断续节理岩体劈裂破坏的贯通机理研究

利用裂纹孤立原理结合裂纹线场理论，研究了压应力作用下断续节理线尖端的精确弹性区应力场和脆断区应力场，然后将精确弹性区应力场和脆断区应力场相匹配，进而确定脆断区长度和荷载之间的关系。利用脆断区长度和荷载之间的关系，从理论上分析了断续节理产生劈裂破坏的贯通机理，并且确定了断续节理岩体发生劈裂破坏的强度。通过和实验结果对比分析，论证了理论模型的正确性和可行性。     

含定向闭合断续节理岩体的强度特性

本文通过石膏模型试验,着重分析了含定向闭合断续节理的脆性岩体的强度特性和破坏机理。在此基础上,提出了估算这种岩体强度的准则。     

岩体断续节理受压剪荷载的弹塑性分析

运用弹塑性断裂力学的裂纹线场分析方法，将描述岩体材料破坏特性的摩尔－库仑准则，列入求解岩体内节理断裂问题的基本方程中，对节理裂隙在压剪荷载下进行求解，利出了节理线附近的弹塑性区应务场。通过弹塑性场在其边界上的匹配条件，得出了节理线上塑性区长度与压剪荷载的关系，以及节理扩展破坏准则。     

压剪应力作用下断续节理岩体的破坏分析

节理岩体的力学特性主要受控于节理，节理间的相互作用及其贯通是岩体工程的重要问题。利用Dugdalc-Barcnblatt模型揭示了多节理贯通力学机理——主要受外部荷载、节理间的相互作用二因素的影响。利用裂纹尖端的应力强度因子、损伤局部化区的长度确定了节理扩展和贯通的力学条件。通过实验验证了模型的正确性和可行性。其结论对岩体工程的稳定性分析具有重要理论和现实意义。     

应力波反复作用下断续节理岩体疲劳破坏试验研究

试验研究了反复应力波作用下断续节理岩体的疲劳破坏过程和特征,讨论了节理充填性质、节理倾角、侧向静压等因素对岩体动态疲劳破坏的影响。结果表明:疲劳损伤累积过程受节理倾角与应力波传播方向影响,两者夹角越大损伤破坏越不均匀,但强度降低率小;充填介质能在一定程度上削弱应力波的损伤作用,减缓损伤累积进程;损伤累积过程在一定程度上受控于侧压,随着侧压增大损伤累积速率和强度降低速率减缓。     

节理岩体强度的分形统计分析

岩体中存在大量节理、裂隙，导致岩体力学性能弱化。基于岩体节理断裂扩展和剪切滑移2种失稳破坏机制，运用分形和统计断裂力学方法探讨了2种破坏方式下节理岩体的统计强度。结果表明，岩体强度与岩体中节理分布的分形维数密切相关，分形维数增大导致岩体强度非线性降低。     

节理岩体数值分析及模型试验研究

本文利用损伤模型分析了模拟节理岩体的力学特性,并利用地质力学模型试验分析了地下洞群的变形和应力状态,从而证明了损伤模型的正确性和实用性.     

含断续节理岩体强度的各向异性研究

根据断续节理岩体结构的力学效应和压剪断裂破坏特征，用Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ经验准则预测含断续节理岩体的强度，建立强度参数ｍ，ｓ值与断续节理的几何尺寸、结构形式以及岩桥和节理面物理力学参数之间的定量关系，阐明含断续节理岩体强度的各向异性特征，提出合理确定断续节理岩体强度参数ｍ，ｓ的定量分析法。     

断续节理岩体模型试验及强度分析研究

采用理论分析同模型试验相结合的方法对共面闭合断续节理岩体的直剪强度特性进行研究。理论分析方面,引入法向变形协调条件,推导了模型的直剪强度公式。模型试验发现,全应力应变曲线主要经历了线弹性增长、节理面错动、次生裂纹起裂稳态扩展、节理面贯通破坏和残余强度五个阶段;峰值和残余强度都随正应力的增大而增大,而变形特性随正应力的变化规律性不强;峰值强度随节理连通率的增大而减小,低连通率时强度下降速度慢;节理两边分布的试样的强度普遍高于节理在中间的。对比发现,理论计算结果与试验值吻合较好。     

玉应力状态下断续节理岩体全过程应力-应变关系及其变形局部化分析

利用内变量热力学理论和裂纹孤立理论研究了压应力状态下断续节理岩体的变形局部化问题和全过程应力-应变关系。研究表明全过程应力-应变关系包括线弹性阶段、非线性强化阶段和应变软化阶段。分析了产生应变软化的主要原因，将损伤和变形局部化引入本构模型是和以往本构模型的显著区别。通过实验对比分析，验证了模型的正确性和有效性。     

含浅层节理的岩体层裂数值模拟研究

冲击荷载作用下的岩体层裂是围岩屈曲失稳及岩爆的重要诱发因素。为研究围岩内部浅层节理对层裂行为的影响,采用相关键元胞力学模型(Correlated Lattice Bond Cell-CLBC)对此问题进行数值模拟研究。为了便于分析,以冲击荷载作用下不含节理的石梁层裂作为参考,将其层裂裂纹作为参考裂纹,层裂位置作为参考位置。相对于参考位置,分别在石梁中预设平行裂纹和斜裂纹组(相对于参考层裂裂纹),然后模拟相同荷载作用下的层裂行为。研究结果表明:浅层节理是否对岩体层裂产生影响取决于其相对参考层裂的位置和夹角。当平行节理位于参考层裂以内(远离自由面)时,平行节理对层裂没有影响;而当其处于参考层裂以外(近于自由面)时,应力波将其拉开、扩展,形成阶梯状层裂。对于斜节理组情形则更为复杂,但对于不同斜节理组其共同点都会在参考位置处产生层裂,并且表层岩石(层裂以外)都会被切割成块体沿斜节理方向弹出。当斜节理组位于参考位置以内时,斜节理发生扩展至自由面;当其位于参考位置以外时,只是在参考位置发生层裂;而当其跨越参考位置延伸至自由面时,在参考位置以内会产生平行于斜节理的衍生裂纹。该研究揭示了含浅层节理的岩体层裂规律,为分析围岩层裂行为提供了有意义参考,进而为进一步分析围岩屈曲失稳和岩爆提供必要的前提。     

危岩锚固机理的断裂力学分析

危岩主控结构面受荷断裂扩展是危岩失稳的根本原因。用锚杆加固危岩体在危岩治理中有着广泛应用,效果十分明显。从线弹性断裂力学角度考虑锚固力对危岩主控结构面的阻裂增韧作用,分析在拉剪综合应力作用下锚固力对减小主控裂隙面尖端相当应力强度因子的贡献,并讨论了锚杆水平角变化对相当应力强度因子的影响。以重庆万州太白岩危岩为例计算结果表明,锚固力的存在使得相当应力强度因子明显减小,并随着锚杆倾角的增大,其成抛物线变化,并在20°~30°时具有最优锚固效果。     

岩爆发生的规律和断裂力学机理分析

本文由静力平衡、强度破坏和断裂破坏三者既联系、又区别，并共同作用于岩爆工作面的观点出发，通过对发生岩爆的掘进面上两种计算模型的断裂力学研究，确定出判明发生岩爆的力学机理和临界条件，从而对岩爆发生的总体规律作出了定量解释。     

岩石地基上有筋扩展基础的断裂力学模型分析

由于岩石地基刚度比基础刚度大、岩石地基变形量小等特点,岩石地基上扩展基础的基底反力和受力特性与土质地基应有所不同。本文鉴于岩石地基上扩展基础受力特点,建立断裂理论模型,推导了岩石地基上有筋扩展基础Ⅰ-Ⅱ复合型断裂准则,利用断裂准则提出了计算岩石地基上有筋扩展基础抗剪承载力的方法。本文的结论对岩石地基上扩展基础的设计和研究具有参考意义。     

基岩破碎带帷幕灌浆试验研究

为验证帷幕灌浆提高基岩破碎带防渗性能的可能性,进行了帷幕灌浆试验。试验采用金刚石钻头、回转钻进、孔口封闭、自上而下分段、孔内循环灌浆法。灌浆试验成果、岩芯采取、压水试验等情况分析,灌浆效果可行,基岩破碎带防渗性能有了一定的提高,达到了试验目的。试验结果表明,帷幕灌浆排距不宜大于1.7R(R为浆液扩散半径),孔距宜控制在1.5R;根据不同的工程地质和水文地质条件,进行帷幕灌浆试验,择优选择灌浆材料、灌浆工艺及扩散半径等施工参数。     

岩体节理在动荷作用下的有限元分析

本义用约束节理单元法模拟应力波在节理处的传递过程。推导了动态约束节理单元的有限单元方程和数值分析公式以及碰撞、放释条件，并针对奥地利某公路隧洞工程进行了爆炸应力波在节理岩体中传播的有限元分析。     

Numerical Method for Seepage in Blocky Rock Mass

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｒｏｃｋｍａｓｓ,ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆａｃｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｆａｕｌｔｓｏｒｊｏｉｎｔｓ ,ａｒｅａｌｗａｙｓｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ ,ａｎｄｔｈｅｒｏｃｋｍａｓｓｉｓｃｕｔｉｎｔｏｂｌｏｃｋｓ.Ｉｆａｄａｍｉｓｔｏｂｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｏｎｓｕｃｈａｒｏｃｋｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ,ｔｈｅｅｌａｓｔｏ ｖｉｓｃｏ ｐｌａｓｔｉｃｂｌｏｃｋｔｈｅｏ ｒｙ[1～ 3] ｉｓｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏｃｋｆｏｕｎｄａｔｉｏ…     

木寨岭隧道软弱围岩段施工方法及数值分析

以木寨岭隧道软弱围岩段的施工为例 ,详细介绍了在I类软弱围岩条件下的隧道设计和施工技术特点 ,并对隧道采用Mohr -Coulomb等面积圆屈服准则进行了平面弹塑性有限元数值分析 ,结果得出在I类软弱围岩条件下隧道采用双侧壁导坑法施工时底板仰拱与拱周支护随掌子面开挖同时支护形成封闭的承载圈 ,可以保证围岩稳定性的主要结论     

节理研究进展及在非贯通节理岩体研究的应用

节理的表面形貌可按其规模大小分为起伏度和粗糙度两类.节理面的几何和力学特性对非贯通节理岩体扩展贯通有重要影响.典型节理面的粗糙形貌可以模拟为一系列非规则的、齿形凸台形貌.综述了贯通节理破坏理论新的进展,并探讨了节理破坏理论的适用性.结合非贯通节理岩体研究的现状,提出了考虑节理的粗糙度和起伏度情况下研究非贯通节理岩体扩展贯通强度和变形特性的新思路.     

直剪作用下不共面断续节理岩桥破断试验与数值研究

在伺服控制剪切加载系统下对不共面类岩石断续节理试件进行正向、反向直剪试验,研究直剪下不共面断续节理的岩桥破断机理和剪切规律,试验研究发现,直剪作用下不共面断续节理岩桥破坏过程具有明显的阶段性,经历线弹性阶段、裂纹起裂扩展阶段、岩桥断裂贯通阶段、剪切面爬坡咬合阶段和残余摩擦阶段5个阶段,正向剪切下岩桥呈齿形破断面,反向剪切作用下岩桥产生沿直剪方向贯通的带形破断面,与正向剪切相比,反向剪切下节理的初裂抗剪强度和峰值抗剪强度较大,裂纹倾角、法向应力和相邻节理搭接比例是影响试件初裂抗剪强度和峰值抗剪强度的主要因素。采用FLAC3D对正向、反向直剪作用下不共面断续节理的岩桥破断、剪切破断面的形成过程进行数值试验,数值试验结果和类岩石直剪试件的试验结果基本吻合,数值试验揭示了直剪作用下不共面断续节理岩桥的拉裂破坏和破断面的剪切屈服机理。