试中卸载模量研究

利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,对盐岩和大理岩进行了单轴压缩下的7级加卸载试验和低周循环加卸载试验测试,对盐岩和大理岩的卸载模量进行了探讨。低周循环试验加载波形采用正弦波,频率1Hz,循环应力幅值小于其平均抗压强度,单级应力幅值为30个振动循环。通过试验,得到了盐岩应力应变滞回环均为条带状,大理岩则均为尖叶状;盐岩在加卸载部位具有较大不可逆变形,对应弹性响应较慢,大理岩则反之;盐岩卸载模量变化趋势受加载测试方法影响较大,而大理岩在2种试验条件下得到的卸载模量变化趋势相似;加载应力幅值比加卸载循环数对盐岩不可逆变形增量影响更加显著。损伤变量研究结果表明,利用低周循环加卸载方法测试具有显著时间效应变形岩石的损伤弹性模量,能更真实反映其损伤特征。     

Numerical Simulation of Rock Burst in Circular Tunnels Under Unloading Conditions

Rock burst in a circular tunnel under high in-situ stress conditions was investigated with a numerical method coupled the rock failure process theory (RFPA) and discontinuous deformation theory (DDA).Some numerical tests were carraied out to investigate the failuer patterns of circular tunnel under unloading conditions.Compared the results under loading conditions, the shapes of failure zones are more regular under the unloading conditions.The failure patterns in the same type of rock mass are clearly different because of non-homogeneity of the rock material.The extension of cracks shows some predictability with an increasing of in-situ stress.When the homogeneity index of rocks (m) is either relatively high or low and lateral pressure coefficients (λ) is high, the number of regular shear slide cracks decreases and the probability of a rock burst also becomes lower.Our numerical simulation results show that the stability of surface rock and the natural bedding stratification of rock material greatly affect rock bursts.Installing bolts with due diligence and suitably can effectively prevent rock bursts.However, it is not effective to control rock bursts by releasing the strain energy with normal pre-boreholes.     

岩块卸荷效应与工程岩体质量评价

工程岩体质量评价是地下洞室工程选址、设计必须回答的主要工程地质问题,在许多常用的岩体质量评价方法中,岩体的完整性指数是一个重要评价指标,而由于岩芯卸荷效应和室内、原位波速测试的频率差异方面的原因导致岩体完整性指数不能够准确的表示岩体的完整程度,有时甚至会产生岩体完整性指数大于1的不合理的现象。论文针对以上问题开展岩块波速-应力关系相关的试验,研究岩块的波速一应力关系,提出岩块卸荷指标和频率修正系数2个因子对岩体完整性指数计算公式进行修正,进而对国标BQ岩体质量分级法进行改进。最后将改进的BQ岩体质量分级法在黄岛地下水封石油洞库工程中进行应用,评价结果表明场区绝大部分岩体质量都为Ⅰ级或Ⅱ级。