清江水布垭枢纽地下厂房岩石力学研究

水布垭地下厂房岩石力学问题主要表现为复杂的岩体结构及软岩对洞室围岩的控制作用。针对水布垭地下厂房岩石力学问题开展了系统的岩石力学研究,包括地应力分布特征、岩石力学特性、工程岩体分级、岩体稳定与支护数值模拟、洞室围岩变形破坏特征、超载安全度以及洞室围岩开挖与支护措施等。结果表明：水布垭地下厂房洞室开挖在技术上是可行的;所采用的软岩处理、洞室围岩喷锚支护以及尾水管槽间留隔墩并加锚桩的综合处理措施是合理的,作用效果明显。并综述了主要相关内容的研究成果。     

软岩工程特性及其边坡处理措施研究

正通过现场钻探取样、工程物探等手段,对软岩高边坡的工程地质结构、物理力学特性进行了试验研究。通过干-湿循环试验分析了软岩空隙特征及其对软岩力学性质劣化规律的影响。对软岩岩体完整性和岩体质量进行了分析,研究了软岩边坡的破坏模式和稳定性问题,结合数值分析方法研究了岩体结构控制下软岩边坡的破坏特征,为软岩边坡的开挖和支护方案设计提供了依据。     

水布垭地下厂房软岩置换数值模拟研究

清江水布垭水电站地下厂房洞室群布置于断层F2、F3所夹的三角地带，地质结构具有上硬下软的特征，地下开挖主要在软岩层中进行，为了研究地下厂房软岩置换的置换效果，应用非线性有限元计算程序对地下厂房开挖效果进行数值模拟分析，研究了洞室围岩开挖后力学状态的改变及洞室岩体的稳定性，并考虑了各种分步开挖工况，研究了厂房软岩处理方案的合理性，根据计算成果分析，软岩置换后，置换区域的应力、应变在安全范围内，软岩置换对于保护岩体，减小岩体变形有积极的作用。     

基于关键块体理论的岩体稳定性分析方法及其在三峡工程中的应用

针对三峡工程船闸边坡、地下厂房等岩石工程建设中面临的复杂岩体结构块体稳定性问题,阐述了引进岩体关键块体理论解决工程实际问题的关键技术及过程。以关键块体理论为基础,提出任意形状块体的体积计算、凹形块体几何构型以及考虑一般水压模式条件下的块体水载荷计算等一系列方法,实现了复杂岩体地质结构面切割条件下的关键块体识别及多种载荷组合下的关键块体稳定性评价,并应用于三峡船闸边坡及三峡地下厂房等多个工程部位岩体稳定性分析与支护评价。三峡船闸边坡施工期数百个块体几何构型及稳定性分析结果表明关键块体稳定性分析结论与现场实际块体出露特征和稳定状态总体相符。所提出的基于关键块体理论的岩体稳定性分析方法具有较好的针对性和实用性,可为其他工程岩体稳定性分析提供理论依据。     

猴桥水电站工程地质条件研究

文章简要介绍了猴桥水电站枢纽区的工程地质条件，针对坝基及开挖边坡的稳定性进行了分析评价。提出了坝基岩体质量及围岩稳定分类方法，对混凝土重力坝岩体及厂房岩(土)体的物理力学参数选取作了简要介绍。     

水布垭水电站地下厂房软岩处理及支护设计

水布垭水电站地下厂房围岩主要由软岩组成,性状差、抗剪强度低,因而在地下厂房开挖过程中对软岩的处理及支护设计尤为重要.阐述了水布垭水电站地下厂房围岩软岩处理及支护设计方案,重点介绍了减小厂房围岩变形的工程技术措施以及地下厂房的支护设计.安全监测资料和有限元数值分析成果表明,地下厂房围岩的支护参数是合适的,软岩处理是成功的,保证了地下厂房围岩的稳定.     

水布垭水电站地下厂房软岩置换简介

由于地形条件的限制 ,国内外已有不少水电站采用地下式厂房。当地质条件较差时 ,如何处理局部软岩 ,保证厂房洞室稳定至关重要 ,软岩置换是处理局部软岩的方法之一。水布垭水电站地下厂房周边吊车梁附近的软岩就是采用置换方法处理的。从置换方案的确定、围岩稳定性分析、置换体施工、监测等方面对水布垭地下厂房软岩置换处理进行了简要介绍     

软岩剪切流变仪

一、前言软岩的流变性是岩石力学的重要研究课题之一.它对坝基、边坡和地下洞室的岩体稳定性都具有重要意义.多年来,在岩石流变学方面进行了大量研究,引起了广泛的兴趣. 由于生产发展今后将会有更多的工程要建在软岩上,如我国的葛洲坝工程就是在软岩上兴建的.所谓软岩,这里指的是广义的,即除了一般强度较低的岩石之外,还包括软弱夹层、互层以及因断裂发育,风化侵     

大型水电工程建设岩石力学工程实践

中国三峡工程以及金沙江下游4座梯级水电站工程规模巨大,地质条件复杂,在建设过程中遇到了诸多岩石力学难题。结合这5座大型水电工程建设的岩石力学工程实践经验,对高边坡与滑坡岩体工程问题、坝基坝肩岩体工程问题、地下洞室群岩体工程问题、高地应力与高地震烈度问题的处理措施进行了回顾,介绍了三峡船闸高边坡、溪洛渡高边坡以及乌东德高位自然边坡的稳定技术,三峡大坝和溪洛渡拱坝建基岩体抗滑稳定技术,三峡枢纽地下厂房和向家坝水电站地下厂房的围岩稳定技术以及巨型滑坡综合治理等关键技术。在此基础上提出了大型水电工程岩石力学研究工作的通用技术路线:重视勘探与工程地质力学模型分析,合理界定岩体的介质模型及等效连续参数,并以地应力作为初始分析条件,采用适宜的连续或非连续介质力学分析方法进行岩体稳定分析,从而确定岩体加固方案,实施监测并实现反馈设计。     

西部建设中的软岩工程问题

软岩是一种特定环境下的、具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质,给地下工程建设带来若干岩石力学问题,尤其是大中型水电工程建设中的高应力软岩尤甚。在西部、特别是西南地区大中型水电站中,地下洞室遇到的高应力软岩则是最为突出的问题之一,它的存在使本身完整坚硬的岩石呈现出工程软岩的特性。重点介绍了二滩水电站地下厂房开挖建设巾出现的高应力软岩问题、处理措施、效果及建议,同时提出了溪洛渡、锦屏一级水电站地下洞室开挖中可能出现的软岩工程问题。     

岩体原位试验新技术在水电工程中的初步应用

我国西部地区大型水电工程岩体多处于复杂的地质环境,在高应力和强卸荷作用下表现出现有理论不能解释的新问题.为了研究西部大型水电工程中复杂岩体与高地应力引起的岩体变形破坏机理、岩体松弛特征、岩体流变特性以及破坏时效特性等复杂岩石力学与工程问题,专门研发和引进了几种新的岩体原位试验技术.简要介绍了现场岩体柔性承压板法流变试验...     

浅论利用波速测试成果综合选取坝基岩体承载力问题

在选取坝基岩体承载力中, 若岩石室内试验结果明显不合理且极大地影响坝基岩石力学及强度参数的正确选择时, 应利用钻孔及平硐声波测试结果, 与室内岩块及现场岩体试验成果相互映证、分析, 以取得符合实际地质情况的地质参数建议值。本文以某水电站坝基P1q m厚层灰岩的承载力选取问题为例介绍此方法。     

山渣料工程性质的研究

基于山渣料具有强度特性、变形特性、风化程度等变异性大的特点,公路建设中对其工程特性缺乏系统地认识。针对西汉高速公路山渣料应用现状,取样进行了室内击实、压缩、浸水破碎试验及现场试验检测研究。结果表明,山渣料最大干密度、压缩模量与粗粒含量有关,粗粒含量小于一定值时,最大干密度、压缩模量随着粗粒含量的增加而增加。山渣料水稳性较好,现场压实施工时松铺厚度以不超过40 cm为宜。     

岩石初始损伤及其对单轴抗压强度的影响研究

为获取岩土初始受损程度对岩石力学性质的影响,采用CT扫描技术对软岩(黏土岩)和硬岩(大理岩)的初始受损程度及其对单轴抗压强度的影响进行了研究。软岩受损是通过不同的保护条件使岩石受到损伤,硬岩受损是通过取样方式的不同致使岩样受损。CT扫描试验研究表明混凝土保护条件下受损软岩岩样的CT平均数最高,天然敞露条件下的次之,干湿循环条件下的最低,CT平均数高的对应的岩石单轴抗压强度就越高,CT平均数低的对应岩石单轴抗压强度也越低,受损程度不同的软岩CT平均数呈现一定的规律性。采用无损取样的硬岩岩样初始损伤的程度明显比常规取样的硬岩岩样初始损伤程度低。硬岩岩石的初始受损程度影响其抗压强度,无损取样的大理岩CT数和单轴抗压强度值均高于常规取样的大理岩的CT数和单轴抗压强度值。     

岩体工程力学参数取值方法研究Ⅱ：数值仿真试验

针对复杂节理岩体力学参数确定的瓶颈难题,对复杂节理岩体数值仿真试验开展了深入系统的研究,提出了基于岩体结构面网络计算机模拟的岩体结构定量化表征方法,以及基于拓扑矩阵表达和虚拟节理处理的数值试样快速生成技术,通过在数值流形法中引入断裂力学理论建立了复杂节理岩体受力、变形、破坏、扩展直至贯通的全过程模拟方法,在此基础上构建了节理岩体数值仿真试验平台,为通过仿真试验确定节理岩体的工程力学参数提供了一条新的途径。     

岩体力学试验新技术在三峡工程中的应用

结合三峡工程岩体本构模型、拉剪应力状态下岩体强度性质、裂隙岩体开裂机理、边坡岩体卸荷带范围划分以及长期变形稳定分析等复杂岩体力学问题的研究,总结了岩石应力应变关系全过程测试、岩体"拉剪"试验、岩石断裂韧度测试、岩体声波测试及现场岩体蠕变等试验新技术在三峡工程中的应用。     

岩体工程力学参数取值方法研究Ⅰ:原位试验与定量类比

针对合理确定岩体工程力学参数的难题，在原位试验技术、定量类比方法和数值仿真试验等方面开展了系统研究，形成了包含“一设备、一库、一平台”综合确定岩体工程力学参数的方法体系。本文研发了适用于常规地质钻探的岩体质量随钻测试和岩体力学参数原位试验设备，建立了依据随钻实测参数评价岩体质量的方法以及岩体强度、耐磨性指标与随钻参数的定量关系，提出了通过孔内弹模剪切试验快速获取不同岩层岩体抗剪强度和弹性模量的技术和方法；同时，构建了包含81个工程681组不同类型岩体抗剪强度试验资料数据库，深入研究了不同类型岩体抗剪强度参数的统计特性，提出了基于Bayes方法和可靠度理论，利用大样本数据库资料和少量具体工程试验成果来确定岩体参数的定量类比方法。     

无粘性土石混合料K-G模型参数研究

结合西部交通建设科技项目和某高速公路工程建设,对广泛分布于西南地区的中生界红色碎屑岩形成的无粘性土石混合料,按平均应力P等于常数的特殊应力路径进行了大型三轴试验,并按修正的Naylor K-G模型的方法求解了这类土石混合料的K-G模型参数。     

计算机在线测试系统及其在岩石强度试验中的应用

针对当前岩土工程试验中采用人工读数测试存在的慢速度,低效率问题,设计开发了一种计算机在线动态测试系统。该文从在线动态测试系统原理及硬件构成、软件组成及功能方面详细介绍了计算机动态测试系统研发思路。并采用开发的岩土工程测试系统,对云锡松树脚锡矿矿岩试件进行了不同荷载条件下的强度-变形试验。试验表明,采用该系统,测试频率达到每秒30条数据记录,测试数据完整反映了岩石破坏过程中的应力变化。计算机在线测试系统方便、快捷、准确、反映了被测对象的特性,实现了多点在线实时追踪数据变化的动态不间断测试。     

现场岩石抗剪（断）试验应力与应变关系分析

通过对白石、玉石水库坝址区现场岩石抗剪（断）试验资料的分析，在石英岩基试验的基础上建立了应力～应变双曲线数学模型，详尽分析了岩石抗剪的有关力学参数，为该水库的设计提供了重要的理论依据。