岩石边坡块状结构岩体稳定性分析和可靠性评价

利用全空间赤平投影和矢量计算对边坡关键块体滑动方向、结构面交点、面积、体积和安全性建立了计算方程。同时结合可靠度理论给出关键块体失效概率评价式。最后以五面结构岩体为例说明所建方程的应用。     

边坡块状结构岩体模糊随机可靠性分析

边坡稳定性评价中包含有很多的不确定性因素，这些不确定因素既具有随机性也具有模糊性。基于块体理论和模糊分析理论，提出了边坡块状结构岩体模糊随机可靠性分析的点估计法，并运用该方法对三峡永久船闸某边坡块体的可靠性进行分析，同时将其与模糊概率测度分析方法进行对比分析。结果表明，模糊概率测度分析方法只是对分析模型进行模糊化，但没有考虑到各个力学参数的模糊性。而模糊点估计法为解决这个问题提供一个有效的途径，它对影响边坡稳定的各个力学参数都进行模糊处理，因而更具有实际指导意义。     

岩质边坡稳定的可靠性分析

分析了极限状态涵数的非线性及非连续性对边坡可靠度计算的影响,指出这种影响可能带来的误差,建议对这种复杂的极限状态函数,可采用二阶可靠性方法（SORM）对其进行分析,并用蒙特－卡罗模拟法对春进行验证。     

板裂化地下岩体工程稳定的力学机理及概率分析

在岩体基本力学介质中,当板状岩体的结构和性状符合某些特征时,它的力学机理从总体上能够采用板壳理论进行分析.根据这一成果,具体分析了直立层状岩体中的地下工程,在其长度远大于直立高度的情况下,岩体中的应力分布问题;并根据工程结构可靠性分析原理,研究了直立层状岩体的稳定概率分析方程和计算方法.     

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。     

高温岩体地热开发的块裂介质固流热耦合三维数值模拟

在深入论述高温岩体地热开发研究与发展现状的基础上，提出了高温岩体地热开发的块裂介质固流热耦合数学模型及其数值模拟方法，提出了该数学模型详细的求解策略与求解方法，对6000m深的高温岩体地热开发进行了详细的数值分析，揭示了：（1）岩体温度随地热提取降低及其分布变化的规律；（2）岩体中基质岩块内、裂缝内应力随地热提取的降低规律；（3）裂缝宽度随地热提取变化的规律，对高温岩体地热开发决策、技术方案选择提供了理论基础及其方法。     

岩体注浆堵水的可靠性设计

建立了一套完整的岩体注浆堵水可靠性设计系统 ,绘制了注浆堵水故障树及成功树 ,建立了各基本事件的极限状态方程 ,提出了关于对单孔的初注、复注、辅注及多孔系统的各种注浆逻辑关系计算模型及其可靠度计算方法 ,定义了注浆系统的工作状态及不同注浆工程的安全等级 ,给出了各种注浆工程的可靠性指标 ,给出了注浆工程的可靠性设计方法及步骤。可用于指导现场注浆工程的设计和施工 ,具有较大的理论意义和广阔的应用前景。     

一个新的节理岩体力学分析模型及其应用

在节理岩体内建设地下空洞和隧道等岩土构筑物时,由于岩体变形的预测比较困难,设计时常只好采用经验的方法。本论文把节理岩体和锚杆加固后的节理岩体近似地作为等价连续体,提出了表现其力学特性的一个新的本构方程式。由于这一力学模型详细地反映了节理力学特性的影响和节理面同锚杆的相互作用,并可以在通常的固体力学范畴内进行处理,借助于有限元方法,有可能在工程实际中得到广泛的应用．     

岩体地下结构围岩稳定非概率可靠性的凸集合模型分析方法

在岩体地下结构围岩稳定可靠性分析中,由于岩体的物理力学参数本身的特点,通常只能在岩体分类的基础上给出其变化的区间,要得到其概率密度分布函数和隶属函数是非常困难的。采用传统的统计概率和模糊概率模型得出的概率结论只具有理论上的意义。针对岩体地下结构围岩的特点,引进非概率的可靠性分析方法,采用凸集合模型描述基本参数的不确定性,将结构功能函数转化为仿射函数,对于给出了设计安全域的地下结构,利用仿射函数在凸集合域上求得响应输出区间,通过比较设计安全域和响应区间,确定其可靠性;对于没有明确给出设计安全域的结构,通过分析功能函数在凸集合模型上的均值与离差关系,给出其可靠性度量的非概率指标。在非概率凸集合模型分析方法中不必拟合概率密度函数和隶属函数,所需信息量少、准确度高,实例分析展示了凸集合模型分析方法的实用性。     

岩体断裂的破坏机理与计算模拟

受压岩体中的裂纹问题,可以归结为压剪裂拉剪纹两种类型,具体讨论了受压岩体中的斜裂纹问题和翼形裂纹问题,对两种不同理解纹类型的扩展机理进行了分析,给出了应力强度因子的计算方法,最的一以受单向压缩的裂纹扩展为例,说明了具体了计算模拟过程。     

溢洪道开挖边坡三维地质建模与稳定性分析及应用

溢洪道的开挖边坡,与一般的自然边坡不同,属于人工开挖边坡,有着施工区内山高坡陡的特点,其边坡稳定性通常采用极限平衡法进行分析,但由于所建立的三维地质模型不够精确,剖分过程可视化的缺失以及稳定性分析计算界面的不够友好,很难做到直观性和清晰性的统一。运用NURBS技术建立研究区域的三维地质模型,并对 VisualGeo 三维地质软件进行二次开发,实现三维边坡体的自动剖分和数据提取,同时采用改进的三维可视化模拟分析系统VisualSlope进行稳定性计算、参数敏感性分析和支护措施研究。该方法可实现边坡稳定性的可视化分析与直观演示,开辟了基于三维地质模型的边坡稳定性与可视化分析的新途径。     

Sarma法在加锚岩质高边坡安全稳定性评价分析中的应用

根据Sarma法的基本思想,考虑地震作用、地下裂隙水的影响以及岩石锚杆的支护效应,建立了加锚岩体边坡稳定性分析的滑体计算模型,并将该模型应用于紫坪铺水电站大型岩体高边坡工程,进行了边坡安全稳定性评价分析。计算结果表明,边坡安全系数随地下水位的升高和地震烈度的增强而减小,且边坡安全系数因加锚而得到提高。因此,高度重视地下裂隙水和地震作用对边坡稳定的影响以及考虑对边坡及时施锚是十分重要的。     

层状岩体多节理本构模型与试验验证

 根据含多节理层状岩体典型力学特征,在所提出的考虑一组节理面的层状岩体复合材料模型基础上,建立考虑多组结构面特性的层状岩体多节理本构模型,用来描述其在强度和变形方面的各向异性以及应变硬化–软化特征,进而采用VC++编程语言将该模型嵌入到FLAC3D软件中,实现其非线性数值计算功能。然后,利用所提出的本构模型与三维节理网络模型相结合,初步提出基于连续介质力学理论的合成岩体模型(SRMM)分析方法。基于这些模型理论和分析方法,建立现场真三轴试验岩样的三维合成岩体计算模型,通过与现场试验结果对比,表明所提出的本构模型在描述多节理岩体力学特性方面是可行的、合适的。     

块体结构岩体中的应力传递与采场基本顶结构载荷计算

应力在块裂介质中的传递规律与在连续介质中的传递规律不同。研究了属于块裂介质的块体结构岩体中自重应力传递所遵循的法则。研究结果表明，岩体中的应力大小受岩块数量以及岩块的几何参数控制。将研究结果应用在煤炭地下开采中的采场基本顶结构载荷计算中，为岩层控制研究领域块体结构岩层的应力分布计算和岩层结构的载荷确定提供了新的理论依据。     

夹层对层状岩体稳定性的影响分析

在对层状岩体结构及力学特性分析的基础上,将含夹层岩体视为一个完整的力学系统,建立了含夹岩体组合系统力学模型,揭示了含夹层岩体的破坏及失稳机理,并研究确定出含夹层岩体稳定性的判别指标,为层状岩体稳定性的控制设计提供了依据。最后,通过一工程实例分析了确定含夹层极限厚度的方法以及提高系统稳定性的措施。     

边坡稳定性分析中工程岩体抗剪强度参数选取的神经网络方法

影响工程岩体抗剪强度参数的因素很复杂，具有不稳定性。由于神经网络方法不仅能考虑定量因素，而且能考虑定性因素的影响，因而神经网络适用于解决非确定性的工程岩体抗剪强度参数的选取问题。建立了选取工程岩体抗剪强度参数的人工神经网络模型，并利用大量工程资料对网络进行训练和测试，得出了一些有意义的结论。     

硬岩CWFS模型的改进及其在岩质高边坡稳定性分析中的应用

连续介质模型(如Mohr-Coulomb等基于黏结强度组份和摩擦强度组份同时被调动的传统破坏准则)目前还不能有效预测隧道围岩脆性破坏的广度和深度。基于Mohr-Coulomb准则的黏结强度弱化–摩擦强度强化(CWFS)模型在这方面表现出良好的工程应用前景,但其在脆性硬岩高陡边坡稳定性分析中的应用研究还不多见。对硬岩的CWFS模型及其改进模型进行讨论分析,针对脆性硬岩在低围压条件下的特殊力学行为,将CWFS模型改进为黏结强度衰减–摩擦强度激活(CLFM)模型并应用到首钢水厂铁矿硬岩高陡边坡稳定性分析中。与Mohr-Coulomb准则计算结果的对比分析表明,扩帮后的边坡仍然处于稳定状态。Mohr-Coulomb准则低估了边坡的位移和坡脚的塑性区范围,高估了边坡的应力水平,与CLFM模型分析结果相比显得保守。另外,实测地应力场下的边坡位移计算结果是仅以自重应力形成的应力场下的位移计算结果的10倍左右。     

边坡变形统计回归分析模型及应用

 考虑时效、温度和降雨等对边坡变形的影响,并将其作为边坡变形的影响因子,建立边坡变形统计回归分析模型,应用Microsoft Visual C++网络编程技术和逐步回归分析算法在自行开发的岩土边坡监测信息管理与监测数据分析网络系统中实现可视化的边坡变形回归与预测。通过对龙滩水电站高边坡变形监测资料的统计回归分析表明：边坡变形统计回归值与实测值吻合良好,统计复相关系数较大,剩余标准差较小。统计回归分析模型能够较好地反映边坡的变形规律与变化趋势,为快捷、高效地评价边坡运行安全性态和预测其变形发展趋势提供有效的分析方法和手段。