软弱夹层厚度的力学效应

<正> 软弱夹层厚度的力学效应,是研究软弱结构面力学性质的重要问题之一。在自然界经常遇到一些厚度较大分布稳定的软弱夹层,但也常见到一些厚度很薄,甚至在剖面上呈线状分布的泥质或砂泥质充填物。软弱夹层厚度的这种变化,对岩体变形和抗剪强度有何影响,在理论和实践上都具有很重要的意义。     

大型岩洞的溃屈破坏

在软硬相间的层状岩体中,经常发生岩体弯曲变形和溃屈破坏现象。这种层状岩体的特点是层间错动极发育,层间剪切带的力学强度异常低。这种由软弱结构面分割构成的板状结构岩体,被笔者命名为“板裂结构岩体”。板裂结构岩体在自然界中存在相当普遍。研究表明,在这种岩体的之形分析中,必须考虑其结构效应。本文专门研究了在板裂结构岩体中开挖大型洞室时其边墙围岩变形的破坏规律。文中不仅讨论了这种围岩的破坏机制,还给出了相应的力学分析方法。由于初期围岩应力的扰动,造成这种结构岩体板裂化。因此,它的力学作用规律遵循结构变形和梁板失稳的力学规律。笔者用结构力学的理论方法对这类问题作了解释,得到了比较好的效果。     

规则锯齿型软弱结构面剪切特性的数值分析

为了探讨规则锯齿型软弱结构面的剪切特性,利用FLAC3D建立岩体软弱结构面的三维计算模型,分析结构面的剪切强度和变形特征.结果表明：剪切应力和剪切位移的关系从初期的线性特征转变为非线性特征;软弱结构面和岩体的耦合作用导致结构面的等效粘结力和等效内摩擦角均小于二者的平均值;迎剪切方向的结构面主要发生剪切破坏,而沿剪切方向的结构面主要发生拉伸破坏.结构面的剪切强度与剪切速率成线性关系;随着结构面厚度的增加,试样的剪切强度逐渐减小.研究得到的结果可为理论分析和工程实践提供参考.     

岩体断裂的等间距分布规律初探

地质作用中一个重要的现象，是破裂面的等距性。根据岩体的这一性质可以籍以作为研究岩体结构及岩体力学模型的重要依据。它可以帮助判断和指导隐伏的结构面以及各结构面的力学特性。本文分析，总结了一些地区岩体断裂的等间距分布现象和规律，并简略介绍了其力学成因机制。     

模型材料锚喷加固实验研究

对含不同夹角软弱结构面的模型材料在不同方位锚杆的作用下和喷射混凝土的作用下的实验研究，探讨了锚喷加固含软弱结构面岩体的机理。本文的实验结果对指导锚喷支护设计有一定的应用价值。     

高拱坝坝基固结灌浆效果综合检测分析

锦屏一级水电站大坝为混凝土双曲拱坝,最大坝高305m,为世界目前第一高拱坝。坝基开挖揭露及检测成果表明,建基岩体中分布有一定规模、性状很差的软弱结构带,且表面岩体卸荷松弛明显。为提高坝基软弱结构带的密实度及岩体变形模量,满足坝基变形稳定,以及弥补高应力区开挖卸荷引起的地应力释放造成的建基面岩体的松动、松弛和浅表层由于爆破震动对岩体造成的损伤等问题,需对建基面进行全面积的固结灌浆。综合检测目的是检测坝基固结灌浆质量,评价固结灌浆效果,复核灌后岩体是否达到设计的各种物理力学指标等。     

尺寸效应对结构面抗剪强度影响研究

岩体中存在的结构面对岩体的物理力学性质有着重要的影响,而尺寸效应是结构面的物理力学性质的重要影响因素。为研究尺寸效应对岩体结构面强度与变形的影响,对岩芯岩样进行扫描,根据数据建立模型,对不同尺寸岩样进行直剪试验的数值模拟,同时进行法向应力下的直剪试验,对结构面在剪切应力作用下的抗剪强度曲线以及不同尺寸结构面的剪切特性进行深入研究,得出结构面抗剪强度与结构面尺寸之间的关系,并建立抗剪强度经验公式。结果表明:随着结构面尺寸的增大,结构面抗剪强度也随之增大,当达到一定尺寸后,抗剪强度开始稳定,定义此临界尺寸为表征单元面,在确定结构面抗剪强度时,结构面尺寸不得低于表征单元面面积, 本文中岩样表征单元面面积为0.384 8 m2。       

受酸腐蚀岩体强度分布特征研究

岩体是一种非均质的地质体,其所包含的节理、裂隙等软弱结构面具有较大的随机性,受酸腐蚀岩体的力学参数也表现出较大的离散性.通过研究酸蚀岩体强度试验数据的概率分布特征,论证了酸蚀岩体强度整体概率分布符合二参数weibull函数,并提出用weibull形状参数反映酸蚀岩体的非均匀程度的方法;探讨酸蚀岩体强度试验数据的空间分布特征,绘制了酸蚀岩体的强度平面等值线图,预测了高腐蚀岩体的位置和强度分区边界等工程信息,为岩体软弱结构面的确定提供依据.     

Boussinesq解及Mindlin解在预应力锚固中的简化应用

在三维有限元计算证明的基础上,本文将Boussinesq解及Mindlin解进行简化,并应用于含软弱结构面的岩体预应力加固中,从而提出预应力锚索加固岩体软弱结构面时,锚孔深度、锚孔间距的计算公式,为工程设计提供理论依据。     

Boussinesq解及Mindlin解在预应力锚固岩体中的应用

在三维有限元计算证明的基础上,本文将Boussinesq解及Mindlin解进行简化,并应用于含软弱结构面的岩体的预应力加固中,从而提出预应力锚索加固岩体软弱结构面时,锚孔深度、锚孔间距的计算公式,为工程设计提供理论依据。     

岩石软弱面产状对井壁稳定性的影响

在连续介质力学井壁稳定性分析的基础上,采用简化的岩石软弱面地质模型和力学模型,计算分析了岩石软弱面倾角和倾斜方位角改变对直井,斜井井壁稳定性的影响。结果表明：相同作用条件下,岩石软弱面的稳定性明显低于基质岩块的稳定性,当井周围存在裂缝或节理等软弱面时,井壁的稳定性将受到软弱面的影响而明显降低;斜井条件下,井壁失 的位置和失稳的程度与软弱面的产状密切相关;直井条件下,井壁垮塌的方位将可能偏离原地最小水平主应力的方位,而主要取决于岩石软弱面的倾角和倾斜方位角。     

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.     

膨胀土工程性质的研究现状与展望

对膨胀土的成分与结构、膨胀机理、判别分类、膨胀土改良处理、强度特性和变形特性等的研究历史与现状进行了回顾与分析。对未来膨胀土工程性质研究的主要问题进行了展望 ,认为今后研究的主要方向是膨胀土矿物成分及化学成分与其强度和变形关系的研究 ;裂隙组和软弱结构面的空间分布规律及形成机理研究 ;结构面充填物性质及其力学效应研究 ;膨胀土的微结构及其与强度和变形关系的研究 ;非饱和土理论中关于荷载 -含水量 -吸力关系的研究 ;膨胀土工程处理技术研究等     

膨胀土工程性质的研究现状与展望

对膨胀土的成分与结构、膨胀机理、判别分类、膨胀土改良处理、强度特性和变形特性等的研究历史与现状进行了回顾与分析。对未来膨胀土工程性质研究的主要问题进行了展望，认为今后研究的主要方向是膨胀土矿物成分及化学成分与其强度和变形关系的研究；裂隙组和软弱结构面的空间分布规律及形成机理研究；结构面充填物性质及其力学效应研究；膨胀土的微结构及其与强度和变形关系的研究；非饱和土理论中关于荷载—含水量—吸力关系的研究；膨胀土工程处理技术研究等。     

采场顶板上球形结构面的稳定性问题

本文从工程地质和岩体力学两个方面,结合金伯利岩管中的捕虏体,对地下采场顶板上球形结构面的稳定性问题进行研究。通过分析顶板上球形结构面破坏机制,提出了临界强度,建立了力学模型,从而导出计算最小临界安全直径的公式。对球形结构面所处岩体的地质特征进行调查,通过捕虏体和矿石结合面的破坏性试验,以及现场捕虏体稳定性的观察、讨论了采场顶板上球形结构面的稳定性与其它类型结构面的存在、地下水的作用、蚀变和风化程度以及采矿工艺过程的关系。最后提出在生产实践中处理顶板上捕虏体稳定性的措施。     

高拱坝坝肩软岩及结构面强度参数水岩耦合弱化效应试验研究

高拱坝工程蓄水运行后,坝肩坝基岩体中存在的软弱岩体及结构面在上千万吨的水荷载以及复杂的渗流场长期作用下易发生泥化、软化、湿化、流变等强度降低的力学行为,因此,需要开展软岩及结构面在应力场和渗流场耦合作用下弱化效应研究。本文结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该工程坝肩软岩和结构面岩样,制备相似试件,并通过拱坝运行环境特征分析确定试验条件,在MTS岩石力学测试系统上进行水岩耦合三轴压缩试验。结果表明,锦屏拱坝坝肩断层物质和软弱岩体的强度参数f、c具有显著的水压弱化效应,其中水压对黏聚力c的影响较大,对内摩擦系数f的影响相对较小,考虑两者的综合效应抗剪强度τ,则在10MPa正应力与3MPa水压的工程条件下,锦屏拱坝坝肩主要断层f2、f5、f13、f14、f18抗剪强度的平均弱化率约为25%,煌斑岩脉X等软弱岩体抗剪强度的平均弱化率约为40%。该定量的弱化试验成果为地质力学模型试验、数值计算等方法分析评价拱坝的稳定性提供重要的科学依据。     

水泥注浆加固对工程岩体的作用与影响

实验室测试分析和现场工业性试验研究结果表明,水泥注浆加固不但改变了岩厂珠微结构,微孔隙和岩石的物组成成份,使岩厂珠宏观孔隙度降低,致密程度和机械强度增加,而且,浆液在岩体结构面中凝结后对结构面进行充填加固,提高了结构面的粘结力和内摩擦角,增强了工程岩体抵抗外力破坏的能力。     

岩体结构面模拟方法探析

结合盐津桥水库右岸岩体结构面的实际情况,综合考虑结构面的几何特征和力学特征,针对不同类型的结构面,先运用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法获得随机结构面的几何参数,再利用有限元软件ANSYS对确定性结构面进行数值模拟,以获得有效的结构面模拟方法.此方法有效地解决了难以对数量多、尺寸小的随机节理进行逐条模拟的问题,又...     

岩体结构面模拟方法探析

结合盐津桥水库右岸岩体结构面的实际情况,综合考虑结构面的几何特征和力学特征,针对不同类型的结构面,先运用蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法获得随机结构面的几何参数,再利用有限元软件ANSYS对确定性结构面进行数值模拟,以获得有效的结构面模拟方法。此方法有效地解决了难以对数量多、尺寸小的随机节理进行逐条模拟的问题,又从变形和强度的弱化方面把节理考虑进去,与现实情况近似,是一种行之有效的方法。     

声波在松矿大理岩、白云岩试件中的传播特性

声波测试技术,是向岩体(或岩石)发射一定频率的声波或超声波並研究其在岩体内传播规律的一种测试方法。根据声波在岩体中的传播特性,可以判断岩体的力学性质、确定岩体的强度和动弹性参数、探测硐室及采空区围岩的松动范围、了解岩体中结构面的分布情况及岩体的主应力方向等。声测技术用于探测岩体地质构造已有几十年的历史了。在我国,把声测技术应用于岩体力学也有十多年了。国内外的测试实践证明,由于这种方法具有简便、灵活、迅