库水变动状况下危岩变形破坏机理分析

为了查明大山庙危岩体宏观变形破坏特征,掌握在库水波动作用下,危岩体内部岩体劣化程度及其强度变化状况,分析其变形破坏机理,对其失稳模式进行研判,在宏观调查的基础上,进行了现场声波测试,以及室内干湿循环状况下抗压强度和耐崩解性试验测试。结果表明：危岩体变形破坏特征主要为拉裂、剪切、坠落,干湿循环对危岩体有较明显的劣化作用,其完整性、强度和耐崩解性均存在明显降低趋势。大山庙危岩体变形破坏机理为在库水波动作用下产生的结构和材料连续累进性破坏过程,其最可能的失稳模式为剪切－滑移。     

贵州都匀地区黑色岩层边坡风化破坏机理研究

黑色岩层是具有特殊矿物(黄铁矿)的一套岩石,其风化破坏造成岩体整体结构强度降低,在黑色岩层分布地区,极易使边坡失稳.通过对贵州都匀地区黑色岩层的野外调查、岩样XRD衍射分析、水质调查,认为黑色岩层中含有硫化矿物,易被氧化形成酸性水,从而溶解、溶蚀矿物,扩大溶蚀腔,并使元素流失迁移,生成具有膨胀性的粘土矿物,最终导致岩体物理力学性质降低而发生风化性破坏;黑色岩层边坡中节理裂隙发育并具有富氧水作用下,酸性水沿节理裂隙拓宽岩体结构面,造成其结构空间损伤,从而形成岩体边坡风化破坏的发生;认为黑色岩层边坡风化破坏主要以岩石矿物蚀变作用、节理裂隙溶蚀扩张作用的方式.     

危岩主控结构面智能显现机理研究

危岩是典型的地质灾害类型之一,存在众多的结构面是其重要特征,灾害发生时,起主导作用的结构面只有一个,其它的结构面只是起到辅助作用。本文利用BP神经网络系统,在快速寻找危岩主控结构面方面做了一些尝试,首先将输入样本按照重要程度划分为四级,在实例的基础上选取了大量的训练样本后进行工程预测,结果表明,所建立的系统能够很好的揭示危岩主控结构面,在三峡库区的部分危岩工程治理中得到了成功应用,效果良好。结果对于危岩工程实践具有一定的参考和应用意义。     

危岩锚固机理的断裂力学分析

危岩主控结构面受荷断裂扩展是危岩失稳的根本原因。用锚杆加固危岩体在危岩治理中有着广泛应用,效果十分明显。从线弹性断裂力学角度考虑锚固力对危岩主控结构面的阻裂增韧作用,分析在拉剪综合应力作用下锚固力对减小主控裂隙面尖端相当应力强度因子的贡献,并讨论了锚杆水平角变化对相当应力强度因子的影响。以重庆万州太白岩危岩为例计算结果表明,锚固力的存在使得相当应力强度因子明显减小,并随着锚杆倾角的增大,其成抛物线变化,并在20°~30°时具有最优锚固效果。     

某变质岩区岩体风化深槽特征及其形成机理

同一部位同类岩体风化特征差异一般不悬殊,然而有些地区在合适的地质背景条件下,相同部位同类岩体局部会产生与周围差异悬殊的深风化现象.以某变质岩区岩体风化深槽为例,在论述风化深槽空间分布、风化状态、物质组成、物理力学性质等特征的基础上,分析其形成机理,简述其对拟建工程设计方案的影响并提出处理建议.     

陡崖上群发性危岩崩塌机理研究

运用能量守恒等基本原理量化各危岩块的相互作用,进而得到各危岩块的等效弯矩计算公式,于是可将复杂的群体危岩简化为单体危岩进行研究。运用断裂理学和损伤力学基本原理研究了危岩的崩塌机理,得到了危岩崩塌时间计算方法。根据陡崖上各危岩块的崩塌规律验证了危岩链式规律并为陡崖及其附近的地貌形成提供了理论依据。     

古代砖砌体风化性能分析及风化程度评定

自然界中气温、降水的长期作用导致古代砖砌体风化,风化损伤材料和砌体力学性能。实验采用大气环境实验舱实现自然风化作用人工模拟,根据不同饱水度和冻融次数,实验舱设定了7种非饱水冻融工况,对7种工况影响下的砖、灰浆、砌体抗压、砌体抗剪试件试件强度变化规律进行实验分析。实验表明,饱水度是反映材料冻融性能的重要指标;不同饱水度下的冻融试件强度呈现先升后降的趋势;试件在饱水度为53%的冻融作用下,砌体构件具有最佳抗力;提出古代砖砌体构件风化程度评定标准。实验对古砖砌体结构保护工作具有指导和应用价值,定期评定古塔砌体风化程度,时刻掌握古塔构件结构安全性能的变化规律,科学保护古塔。     

贵州泥堡金矿凝灰岩的风化机理

风化凝灰岩广泛存在,研究凝灰岩的风化机理可为涉凝灰岩的工程应用提供指导.本文采用XRF、XRD、SEM、分层EDS及化学方法,对比贵州泥堡金矿高低风化程度凝灰岩的物质及结构演变,研究了泥堡凝灰岩的风化机理,并模拟了部分风化过程.结果表明:(1)泥堡金矿凝灰岩含大量具有微片层结构的云母,其在风化过程中向粘土转化,粘土比例及粘土转化程度是凝灰岩最终强度的决定性因素.(2)黄铁矿的氧化作用是风化的重要成因.低价硫氧化生成硫酸及硫酸盐,硫酸的存在使得凝灰岩浸提液的pH值小于2而呈强酸性.对不同风化程度凝灰岩进行的氧化对比和模拟表明高低风化程度凝灰岩的氧化差异十分明显.(3)溶蚀是重要的风化成因.氧化生成的硫酸及硫酸盐在多水环境中对凝灰岩产生溶蚀作用.溶蚀孔SEM图像与Fe及S元素的分层EDS元素分布高度吻合、化学实验与微结构及物质分析结论一致,证实了氧化和溶蚀作用.凝灰岩风化是多水环境中粘土转化和氧化溶蚀综合作用下的物质和结构演变.     

岩石的风化损伤特征与缩小防护煤柱机理

以实验数据和缩小防护煤柱开采工程的现场测试资料为依据，分析了隐伏煤田基岩风化带的分布特点、岩石风化损伤的变异特征以及工程地质特性．重点论述了风化带内煤层开采的覆岩破坏移动演化特征；分析了以泥质岩类为主的风化带岩层受开采扰动的影响，得出了具有阻隔底含水下渗和抑制导水裂隙带继续发展的双重作用和煤岩柱厚度与风化程度是影响导水裂隙带发育高度的主导因素的结论；阐述了缩小防护煤柱开采的机理；提出了采空区滞后控水、煤水分流、加大开采高度，物探预测，地质弱面预先加固等一系列确保安全的技术措施．对类似矿井浅部资源的回收与安全开采具有重要的理论意义和应用价值．     

基于顶板风化程度及塑性破坏深度的围岩综合分类法

地下工程围岩分类是支护设计和施工的基础,国内外学者已提出了多种分类方法并取得满意成果,但诸如巷道上覆严重风化层等复杂地层的围岩分类,其研究成果还极为有限。以极限平衡区深入围岩深度为指标的分类方法为基础,首先考虑了矿山采动及煤岩体力学性质的影响,然后考虑了煤层顶板风化程度,最后得到最终塑性破坏区半径并进行分类。方法核心在于分析塑性破坏区和顶板严重风化区是否贯通,并根据贯通情况对塑性区半径进行修正。葛泉矿11912工作面回采巷道情况复杂、部分顶板严重风化,利用上述方法进行了巷道围岩分类,根据分类结果提出相应的支护对策并取得了良好支护效果。     

软岩的风化效应及其对巷道维护的影响

通过对夺岗化前后微结构、微孔隙及宏观裂隙和宏观物理力学参数的测试对比,系统地研究了软岩风化的微观和宏观效应,风化作用下软岩内部微结构与微孔隙的变化是导致软岩宏观裂隙增生与扩张及宏观物理力学性质变化的主要因素;是影响井下软岩巷道维护状况的主要因素之一。     

外伸梁轴承跨距与外伸量之比的选优

本文着重分析轴的材料确定以后,外伸梁轴承跨距与外伸量之比以及轴承刚度对外伸端变形的影响,并根据计算得出轴承跨距与外伸量之比的最佳范围。     

悬挑结构坍塌的原因及其对策

目前,在新建房屋及旧房改造中,有关悬挑结构倾覆、坍塌的事故时有发生,从悬挑结构坍塌实例来看,表现为三种形式:整体倾覆坍塌、沿悬臂梁根部的断塌及悬挑构件下砌体局部受压破坏.本文从设计、施工及使用角度系统地分析了悬挑结构坍塌事故发生的原因,如采用不正确的计算方法、模板支撑方案不当、施工超载、拆模过早、不正确地使用等,并对这些原因提出了切实可行的防治措施和处理方法.     

岩石破裂过程微裂纹演化规律有限元统计分析

为了系统完整地研究岩石破裂过程的微裂纹演化特征，运用数值分析方法RFPA^2D，对在单轴压缩条件下岩石整个破裂过程进行了数值模拟，直观再现了岩石的微裂纹演化行为．借助RFPA加对每加载步产生的破裂集团大小及数目进行统计的功能，对岩石的微裂纹演化规律作了定量化分析．结果表明：岩石破裂失稳具有前兆性，在接近自组织临界点之前，就出现了大的破裂集团（微裂纹）；岩石宏观破裂失稳后，单元破裂百分比（损伤程度）略有所增加，而总破裂集团数（总微裂纹数）却有所减少．     

石质古建筑风化深度确定方法

在古建筑石构件不同深度岩样化学成分和矿物成分测试的基础上,对根据不同深度岩样化学成分及矿物 成分的变化来确定风化深度的方法进行了深入研究。结果表明:由于岩石成岩之初其矿物成分和化学成分在不 同部位存在差异,风化后矿物成分和化学成分随深度的变化不具规律性,提出根据化学风化指数沿深度的变化 来确定石构件化学风化深度的方法。实践证明这一方法能较准确地获得石构件的化学风化深度。     

悬挑结构坍塌的原因及其对策

目前, 在新建房屋及旧房改造中, 有关悬挑结构倾覆、坍塌的事故时有发生, 从悬挑结构坍塌实例来看, 表现为三种形式： 整体倾覆坍塌、沿悬臂梁根部的断塌及悬挑构件下砌体局部受压破坏． 本文从设计、施工及使用角度系统地分析了悬挑结构坍塌事故发生的原因, 如采用不正确的计算方法、模板支撑方案不当、施工超载、拆模过早、不正确地使用等, 并对这些原因提出了切实可行的防治措施和处理方法．     

碎裂状顺层岩质边坡地震动力响应与破坏模式

川藏铁路沿线存在大量碎裂状顺层岩质边坡,与一般的边坡相比,碎裂状边坡在岩体强风化区域的结构面更多,把岩体切割的更为碎裂,导致整体的动力响应和破坏模式变得复杂。以川藏铁路拉月隧道进口边坡工程为依托,通过实地调研和参考工程地质资料,对结构面的分布规律进行了详细总结,并通过赤平极射投影对边坡的整体稳定性进行了分析。在此基础上利用离散元UDEC对碎裂状顺层岩质边坡的动力特性以及破坏模式展开研究,并探讨了节理参数对位移和加速度响应的敏感性规律。研究结果表明：(1)不同地震荷载作用下,坡面位移规律均呈现先增大再减小的规律,坡面位移响应最大处位于M4处。在输入地震波幅值相同时,Kobe波的坡面位移响应比EL波的剧烈；(2)边坡模型的PGA放大系数呈现明显的高程放大效应,地震波类型会影响PGA的响应规律；(3)FFT频谱分析表明,FFT幅值随着高程的增加呈先增大后减小再增大的规律,且强风化岩体区域的FFT幅值整体小于弱风化岩体区域。在地震波通过强弱风化交界位置的结构面时,会导致局部FFT幅值降低。(4)加载Kobe波时模型的FFT幅值比加载EL波时的大,在不同地震波作用下FFT幅值的最大位置均位于模型的M3测点处。(5)碎裂状边坡的失稳演化过程主要为：坡表震裂→形成落石→强风化岩体下部节理张开→弱风化岩体节理孕育→裂缝发展→强风化岩体区域形成贯通结构面→强风化岩体区域沿结构面下滑失稳破坏→坡脚形成堆积体。(6)节理参数敏感性分析表明,弱风化岩体区域的层理间距对位移的影响最为明显,而强风化节理间距对加速度放大影响最为明显。     

论沉积区岩体地应力分布

本文通过对地表沉积作用过程中岩体受力状态的力学分析,结合对沉积区岩体实测地应力范例的讨论,论述了沉积区岩体地应力分布的一般特性。     

Research on Mechanism of Rock Burst Generation and Development for High Stress Rock Tunnels

Through the investigation and analysis of high stress distribution in surrounding rock during the excavation of rock tunnels,the key factors to cause rock burst and the mechanism of rock burst generation and development are researched. The result shows that the scale and range of rock burst are related with elastic deformation energy storied in rock mass and the characteristics of unloading stress waves. The measures of preventing from rock burst for high stress rock tunnels are put forward.