基于岩体波速的Hoek-Brown模型GSI指标确定方法

常规的Hoek-Brown模型中地质强度指标GSI采用野外判别方法确定,但该方法受工程师经验影响较大。本文利用岩体波速、GSI与模量的关系,提出了一种采用岩体波速确定Hoek-Brown模型中GSI指标的定量计算方法,并提出了综合施工扰动影响的广义GSI指标。通过与常规方法对比,以及对长沙某项目的岩基载荷试验预测,验证了本文方法的可行性,对Hoek-Brown模型在工程中的广泛应用具有重要意义。     

基于波速特征的路堑边坡岩体强度参数研究

岩体强度是岩体工程设计中一项重要参数.传统现场原位测试方法不但耗时长、代价高,且代表性较差,公路、铁路系统不可能大量开展,目前,基于反映岩体质量的波速特征指标间接获取岩体强度参数是一个重要途径.在阐述影响岩体强度参数的基本因素之后,分析了岩体波速特征指标（纵波波速、完整性系数）与岩体质量分级的关系,最后基于大量硬质岩类的实测数据建立起岩体完整性系数与岩体强度参数间的经验定量关系,并最终得到实例检验.     

基于纵波波速的边坡岩体变形模量参数研究

岩体变形模量是岩体工程设计中一项非常重要的参数。传统现场原位测试方法不但耗时长、代价高,且代表性较差,往往不可能大量开展。在详细阐述基于纵波波速评价岩体变形特性可行性的基础上,分析国内外岩体质量分级、各级岩体变形模量与纵波波速的对应关系,最后基于大量硬质岩体原位变形试验与相应纵波波速测试资料,建立起具有良好实用价值的岩体变形模量与纵波波速间经验定量关系,并得到实例检验。     

基于岩体波速的Hoek-Brown准则预测岩体力学参数方法及工程应用

 根据建立的由岩体波速估算地质强度指标GSI和岩体扰动参数D的计算公式,引入Hoek-Brown准则,给出岩体波速预测岩体力学参数方法(简称岩体波速法)。以中缅油气管道(国内段)澜沧江跨域工程边坡岩体力学参数研究为例,并以室内岩石物理力学参数和场区声波测试数据为基础,采用岩体波速法和E. Hoek建议法预测场区的岩体力学参数。结果表明：岩体波速法和E. Hoek建议法所得的结果平均相对误差均较小,两者基本等效,数值模拟结果更进一步验证了工程应用效果的合理性。该方法在试验资料不足的情况下,能为岩体力学参数的快速评价提供一条新途径。     

基于纵波波速的块状岩体GSI系统

 为减少目前GSI系统对现场地质观察的依赖程度,降低其应用难度,且使其能更加准确地反映一定深度范围内的岩体特性,根据现有研究成果与GSI系统输入参数的定性、定量对应关系,建立基于纵波波速的GSI系统,据此获得大岗山坝区岩体的GSI,通过对比分析此结果与经验公式的结果及基于GSI的岩体变形模量的预测值与实测值的分布规律及其相关性,探讨了将岩体完整系数和岩石风化程度系数作为GSI系统输入参数的可行性。结果表明：基于岩体完整系数和岩石风化程度系数的GSI系统基本可行;风化程度输入参数采用风化岩石与未风化岩石的波速比平方较为合理;岩体完整系数和岩石风化程度系数丰富了GSI系统的输入参数。     

大柳树坝址松动岩体波速特征研究

一般大型工程均首先考虑避开强震区，因而对强震区内岩体破坏的研究较少。大柳树坝址位于VⅢ级潜在震源区，岩体受到多次历史地震的破坏，其特征与一般岩体有明显区别，为松动岩体。岩体弹性波速度是组成岩体的岩石性质、岩体结构、赋存环境的综合反映。针对大柳树坝址进行了大量的现场波速测试，其中涮壁波速测试261段，洞间穿透波速65个扇面，CT穿透波速6个剖面。与其他坝址对比发现，大柳树坝址岩体波速明显偏低，整体上与其他坝址风化带或断层带波速相当，而且其洞壁波速、洞间岩体穿透波速、洞间岩体CT穿透波速均无明显差别，这是松动岩体波速特有的特征。通过岩体弹性波速与岩体基本质量评分BQ的比较发现，二者有良好的线性关系，波速反映了测试范围内的岩体质量。     

岩体结构三维可视化及其工程应用研究

根据结构面工程地质信息采集的内容和特点 ,提出了岩体结构三维可视化技术 ,研制开发了岩体结构三维可视化模型及构图系统 ,并将该系统成功地应用于某大型水电工程的岩体结构研究中。     

某水电站坝基岩体变形模量与波速相关性研究

坝基岩体开挖过程中，需要快速简便的测试方法测得岩体的变形模量和波速，以满足建基岩体验收的需要。在构皮滩水电站坝基开挖工程中，开展了钻孔变形和声波测试，得到建基岩体的变形模量值和声波波速值，建立了二者之间的相关关系．后者已全面应用于大坝建基岩体的验收工作，并证明是可行的有效方法。基岩固结灌浆后只需快速测得岩体的声波波速，就可根据钻孔变形模量与声波波速之间的相关关系，很方便地计算岩体变形模量，为坝基的快速验收提供依据。     

对岩体完整性指数计算中岩块波速的几点思考

对岩体完整性指数计算公式中的岩块压缩波速的测试和代表值进行探讨后认为:岩体完整性指数计算的岩体和岩块应针对同岩性的同岩组单元;工程中必须通过数理统计方法寻找岩块波速的代表值才有实际工程意义,把岩块波速最大值当成新鲜完整岩石的压缩波速值是不合理的;选取算术平均值、最大平均值、最小平均值、众值、中值及标准值之一作为岩块波速代表值时,应根据测试数据的频率分布特征进行具体分析才更加合理可靠。     

岩体结构三维构模技术及其可视化系统研制

根据岩体的构造特征 ,将岩体内部划分成两大类四种基本类型的构造单元 ,即连续型非褶皱岩体、断裂型非褶皱岩体、褶皱型岩体、侵入型岩体 ,并建立相应的空间数据模型。利用柱体构模、表面构模、单轮廓断面构模、多轮廓断面构模技术分别进行这四种类型岩体的三维构模。在此基础上 ,开发岩体结构三维可视化构模系统。     

基于MATLAB的岩石隧道掘进机可视化模拟

本文对隧道掘进机的不同类型进行了模拟建模程序编写,建立了隧道掘进机对开挖面岩体的作用力的分析方法,以及探讨了在原有块体理论程序应用平台BLKLAB中实现隧道掘进机存在情况下进行开挖面块体稳定性可视化分析的可行性。本研究为隧道掘进机对开挖面岩体作用力与扭矩简化分析及编程应用提供了新的思路,并为隧道掘进机可视化实现提供了编程可行性的例证。最后,对在开挖面块体稳定性可视化分析的时如何考虑隧道掘进机进行了讨论,为原有程序平台的拓展奠定了基础。     

运用TSP-203plus波速探析围岩类别存在的问题及解决方法

从工程试验数据中发现,利用TSP-203plus波速直接判断围岩类别偏差大的问题,并从理论上进行了分析,最后总结出利用TSP-203plus波速判断围岩类别的方法.     

在围压下岩石弹性波速的研究

本文介绍在单轴和三轴压缩下岩石的纵波波速、横波波速、动弹性模量、动剪切模量和动泊松比及强度等物理力学参数的变化规律及其与力学特性的关系,同时综述一定围压下温度对岩石弹性波速的影响。     

乌东德坝基岩体变形模量与波速相关性及应用

坝基岩体变形模量是拱坝设计最重要的参数之一,实际中由于受到资金、时间、尺寸效应等限制,承压板试验不可能大量开展,工程常采用岩体变形模量与波速之间的相关关系来估算坝基岩体变形模量以评价其工程地质特性是否满足建坝要求。在乌东德水电站坝基边坡开挖工程中,开展了钻孔变形模量和声波测试。乌东德坝基为典型层状岩体,左岸坝基及河床岩体测试孔方向与层面走向近平行,右岸坝基岩体测试方向与层面近垂直,分析表明坝基岩体中有明显充填特征层面对岩体变形模量值和声波值具有不对称影响。结合测试钻孔高清电视选择合理数据,建立了坝基岩体变形模量与单孔声波二者之间的相关关系。通过与坝基岩体的承压板试验成果对比验证,所建立的相关关系是符合实际地质条件的。将该方法应用于大坝坝基深部岩体变形参数估算及坝基表层松弛岩体灌浆处理效果评价工作中,证明是可行的有效方法。本文的研究成果为坝基岩体变形特征的评价提供科学依据,对高拱坝坝基工程勘测设计具有重要的理论和实践意义。     

基于Cosserat理论的柱状节理岩体本构模型

柱状节理岩体复杂的各向异性对相关工程设计及施工提出了挑战,准确掌握其各向异性力学参数对降低工程风险十分重要。基于Cosserat理论和Goodman当量叠加原理,首先建立了四棱柱、五棱柱、六棱柱柱状节理岩体二维本构模型。通过引入应力集中系数,将本构关系扩展至三维空间。针对白鹤滩水电站柱状节理岩体,采用3种模型分别计算了工程常数取值,并分析了3种模型计算结果与工程经验取值差异,比较了3种模型各向异性特征。结果表明,3种模型计算值与经验公式估算结果及现场原位承压板试验结果相近,四棱柱、五棱柱、六棱柱柱状节理岩体模型的弹性参数变化曲线分别反映出各模型正交各向异性、准横观各向同性、横观各向同性的各向异性特征。     

基于岩体结构面影像的窗口调查方法

岩体结构面信息直观、量化的描述一直是岩体力学和工程地质领域发展的一个重要方向.由于现场调查容易受到环境因素的干扰,加之现场量测经验的不同,往往导致结构面调查结果不尽相同.本文以传统人工调查方法为基础,结合数字近景摄影测量技术,基于数字图像处理理论及空间摄影测量理论,针对裂隙图像的特点,按现场控制—数字摄影一坐标解译—产...     

软岩隧道中锚杆与岩体的相互作用模型研究

采用改进的剪应力滞后模型,对软岩隧道中锚杆的作用机理提出了一种分析方法,根据应力-应变关系分析锚杆和岩体之间的联合作用机理.应用于工程实例,根据现场监测数据及数值模拟分析,验证通过该模型计算所得的轴向应力的正确性,并确定不同锚杆长度的中性点位置,验证了软岩锚固中性点的存在,指出软岩隧道锚杆支护设计中应注意锚杆与岩体的相互作用.     

基于非线性灰色归类模型的岩爆预测方法

根据岩爆的非线性特征,选取岩爆的主控因子,建立岩爆预测的非线性灰色归类模型,把该模型应用于实例当中,并将分析结果与实际情况进行对比,结果表明,该模实用性强,具有良好的应用前景。     

基于组合赋权和灰色TOPSIS方法的岩体质量评价

目前各种岩体质量评价方法考虑的因素及其评分标准不统一,导致岩体质量评价存在一定的局限性。通过采用灰色系统理论改进传统TOPSIS法在多指标综合评价中的不足,提出一种基于组合赋权和灰色逼近理想解排序(TOPSIS)的岩体质量评价方法。根据岩石性质选取8项评价指标,建立了符合工程实际的评价指标体系,并依据信息熵原理对各项评价指标进行主客观组合赋权,克服了传统单一赋权方法的缺陷,保证了指标权重的客观性。最后探讨了提出方法在水布垭地下厂房围岩质量评价中的应用。结果表明:本文提出方法相比于可拓物元法、模糊可变集法和分形插值评价方法,评价结果是准确可靠的,操作简单,计算精度高,较好解决了岩体工程中的实际问题,亦可推广应用于其他水利工程的评价中。