地下厂房围岩松弛区的应变软化参数研究及应用

通过引入扰动评价因子,考虑地质强度指标GSI、岩体质量指数Q、岩体分类指标RMR等因素,改进了Hoek-Brown岩体强度准则估算岩体强度及变参数公式,以某抽水蓄能电站地下洞室工程为研究对象,综合分析了研究地下洞室区域的工程地质资料,基于洞室开挖先期纵波测试数据,计算得到应变软化模型松弛围岩的强度及变形参数,对比计算结果与现场实际监测资料,结果表明：考虑围岩松弛的应变软化模型计算结果与监测资料基本一致,结果可信,可对后续开挖支护及围岩稳定反馈分析提供参考。     

水电工程岩体变形模量的确定方法

根据国内外工程的经验,探讨利用岩体分级指标RMR值及Q值、纵波波速等岩体物理力学参数与岩体变形模量的相关关系,通过估算的方法快速、经济地获取岩体变形模量值,用于小型工程或是试验数据不足工程岩体变形模量的确定。     

软弱岩体中隧道开挖的落门模型试验研究

在软弱围岩中进行隧道开挖,往往因岩体应力过高或变形过分而导致围岩失稳破坏,并进而引发隧道塌方事故。本文以Ⅳ类软弱破碎围岩为参照对象,首先将其等效为单一均值地层,再利用相似材料对其进行模拟,随后利用活动门试验模拟隧道的开挖,研究了隧道开挖过程中围岩的破坏模式及其渐进破坏特征。试验结果表明,软弱围岩中隧道施工不可避免地会在隧道周边形成扰动区,而真正塌落成拱的只是该扰动区的一部分;在隧道开挖过程中,岩体内部的裂纹扩展与破坏,就会对应地表岩体的急剧下降;隧道开挖后,拱顶上方的岩体中存在一压力拱,位于该拱下方的岩体处于松弛状态,而拱上方的岩体则处于挤压状态,并且该压力拱随着外界荷载的增加呈外延趋势。     

近接工程施工引起的高速铁路隧道变形的控制标准研究

为了合理评估近接工程在施工过程中对既有隧道的不利影响，基于隧道结构本身强度控制以及轨道控制要求的变形控制标准，对近接工程施工引起的隧道变形的控制限值开展了研究。主要内容为：(1)依据相关规范，推导得到基于正态型纵向变形假设、弧形或四次曲线型纵向变形假设、荷载分布形式假设等三种隧道结构纵向变形限值的计算公式；(2)根据收敛变形极限值与截面应变的关系以及极限状态截面应力应变特征，得到隧道结构横线变形限值的计算公式；(3)依据近接工程施工引起隧道结构的变形传递关系，得到基于轨道平顺性要求的变形控制标准。     

西南某水电站左岸坝基岩体质量分级研究

采用Q系统、RMR和BQ三种岩体质量分级方法对西南某水电站左岸坝基部分岩体进行了分级,然后对三种方法进行相关分析,认为分级结果具有良好的相关性。在充分调查和资料分析的基础上,对岩体工程地质分级在实际工程中的应用提出了具体指标和实际的操作方法。     

圆形压力隧洞岩石抗力系数K的普通计算式

本文根据岩体变形试验结果,采用与不同变形阶段相应的力学计算模型,并在考虑到围岩的蠕变效应和岩体初始地应力等因素的情况下,推导出了圆形压力隧洞岩石抗力系数K的普遍计算公式,使现有各类计算公式均为其特例。     

层状岩体变形模量参数全过程确定方法研究

针对层状岩体现场变形试验中一个综合变形模量指标无法准确反映全过程变形特征的问题,引入自然应变的概念,从单裂隙结构出发,推导了适用于层状岩体结构的压力变形关系曲线解析方程,并进一步建立应力与变形模量的负指数模型。为验证负指数模型的有效性,通过几内亚苏阿皮蒂水利枢纽工程坝址区层状岩体变形试验成果进行验证。研究结果表明,提出的确定层状岩体变形试验全过程变形模量的方法可以高精度拟合试验数据,并可以较好地表达应力与变形模量的非线性关系。     

岩质隧道围岩压力影响因素分析

采用经典理论公式法、解析计算和数值模拟分析3种途径详细分析了隧道埋深、初始地应力、跨度、侧压力系数、隧道断面形状及岩体物理力学参数对隧道围岩松动压力的影响规律。结果表明:当围岩处于弹性状态时,围岩松动压力与隧道埋深、初始地应力和岩体容重呈线性正比关系;围岩竖向松动应力与侧压力系数呈线性反比关系,而水平向应力与侧压力系数呈线性正比关系;隧道断面形状对围岩松动压力有一定影响;岩体变形模量、黏聚力、内摩擦角和泊松比对围岩松动压力的影响可以忽略。同时,分析了这些方法的不足之处。     

重庆长江特大悬索桥隧道锚碇区岩体稳定分析

运用三维有限差分法(FLAC-3D)对重庆鱼嘴长江特大桥的隧道锚碇区岩体稳定性进行了数值模拟,分析了原始山体、施工开挖后以及在主缆荷载、塔基荷载作用下岩体的变形、应力状态以及拉应力、塑性区分布,计算了各种工况下岩体的稳定性。根据计算分析结果,对隧道锚碇区岩体稳定性进行综合评价。目前在建的大型特大型悬索桥隧道锚碇不多,加之此软硬岩互层区建隧道锚的工程实例非常少见,因此进行该隧道锚碇区岩体的稳定性分析,具有一定的工程实用价值和推广借鉴价值。     

考虑应变软化效应的裂隙岩体损伤本构模型的开发及应用

地下洞室埋深愈深,应变软化现象愈明显。为研究深部裂隙岩体开挖后巷道围岩的变形特征,基于应变软化模型,结合裂隙岩体损伤及演化本构方程,利用FLAC^3D软件的二次开发功能,采用VC++编程语言,建立考虑应变软化效应的裂隙岩体损伤本构模型。以某矿井地下圆形巷道开挖为例,分别采用应变软化模型和自开发的本构模型对该算例进行数值模拟,巷道围岩的位移、塑性区和安全系数的对比结果表明,开发的本构模型能够较好地反映出岩体应变软化特性和裂隙对岩体的损伤作用,可对维护围岩体的稳定性提供参考。     

楠溪江供水工程长距离引水隧洞围岩工程地质分类

根据现场试验和实际开挖地质编录成果,参考相关工程规范,采用工程类比的方法对楠溪江供水工程引水隧洞围岩进行了Q系统和RMR分类,提出了围岩主要物理力学参数建议值以及合理的设计支护措施,有效保障了该引水隧洞的围岩稳定和水工结构安全。     

基于三维激光扫描技术的岩体抗剪强度参数获取

为了解决在高陡地形条件下难以获取岩体抗剪强度参数的问题,应用三维激光扫描技术得到斜坡岩体结构面几何参数(倾向、倾角、间距、迹长),并结合结构面网络模拟技术生成结构面网络图,使用投影法计算不同剪切方向的连通率,最后计算岩体抗剪强度参数。研究表明:斜坡临界连通率往往在接近优势结构面倾角的剪切方向附近出现;该方法的计算结果与规范法和RMR法的结果均较为吻合,并具有较强的可操作性和实用性。     

确定无粘性土静止土压力系数的一个理论公式

在满足一般力学原理和临界状态土力学理论的基础上，本文将亚塑性理论与临界状态土力学相结合，推出了一个计算无粘性土静止土压力系数的理论公式。该公式形式简单，仅与土的有效内摩擦角有关，其计算结果与常见的多个经验公式的计算结果只有微小的差别。文中讨论结果表明，该公式可用于确定无粘性土的静止土压力系数。     

修正剑桥模型在真空预压土体强度研究中的应用

基于修正剑桥模型里的临界状态模型,用临界状态来描述土体的不排水剪切强度,利用现场实测数据反推不排水剪切强度公式中三个参数的值,可以得到三轴条件下不排水剪切强度的理论公式。并且通过现有的现场实测数据考察了该不排水剪切强度公式的合理性,计算结果与现场实测数据基本吻合,验证了本文提出的公式能够较好地预测基于临界状态模型的不排水抗剪强度。即适用于温州工程现场区域土体性质的不排水抗剪强度的计算公式,可在类似工程中推广与应用。     

半圆形断面临界水深的求解公式

半圆形断面临界水深是一个隐函数方程,不能直接求解,一般通过试算法或者圆形断面的近似公式求解,误差较大。通过引入无量纲临界水深参数,对半圆形断面临界水深的基本方程进行适当处理,拟合出了半圆形临界水深的求解公式。误差分析和应用举例表明,公式的相对误差较小,最大相对误差小于0.76%。该公式形式简捷、精度高,可为半圆形涵洞断面临界水深的求解提供参考。     

底层泥沙交换和状态概率及推悬比研究

本文首先论述了床面层泥沙静止、推移(滚动与跳跃)和悬浮三种运动状态及它们转移的临界条件，四种基本转移概率和由它们构成的九种状态转移概率。接着利用数字计算结果，给出了四种基本转移概率，并分析了它们的特性。在这个基础上计算了泥沙在床面层处于静止(床沙)、推移(推移质)、悬浮(悬移质)的状态概率。最后作为状态概率的应用给出了推悬比的公式。     

拉森斯(Russenses)岩爆判据研究

Russenses岩爆判据是岩爆分析常用判据,为求出该判据中环向应力,先导出了krisch方程,借助于岩石应力状态分析,对岩体在不同的水平和垂直应力作用下发生岩爆的影响深度进行研究.结果表明,随着水平构造应力较垂直应力的增加,岩爆影响深度逐渐减少,垂直应力对岩爆影响显著.对Russeness岩爆判据进行推广,建立了用洞室埋深来表示的岩爆判据,得到了发生岩爆的临界埋深公式.该公式反映出岩性对岩爆的影响,验证了岩爆发生条件是高地应力和岩石脆弹性的论断.     

圆形断面临界水深的新近似计算公式

针对圆形管道临界水深现有计算方法的不足,通过对其临界流基本方程的数学变换及处理,提出一种新的近似算式,比<水工设计手册>推荐公式简单、准确,在适用范围内最大误差不超过1.5%.