关于“对‘基于Hoek-Brown准则的开挖扰动引起围岩变形特性研究’的讨论”的回复

1 引言 首先,由衷感谢侯公羽教授和牛晓松工程师对"基于Hoek-Brown准则的开挖扰动引起围岩变形特性研究[1]"(刊登于2010年第7期,以下简称为"原文")文章的关注与质疑(对原文的讨论以下简称为"讨论稿"),如此学术讨论交流,对于我一名青年学生,收获必将颇丰.     

基于Hoek-Brown准则的岩体力学参数优化

本文根据广义Hoek-Brown准则在估算岩体参数的中的应用,在总结前人改进Hoek-Brown参数计算方法的基础上,针对高寒地区、多雨地区等特殊环境下的岩体力学参数的确定,对广义Hoek-Brown准则参数m,s的计算方法进行改进,引入了特殊扰动系数Dc。通过计算岩体力学参数实例把本文的改进方法与以往的研究对比发现改进之后的取值更加合理。将改进的方法用于处于冻融环境下的高陡边坡稳定性分析,验证了改进的合理性。     

基于Hoek-Brown准则的开挖扰动引起围岩变形特性研究

 Hoek-Brown经验准则(2002版)考虑施工扰动对岩体参数劣化效应,并提出扰动系数D,但仅为粗略定性化描述。现应用声波测试法获得的岩体波速降l对扰动系数D进行优化处理,并将优化后的Hoek-Brown经验准则运用于开挖扰动引起岩体弹塑性变形特征方程的求解研究,进而可实现较精确表示围岩塑性圈半径。为验证该理论的合理性,综合运用声波测试法、位移监测法等监测手段及有限元数值模拟法予以对比分析。此外,考虑开挖扰动变形特征场地效应,提出可拟合不同岩性、不同开挖方式的变形与开挖扰动经验公式。工程实例计算结果表明：对Hoek-Brown经验准则(2002版)扰动系数D的优化合理,用其可计算开挖扰动引起的围岩弹塑性变形特征值。并可准确求得塑性圈半径值,同时,拟合得到变形与开挖扰动经验公式可满足不同工程需要,具有一定合理性。所获结果可为Hoek-Brown经验准则(2002版)及地下洞室开挖扰动引起岩体变形特性研究提供一定方法参考。     

基于Hoek-Brown准则的山岭隧道围岩力学参数估计

将围岩岩体分级系统(Q系统)引入到Hoek-Brown强度准则中,引入节理粗糙度、节理充填物的抗剪强度及岩石所受应力3个指标,对地质强度指标(GSI)进行定量化修正,并基于围岩基本质量指标BQ、裂隙组数、围岩节理条件以及Q系统评分值,重新构建一种GSI的定量化分析方法,通过测量扰动前后围岩的纵波波速优化岩体的扰动参数D。基于修正后的Hoek-Brown强度准则与Mohr-Coulomb强度准则进行等效转化,估算岩体的力学参数,通过与实例工程中试验结果进行对比,得知此方法是合理、可行的。     

基于爆破损伤的Hoek-Brown强度准则修正

传统隧道围岩分级方法未考虑爆破损伤因素对围岩分级的影响,爆破作为隧道主要开挖方法,其产生的岩体损伤对岩体分级评判标准的影响不可忽略。笔者分析了基于Hoek-Brown强度准则的岩体力学参数取值方法,指出了Hoek-Brown强度准则和现有改进公式中确定岩体参数存在的不足。考虑爆破累积损伤效应,提出了不同围岩级别下Hoek-Brown经验常数m_b、s、a的计算方法,建立了考虑隧道埋深与爆破累积损伤效应的不同围岩级别的Hoek-Brown强度准则经验常数计算公式。以龙南隧道1号斜井爆破现场试验得到的声波变化率对修正公式进行了检验分析,验证了Hoek-Brown强度准则岩体经验常数修正公式的准确性。     

基于Hoek-Brown准则的板岩强度特征研究

 建立在岩体各向同性基础上的Hoek-Brown经验强度准则被广泛地应用于地下和边坡工程的设计与安全评估。但Hoek-Brown准则不能直接用来处理层(片)状岩体如板岩或页岩以及含有1或2组优势结构面岩体的强度问题,因为这类岩体往往沿层(片)理或优势结构面破坏,必须对准则加以改进。基于对Hoek-Brown经验破坏准则的深入研究,通过对层状岩体完整岩石试件定义的改进,提出用Hoek-Brown准则的一个很重要的参数,即完整岩石试件的单轴抗压强度 来表征层状岩体强度随层面倾角的变化规律以及应用Hoek-Brown准则来分析层状岩体强度的方法。按照该方法对南水北调西线工程场区不同层面倾角板岩岩石试件进行单轴、三轴压缩试验。根据对试验结果的统计分析,确定不同层面倾角板岩岩体的Hoek-Brown经验破坏准则的相关参数,建立不同层面倾角板岩岩体的Hoek-Brown强度准则。此外,还获得完整岩石试件的单轴抗压强度 随层面倾角的变化规律,建立南水北调西线工程场区板岩岩体的Hoek-Brown经验破坏准则的统一表达式,并预测围压为10,15,20和25 MPa下南水北调西线工程场区板岩岩体的三轴强度随层面倾角的变化规律。本文的工作可以为类似工程提供借鉴。     

Hoek-Brown屈服准则及其在边坡工程中的应用

介绍了Hoek-Brown屈服准则的发展历程,结合工程实例,应用Hoek-Brown屈服准则,建立了有限元计算模型,通过边坡稳定性分析,指出Hoek-Brown屈服准则能有效反映岩体的非线性破坏特征,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

Hoek-Brown准则的多项式近似解法

Hoek-Brown岩体破坏准则已在全世界范围内的岩土工程中广泛应用,它综合考虑了岩体结构、岩块强度、应力状态等多方面的影响。基于通用的Hoek-Brown准则,引入Lambe变量和既时摩擦角,将其转化为Mohr-Coulomb破坏准则的形式,得到用Mohr-Coulomb破坏准则形式表示的隐式函数Hoek-Brown准则。为求得隐式函数的近似解,采用三次和四次多项式进行拟合,得到了n为0.5及0.65时的近似解以及Hoek-Brown破坏应力圆的Mohr包络线,并给出了各不同多项式拟合公式的误差分布。经分析对比,考虑到精度和工程的适用性,最终选用四次多项式进行拟合。最后结合一嵌岩桩嵌岩段极限摩阻力工程实例,并给出了该算法求解的具体过程。     

基于广义Hoek-Brown破坏准则的边坡临界滑动场

 针对岩体介质非线性破坏特点,采取国际广泛接受应用的建立在地质强度指标(GSI)法基础上的Hoek-Brown屈服准则,建立基于广义Hoek-Brown破坏准则的边坡临界滑动场计算的新方法。首先,根据Hoek-Brown准则确定岩体强度参数;然后,将Hoek-Brown准则不同法向应力水平上的剪切强度逐点等效到Mohr-Coulomb强度线上,用等效内摩擦角和等效黏聚力的Mohr-Coulomb准则代替Hoek-Brown准则;最后,将基于Mohr-Coulomb破坏准则的边坡临界滑动场计算方法进行改进,建立新的迭代方法,获得边坡在满足力与力矩平衡条件下的整体和局部临界滑动面和相应的安全系数。将该方法应用于2个算例和一工程实例边坡的稳定性分析,计算结果表明,该方法既继承了临界滑动场方法快速、准确找到边坡整体局部临界滑动面的优点,又能考虑岩质边坡非线性破坏的特点,更加符合工程实际。     

基于广义Hoek-Brown准则的边坡稳定性强度折减法数值分析

Hoek-Brown屈服准则作为估计完整岩石或节理岩体剪切强度的半经验准则,已成为岩体强度预测及计算领域应用最广泛的准则之一,并在边坡极限平衡法计算中得到了广泛应用,但很少应用于数值模拟计算领域。本文结合工程实例,以广义Hoek-Brown屈服准则建立数值计算模型,并基于强度折减方法计算边坡安全系数,经与等效Mohr-Coulomb屈服准则数值模拟及极限平衡计算对比,得出基于Hoek-Brown屈服准则的模拟计算结果与其它方法一致并且正确的结论。并认为不同屈服准则条件下的边坡潜在滑移面位置及变形特点存在差异,原因在于不同的屈服准则采用了不同的流动法则。与Mohr-Coulomb屈服准则相比,Hoek-Brown屈服准则采用基于应力水平的塑性流动法则更加体现了节理岩体的变形和破坏特点,可有效反映岩体的非线性破坏特征,更加接近工程实际,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

论“反规划”

指出导致系统性的、全国性的城市环境危机和城市功能与结构混乱的主要根源之一是计划经济体制下形成的、“规模-性质-空间布局”为模式的物质空间规划编制方法论;基于现行方法论的城市空间发展规划是一种建立在不确定基础上的空中楼阁。在此基础上提出“反规划”途径:强调一种“逆”向的规划过程,“负”的规划成果,即生态基础设施,用它来引导和框限城市的空间发展。文章强调,人地关系的和谐是解决一切城市问题的关键“。反规划”途径试图通过建立保障自然人文过程安全和健康的景观安全格局,来综合地解决国土生态安全问题、城市的功能结构问题、交通问题、城市特色以及城市的形态问题。     

关于“砂土液化动稳态强度分析”的讨论

拜读了王星华、周海林先生的“砂土液化动稳态强度分析”(发表于《岩石力学与工程学报》2003年第1期,以下简称“文[1]”)一文,受益颇多。针对文[1]所提出的动稳态强度问题,谈谈自己的看法,供大家参考。文[1]有如下阐述:“中砂、中密砂或密砂在周期振动力作用下,会发生液化和应变软化,最终达到一个稳定的残余强度。在此,残余强度在不同的振动周期,砂土的孔隙水压幅值不再增加,应力路径相互重叠,但是应变幅值却以恒定的速率不断增加,借助单调荷载中的稳定状态概念,称这种振动力作用下的相对稳定状态为动稳态。”在我国工程界,所谓液化定义为:…     

街道界面形态规划控制之“贴线率”探讨

"贴线率"概念来源于美国城市规划中的"街道墙"概念。而通过考察"贴线率"指标的使用现状,发现其内涵及算法存在多种不一致的表述。针对其算法不够完善,控制效果有限等问题,提出回归"街道墙"本源,限定其使用范围;或者建立根植于我国城市形态特点及规划实践现实的,较为全面的街道界面形态规划控制指标体系这两条可能的途径,以供探讨。     

“北京印象”技术“翻译”点滴

通过与德国建筑大师奥托·施泰德勤就“北京印象”项目合作设计的过程，寻找一种将国际建筑的新概念从技术上翻译成适合本土环境的建筑的方法。     

基于多维感官体验的“轻养”空间设计

<正>根据央视财经新媒体发布的"2021年中国青年消费大数据",保健养生位列2021年年轻人预期消费榜单的第二位。越来越多的年轻人关注健康,新生代的"养生热潮"已开启。尤其对于职场及生活压力较大的年轻群体而言,在养生休闲活动的选择上,会更青睐于诸如瑜伽、普拉提、SPA、健康护理等"轻养"型的项目。     

注重新内涵的“绿色房地产”

基于资源损耗、资源短缺、资源分布不均以及资源对经济的硬约束,在房地产界,世界性地求同存异,提出"绿色房地产"概念。"绿色房地产"作为专业词汇提出,必然界定其外延与内涵,并从内外结合的角度来归纳其关键内容,从而发挥其引领性作用,以"绿色"为原动力升级房地产的价值。本文通过对某绿色房地产案例的剖析,重点阐述了"绿色房地产"的4个方面的新内涵:1、绿色房地产讲究"天时、地利、人和";2、绿色房地产讲究"章法";3、绿色房地产讲究"科学性";4、绿色房地产注重"人性化"。     

回忆未来:有关“侨福芳草地”的城市札记

<正>跑赢了时间的慢建筑曾经,"SOHO尚都"项目十多年前筹建时,潘石屹旗下的高管们对着一路之隔"侨福芳草地"的设计效果图集体晒笑过一番。的确,与"SOHO尚都"出自名师之手的前卫造型相比,"侨福芳草地"的设计外观顿显平淡无奇。在那个流行形式迷信的年代预测,这个项目从一开始就似乎已经"输在了起跑线上"。曾经,"侨福芳草地"尚未竣工时提出过一项动议:由己方全额出资修建一座跨街天桥与马路斜对面的"世贸天阶"联通,但这个提案被以种种理由婉拒了。毕竟,与一度火爆异常的"世贸天     

对“开放住宅”设计策略的探讨

"开放住宅"是基于开放建筑理论的住宅建造新理念,它顺应了身处高速变革时代的住宅可持续发展要求,使住宅能够更灵活地应对家庭生活的需求和变化、能够与环境更友好、使用寿命更长。"开放住宅"的理论已在许多国家推广和应用,在我国住宅产业化进程中也备受关注。但是目前我国尚未形成系统的设计理论和方法。结合对"开放住宅"理念和案例的理解,探讨了在我国当前条件下为实现住宅的"开放",作为建筑设计者应主动运用的若干建筑设计策略。     

城市规划的“公共利益”之辩——《物权法》实施的影响与启示

《物权法》的颁布和实施,使得"公共利益"成为讨论的热点。城市规划长期以来自诩为"公共利益的代言人",然而城市规划行为究竟能否代表公共利益需要从法律角度进行检验。本文介绍了公共利益的内涵和特性,并通过几个较具影响的案例的分析,探讨了城市规划中的"公共利益"问题。文章的最后,提出了通过立法部分界定公共利益、借助正当程序和经济手段形成公共利益、仰仗司法体系救济公共利益等建议。