考虑卸荷损伤的柱状节理岩体开挖特性研究

通过建立柱状节理岩体径向应力比与力学劣化系数的数学关系,获取柱状节理岩体卸荷损伤效应的定量表达式。结合FLAC~(3D)提出一种考虑卸荷损伤的柱状节理岩体开挖分析方法,实现岩体单元的力学参数在开挖过程中随实际应力状态得到动态调整。在此基础上开展柱状节理岩体试验洞的开挖特性分析。结果表明,考虑卸荷损伤的计算数据与实测数据基本吻合,试验洞围岩的位移、体积应变增量和塑性区均随开挖断面的逐步增加而增大,且呈边墙最大,底板次之,拱顶最小的分布规律。最后采用体积应变增量大于0.10%和塑性区作为岩体松弛的综合判别指标,其分析结果与钻孔声波测试数据相一致。     

陡高边坡节理岩体卸荷岩体力学的物理基础

指出运用卸荷岩体力学，研究三峡工程永久船闸岩石陡高边坡节理岩体特性的重要性，与岩体由原所受地应力作用到卸荷减压致拉的（反）应力应变的机理。阐明卸荷过程中，岩体抗拉强度、变形模量、泊桑比等参数不是常量，是随岩体分化衰变的变量及其物理基础；形变显现弹性恢复应变、扩容、扩容蠕变的演绎特性，提出卸荷节理岩体的弹－扩－粘形状的本构方程。     

开挖卸荷对三峡左岸坝段节理裂隙岩体的影响

首次用卸荷非线性岩体力学理论研究了三峡工程左岸坝段开挖卸荷对节理裂隙岩体的影响，提出了在逐级确定的卸荷带中，进一步寻求破坏单元，从而再赋于相应卸荷参数的新思路，所得成果较常常规算法有较大差别，但是成果较吻合。     

单裂隙卸荷岩体力学特性分析

现存的工程岩体,大多处于卸荷力学状态。岩体伴随地质构造运动产生了特征不同的结构面。结构面是岩体结构中力学强度最薄弱的部位,导致了岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。通过试验,探讨了贯通裂隙影响岩体稳定的相对不利倾角以及单贯通裂隙岩体卸荷过程的力学特征,得出裂隙位置的变化促成岩体变形的递变;特殊位置的裂隙促使岩体的各向导性更加明显的结论,为相关工程问题提供理论参考。     

三峡工程左岸开挖卸荷对3号机组坝段坝基岩体的影响

基于卸荷岩体力学理论 ,研究了开挖卸荷对三峡工程 3号机组坝段坝基—边坡组合体整体位移的影响 ,对坝基节理裂隙岩体的劣化作用 ,同时研究了加固效果。结果表明 ,边坡整体位移量值同实测结果较吻合。文中提出的加固措施效果明显 ,但开挖卸荷对节理裂隙的影响范围和程度需作进一步的研究     

三峡工程左岸开挖卸荷对3号机组 坝段坝基岩体的影响

基于卸荷岩体力学理论，研究了开挖卸荷对三峡工程3号机组坝段坝基—边坡组合体整体位移的影响，对坝基节理裂隙岩体的劣化作用，同时研究了加固效果。结果表明，边坡整体位移量值同实测结果较吻合。文中提出的加固措施效果明显，但开挖卸荷对节理裂隙的影响范围和程度需作进一步的研究。     

卸荷岩体损伤断裂力学分析及其参数研究

研究了岩体在拉剪应力作用下裂缝尖端的亚损伤区大小，以及亚损伤缝的长度，通过损伤分析，给出了损伤岩体的变形模量，以及损伤扩展的变形模量，并且将岩体的连通率与变形模量联系起来，这是对岩体力学损伤分析的有效补充。     

三峡卸荷岩体宏观力学参数三维数值模拟

通过对岩体“试样”的三维数值模拟，研究了三峡工程永久船闸高边坡岩体在卸荷应力状态下的应力应变关系，并与试验结果进行了比较，获得了满意的结果，最后确定了岩体在卸荷应力状态下的宏观力学参数。     

瞬态瑞雷波勘探技术在边坡岩体卸荷深度探测中的应用

重点阐述瞬态瑞雷波勘探技术的基本理论和工作方法,通过某水电工程边坡岩体卸荷厚度探测应用实例,说明采用瞬态瑞雷波测试方法查明边坡岩体松动、卸荷程度和深度分布,是一种便捷和行之有效的方法,可为评价边坡岩体稳定性和边坡加固设计提供基本依据。     

非贯穿性节理对岩体单轴抗压强度的影响

灵活运用ANSYS/FLAC3D等软件构建含有非贯穿性节理岩体的圆柱体试件。通过对比分析含单一结构面岩石的单轴压缩数值试验结果与已有研究成果,论证了此方法模拟裂隙岩体的合理性。在此基础上,通过模拟不同倾角和尺寸的圆柱体试件的单轴压缩试验,揭示了非贯穿性节理对岩体试件抗压强度的影响,以及含不同倾角的非贯穿性节理岩体单轴抗压强度的尺寸效应特征。当非贯穿性节理倾角为45°~60°时,试件单轴抗压强度存在最小值;当倾角为90°时,试件单轴抗压强度最大,即当非贯穿性节理与岩体受力方向平行时,对岩体单轴抗压强度影响较小;不同尺寸岩体试件单轴抗压强度随非贯穿性节理倾角的变化规律基本一致。含非贯穿性节理的岩体单轴抗压强度受节理倾角的影响较大,其变化规律与含贯穿性节理的岩体相似。除倾角90°岩体外,含非贯穿性节理的岩体单轴抗压强度存在明显的尺寸效应特征。     

考虑地应力卸荷过程的节理岩体锚固特性物理模拟研究

实际工程中的节理岩体在锚固之前一般都经历了地应力卸荷过程。利用RMT-150C岩石力学试验系统,同时进行了考虑地应力卸荷过程的节理岩体锚固特性物理模拟试验(卸荷试验)和不考虑地应力卸荷过程的节理岩体锚固特性物理模拟试验(常规试验)。试验结果表明,常规试验所获得的力学参数偏小,力学参数在一定程度上被低估了,且变形模量被低估的程度更大。因此,考虑地应力卸荷过程更加符合工程实际。     

卸荷岩体力学研究现状及其发展

卸荷状态工程岩体的力学条件与传统的加载岩体有本质的区别。工程岩体卸荷状态力学特性研究是一个较新的领域,是岩体力学的重要组成部分,是加载岩体力学的扩充和发展。在回顾岩体卸荷力学研究现状基础上,分别从试验研究、理论研究和工程应用方面提出了当前岩体卸荷研究中存在的主要问题,并对其以后的发展提出了几点看法和建议。     

岩体卸荷力学特性的试验研究

简述了卸荷岩体的自然力学状况，根据岩体开挖卸荷这一特点，以三峡工程永久船闸高边坡卸荷岩体为条件，对岩体进行了卸荷试验。研究了岩体卸荷的应用应变关系及其力学特性，给出了卸荷岩体的力学参数，并指出了它与常规岩体力学参数的不同之处。     

基于神经网络的节理岩体单轴强度预测

基于RMT-150C岩石力学试验系统上的节理岩体单轴压缩试验结果,分析了影响节理岩体单轴压缩强度的因素。节理岩体的单轴压缩强度与节理贯通度、节理倾角、节理个数等因素有关,且是一种复杂的非线性关系。同一贯通度节理岩体在节理倾角为0°时峰值强度最大;同一节理倾角岩体的峰值强度随着贯通度的增大而减小。考虑到多种因素对节理岩体单轴压缩强度的影响,建立了BP神经网络模型,对节理岩体的单轴压缩强度进行预测,然后利用遗传算法优化BP神经网络模型。通过岩石单轴压缩试验样本数据的学习,遗传算法优化的神经网络模型能够很好地预测节理岩体的单轴压缩强度。     

非贯通节理岩体单轴压缩试验研究

对不同节理倾角、不同节理连通率的预制节理圆柱形岩体试样进行单轴压缩试验。结果表明:试样的强度、变形特性及破坏模式与节理构造形态密切相关;在不同节理连通率下,不同角度的非贯通节理试样的力学特性均表现出各向异性特征,随着节理连通率的增大,各向异性特征越来越明显,岩体峰值强度逐渐下降,岩体在弹性阶段的最大弹性模量也逐渐降低;相应地,试件的破坏模式也变得更加复杂,随着节理连通率的增大,应力-应变曲线的斜率逐渐减小,曲线出现多个峰值,且有较明显的屈服平台;非贯通节理岩体峰值强度和弹性模量随节理连通率的非线性变化规律,可分别采用二次和三次多项式函数表示,其系数与节理倾角有关;非贯通节理试样的裂纹变化特征与节理连通率、节理倾角有着密切的联系。     

各向异性非线性卸荷岩体力学在岩坡工程中的应用

本文提出岩土工程中的一个新概念－－各向异性非线性卸荷岩体力学，并对其主要内容进行了讨论。研究结果表明，卸荷岩体力学与加载岩体力学之间存在本质区别。对于工程完工后加载力学条件下的岩基工程，适用加载岩体力学理论；对于开挖后卸荷力学条件下的岩坡工程，则适用卸荷岩体力学理论。通过对卸荷条件下天然岩坡和人工开挖岩坡实例分析，我们发现采用这种新的卸荷理论进行研究，结果与岩坡的实际观测数据十分吻合。     

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩卸荷损伤数值试验研究

白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律,通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式,并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上,建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型,开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明:岩体卸荷参量从6.0 MPa卸载到1.0 MPa的过程中,柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%;黏聚力分别降低18.3%和46.1%;内摩擦角分别降低8.4%和64.7%;柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性,在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低,且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。     

节理岩体数值仿真研究综述

系统介绍了岩石力学分析中常用的数值方法，以及利用这些方法进行节理岩体数值仿真的研究现状．讨论了这些方法用于节理岩体不连续变形分析时的各自优势和不足．并提出进行节理岩体数值仿真进一步研究的趋向．     

岩体开挖卸荷过程力学特性研究

基于岩体开挖卸荷过程中力学参数变化理论,建立卸荷岩体有限元分析模型,运用ADINA有限元分析软件对岩体进行三维卸荷数值仿真研究.结果表明,岩体在开挖卸荷过程中,岩体的弹性模量、粘聚力和内摩擦角等力学参数随开挖卸荷量的增大而减小,但不是从初始值一直减小到零,而是随岩体的裂隙、结构面张开扩展到一定程度后,保持一定的量级不再减小.