裂隙岩体渗流场与应力场耦合研究进展与展望

在分析岩体多介质渗透特性的基础上，提出了岩体多介质渗透类型，综述了裂隙岩体渗流场与应力场耦合模型的研究进展，并提出耦合模型进一步研究的方向。     

裂隙岩体渗流场2损伤场耦合理论研究及工程应用

 博士学位论文摘要　以岩体结构控制论为基础, 把裂隙岩体看作由离散介质和拟连续介质岩体组成的复杂介质岩体。从理论分析和数值模拟两个方面, 对地下水的渗流场与裂隙岩体的损伤场之间的相互作用机理进行了深入系统的研究, 具体工作有以下几个方面:(1) 从地质学、岩体力学、统计学的角度出发, 定量化分析了岩体裂隙的几何特征和裂隙岩体渗透特性,为渗流场与损伤场的耦合研究奠定了基础。(2) 基于Betti 能量互易定理, 系统研究了应力场与渗流场共同作用下的岩体损伤演化机制, 建立了考虑渗透压力的三维含水裂隙岩体脆弹性和弹塑性断裂损伤本构模型和损伤演化方程。研究结果表明:渗透压力可显著提高裂隙尖端应力强度因子, 增加岩体的柔度, 降低岩体强度, 对裂隙岩体的力学特性具有明显的削弱作用。(3) 从岩体裂隙变形角度出发, 建立了三维应力作用下考虑渗流与变形耦合效应的单裂隙渗流物性方程, 从理论上推导了拟连续介质岩体渗透张量表达式。基于岩体裂隙的损伤变形, 提出了裂隙岩体渗透张量演化方程。(4) 以岩体结构力学为基础, 根据裂隙发育规模与工程尺度的关系, 建立了非稳态裂隙岩体渗流模型。该模型充分体现了主干裂隙在渗流中的强导水作用和网络状裂隙的贮水功能与渗流滞后效应。与以往研究成果相比, 克服了单纯离散介质渗流模型工作量大和拟连续介质渗流模型不能正确反映裂隙水力学特性的缺点。本文还对渗流分析中存在的若干问题进行了研究。(5) 针对岩土工程中大小裂隙共存的特点, 建立了包含离散介质和拟连续介质的裂隙岩体水力学模型,并自行开发了相应的有限元软件CPSS3D。(6) 将本文所建裂隙岩体水力学模型应用于某水利工程的高边坡开挖中, 计算结果表明, 该模型具有较好的实用性与可靠性。     

基于岩体地下流固耦合理论的研究

本文通过对渗流场、应力场与温度场三场耦合的研究得出三场耦合作用的"完全耦合"模式;通过对孔隙介质流固耦合研究得出在此种情况下应力与应变的关系;通过对裂隙岩体流固耦合研究得出了单一裂隙渗流与应力的关系;分析了裂隙岩体渗流与应力耦合的不同数学模型,得出各种数学模型的优缺点以及适用范围。     

裂隙岩体渗流场-损伤场耦合理论研究及工程应用

以岩体结构控制论为基础,把裂隙岩体看作由离散介质和拟连续介质岩体组成的复杂介质岩体。从理论分析和数值模拟两个方面,对地下水的渗流场与裂隙岩体的损伤场之间的相互作用机理进行了深入系统的研究,具体工作有以下几个方面 　　(1)从地质学、岩体力学、统计学的角度出发,定量化分析了岩体裂隙的几何特征和裂隙岩体渗透特性,为渗流场与损伤场的耦合研究奠定了基础。 　　(2)基于Betti能量互易定理,系统研究了应力场与渗流场共同作用下的岩体损伤演化机制,建立了考虑渗透压力的三维含水裂隙岩体脆弹性和弹塑性断裂损伤本构模型和损伤演化方程。研究结果表明渗透压力可显著提高裂隙尖端应力强度因子,增加岩体的柔度,降低岩体强度,对裂隙岩体的力学特性具有明显的削弱作用。 　　(3)从岩体裂隙变形角度出发,建立了三维应力作用下考虑渗流与变形耦合效应的单裂隙渗流物性方程,从理论上推导了拟连续介质岩体渗透张量表达式。基于岩体裂隙的损伤变形,提出了裂隙岩体渗透张量演化方程。 　　(4)以岩体结构力学为基础,根据裂隙发育规模与工程尺度的关系,建立了非稳态裂隙岩体渗流模型。该模型充分体现了主干裂隙在渗流中的强导水作用和网络状裂隙的贮水功能与渗流滞后效应。与以往研究成果相比,克服了单纯离散介质渗流模型工作量大和拟连续介质渗流模型不能正确反映裂隙水力学特性的缺点。本文还对渗流分析中存在的若干问题进行了研究。 　　(5)针对岩土工程中大小裂隙共存的特点,建立了包含离散介质和拟连续介质的裂隙岩体水力学模型,并自行开发了相应的有限元软件CPSS3D。 　　(6)将本文所建裂隙岩体水力学模型应用于某水利工程的高边坡开挖中,计算结果表明,该模型具有较好的实用性与可靠性。     

拱坝和坝肩岩体的力学和 渗流的耦合分析实例

以建筑在复杂岩基上的龙羊峡水电站重力拱坝和坝肩岩体的力学、渗流及其耦合分析为例，说明采用本文提出的导水断层和主干裂隙的离散介质和多组节理岩体的等效连续介质的混合模型求解复杂岩基的裂隙渗流场，采用等效连续介质模型和特殊的断层及软弱夹层的有限元相结合的方法求解复杂岩基的力学场，依据断层和多组节理岩体的等效渗透系数与复杂应变的耦合关系分析力学—渗流的耦合作用的模型、计算方法和程序是合理实用的     

岩土工程博士学位获得者简介

柴军瑞　男 ,196 8年生 ,1996年在西安理工大学获水工结构工程专业工学硕士学位 ,2 0 0 0年在西安理工大学获岩土工程专业工学博士学位。现为四川大学水电学院土木工程博士后流动站在站博士后 ,主要从事渗流分析与控制、岩体水力学方面的研究工作。导师 :仵彦卿 (西安理工大学 ;中科院寒区旱区环境与工程研究所 )。 博士论文“大坝及其周围地质体中渗流场与应力场耦合分析”。运用岩体力学、渗流力学和结构力学相结合 ,理论分析与工程应用相结合 ,大坝与周围地质体相结合的系统研究方法 ,以大坝及其周围有限的地质体为研究对象 ,以大坝及岩体的结构类型为基础 ,进行裂隙渗流力学基础研究 ,分析大坝-     

隧道裂隙岩体温度-渗流耦合数学模型研究

随着越来越多特长深埋隧道工程的修建,围岩体所赋存复杂地质环境（ 渗流场、温度场与应力场等） 之间的相互影响作用已不容忽视。通过隧道裂隙围岩体渗透性能与热物理性能的等效连续化处理,初步建立了围岩体温度场与渗流场耦合作用数学模型,并应用于秦岭隧道工程。     

岩体渗流场与应力场耦合分析的多重裂隙网络模型

 将岩体中的各种裂隙和孔隙按规模和渗透性分为四级处理, 即一级真实裂隙网络、二级随机裂隙网络、三级等效连续介质体系、四级连续介质体系。各级裂隙(孔隙) 都形成各自的裂隙网络, 以水量平衡原理建立各级裂隙网络之间的联系, 并考虑各级裂隙渗流与应力不同的相互作用关系, 建立起岩体渗流场与应力场耦合分析的多重裂隙网络模型, 并给出了工程应用实例。     

渗流场与应力场耦合环境下裂隙围岩型隧道涌水量预测的研究

 博士学位论文摘要　随着国民经济的飞速发展, 大量山区铁路越岭隧道的建设, 使得隧道修建及运营过程中涌水地质灾害成为勘测设计阶段需重点考虑的问题之一, 而尤以隧道可能涌水区段及涌水量大小的预测计算为这一问题关键之所在。针对隧道工程勘测设计、施工及运营中的这一实际需要, 根据隧道围岩介质的类型(主要为裂隙型和裂隙岩溶型) 及以往对该类问题研究工作的不足, 提出了地下水渗流场与应力场耦合环境下裂隙围岩型隧道涌水量预测研究命题。结合该研究命题, 作者展开了以下内容的研究工作:(1) 通过对隧道修建地区地质及水文地质条件的调研分析, 确定隧道可能穿越含水裂隙围岩介质的区段;(2) 应用数理统计学及随机模拟学方法, 对隧道含水裂隙围岩介质的结构特征进行量化分析, 确定其围岩结构类型, 为裂隙围岩介质水力学及力学性质的研究提供建模依据;(3) 以单条裂隙结构面中地下水渗流特性研究为基础, 提出了对裂隙围岩介质中地下水渗流场进行分析研究的三类数学模型(包括双重介质模型、等效连续介质模型和离散裂隙网络模型) , 并首次引入三维有限单元数值模拟方法对等效连续介质模型进行计算;(4) 以弹性力学理论为依据, 建立了隧道裂隙围岩介质所赋存地应力场环境的数学模型;(5) 考虑到研究中能真实反映隧道含水裂隙围岩介质发生涌水地质灾害的实际情况, 同时克服以往这一方面研究工作中的不足, 根据对隧道含水裂隙围岩介质中地下水渗流场与地应力场耦合作用的机理研究, 尝试性提出了双场耦合作用数学模型,与类似研究不同的是, 在模型中将地下水渗流作用力作为点集中荷载考虑;(6) 以双场耦合作用机理研究及耦合数学模型的求解为基础, 得出了渗流场与应力场耦合环境下裂隙围岩型隧道涌水量预测计算方法(解析法和水文地质数值模拟法) 。通过以上理论分析, 给出了渗流场与应力场耦合环境下裂隙围岩型隧道涌水量预测计算的研究工作程式。最后将此研究工作程式应用于目前在建的西(安) —(安) 康铁路秦岭特长隧道涌水量的预测计算中, 得到了较好的效果, 从而证明本论文的研究工作不是一次成功的尝试。     

低温冻融条件下岩体温度–渗流–应力–损伤(THMD)耦合模型研究及其在寒区隧道中的应用

 寒区隧道的围岩冻胀问题涉及到岩体温度场、渗流场、应力场以及冻融损伤相互作用的多场耦合问题。在THDM耦合机制分析基础上,基于连续介质力学、热力学、渗流力学、损伤力学以及分凝势理论,建立低温冻融条件下岩体THMD耦合模型。该模型不仅考虑体积应变对岩体温度场和渗流场的影响,温度梯度和渗透压力对岩体应力场的影响,还根据寒区工程实际,考虑冻胀压力和冻融循环对岩体劣化损伤的影响。数值仿真某寒区管道工程的冻胀过程,与现场的实测结果对比表明：该模型能很好地反映岩土体由于负温所产生的冻胀现象。在此基础上,分析极端气候条件下嘎隆拉隧道围岩冻胀力的变化规律,并对隧道在经历不同冻融循环次数后的变形和受力特征进行探讨。研究结果表明：极端气候条件下嘎隆拉隧道围岩的最大冻胀力达到1.6 MPa,冻融循环对隧道衬砌受力影响较大。     

AND SO ON,AND

…aporia is not something negative, not something which in fact paralyses us. but on the contrary it is an ordeal, a test, a crucial moment through which we have to go, even if we are stuck, we have to experience this moment of aporia in order to make a decision, in order to take responsibility, in order to have a future, and so on and so forth.¹     

高与低,快与慢,新与旧

城市美是城市规划的任务。本文讨论高低层建筑的部局 ,速度与视觉的关系以及集体记忆的形成     

岩爆及其判据和防治

 岩爆研究可以追溯到18世纪上半叶。迄今为止,虽然诸多科研成果已经问世,但岩爆仍然是一个世界性难题。作为一般性的论述,首先提供一些背景材料,涉及到国内外一些工程实例、研究方法等。然后,叙述国际范围内常用的一些岩爆判据和岩爆分级方法;论述岩爆的预测和预报;对岩爆防治,包括应力解除钻孔、注水湿化和锚固等方法进行综述。最后,对锦屏二级水电站辅助洞发生的岩爆实例进行重点介绍,并在综合已有资料的基础上对岩爆判据、分级及防治等提出意见和建议。     

滑坡分析及防治的研究现状及展望

总结了国内外滑坡研究的现状,分析了目前存在的主要问题,为进行滑坡形成机理、分析防治等研究提供了综合性的指导和建议。     

延续与开创:EMBT的前世今生

2012年6月21日,西班牙已故建筑师、EMBT建筑事务所创始人恩里克·米拉耶斯基金会于巴塞罗那成立。为庆祝该基金会的成立,同时也为纪念恩里克·米拉耶斯逝世十二周年(2012年7月3日),本刊特邀西班牙建筑师、米拉耶斯生前好友弗朗西斯科·佩纳先生为本刊EMBT专辑撰稿。此文原文为西班牙语,经本刊编辑部翻译成中文和英文。文中注释为本刊编译者加注。     

雅致而不失浪漫,朴实又透着天真——王小工作品评论

＂勒柯布西耶式的粗框眼镜,黑色的鸭舌小帽,谈起建筑时激情洋溢的神情和浑厚的音色……＂这是建筑师王小工在我脑海中最初的一些印象片段,后来有幸与王小工在一起共事,对他和他的建筑作品便也有了进一步解读的机缘。     

能耗、生物气候建筑与建筑师

在生态设计的时代 ,建筑师如何考虑能耗问题至关重要。在此 ,讨论了建筑能耗 ,建筑设计中的能耗与生态环境之间的关系 ,以及如何提高建筑能效。生物气候建筑是追求舒适、健康、高效率、低能耗的绿色建筑 ,是通向可持续的未来建筑。     

关于目前招投标中存在的问题及对策

目前在招投标活动中,业主单位常采取一系列手段保护自身利益,违规操作,明招暗定,搞虚假招标。投标单位为了竞争取胜,也采取了一些违规行为,扰乱建筑市场秩序。有些地方监督部门不严格监督招投标各方的行为。文章分析问题产生的原因及带来的危害性,提出了相应的对策,力求引起社会各界的高度重视,不断改进和完善我国招投标管理制度。     

管治及城市与区域管治——一种新制度性规划理念

管治 (Governance)作为一种在政府与市场之间进行权利平衡再分配的制度性理念 ,已经愈来愈成为全球性的共同课题 ,并迅速渗透到城市与区域规划的具体行动中来。文章探究了管治概念的由来与本质 ,分析了管治理念在城市与区域规划中的体现 ,也客观评价了其局限性 ,为我国相应的研究与实践提供了先期借鉴     

中小学楼梯事故分析与防治

近几年，在全国发生的中小学生拥挤踩踏事故中，83％发生在楼梯间，事故多是由楼梯问内学生拥挤导致栏杆倒塌引起的，故楼梯栏杆设计时不能仅在建筑设计中做构造处理，更应对其进行受力分析和强度、刚度验算。