基于岩体波速的Hoek-Brown准则预测岩体力学参数方法及工程应用

 根据建立的由岩体波速估算地质强度指标GSI和岩体扰动参数D的计算公式,引入Hoek-Brown准则,给出岩体波速预测岩体力学参数方法(简称岩体波速法)。以中缅油气管道(国内段)澜沧江跨域工程边坡岩体力学参数研究为例,并以室内岩石物理力学参数和场区声波测试数据为基础,采用岩体波速法和E. Hoek建议法预测场区的岩体力学参数。结果表明：岩体波速法和E. Hoek建议法所得的结果平均相对误差均较小,两者基本等效,数值模拟结果更进一步验证了工程应用效果的合理性。该方法在试验资料不足的情况下,能为岩体力学参数的快速评价提供一条新途径。     

岩体物理力学参数取值方法研究

对目前常用的求取岩体物理力学参数的试验法、经验分类法、综合法等方法作了简要的总结介绍，并作出有关评价，在合理确定岩体力学参数的基础上保证岩体工程的可靠性。     

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。     

岩体力学参数取值方法对比研究

岩体材料最重要的特征是具有复杂的变异性,参数值具有显著的不确定性。岩体力学参数的合理取值是岩体力学研究中最困扰研究人员的瓶颈。本文对岩体参数的估计进行了有益讨论,分析了岩体力学参数取值问题多种不同方法的研究状况,这对促进岩体工程设计参数的测定和正确选择很有意义。     

悬索桥隧道式锚碇系统力学行为研究

根据悬索桥隧道式锚碇系统数值模拟结果，通过现场原位相似模型试验进行验证，研究了锚碇系统的力学行为特征、变形机制及稳定状态。结果表明，在主缆张拉和运营阶段，围岩对锚碇的夹持作用是以锚碇前底板为支点来抵抗锚碇体后部向上转动和向前滑移。岩锚初始预应力、自由段长度、外部荷载量值控制着锚索及锚碇在锚碇系统中参与的荷载贡献值和作用时机。锚碇体倾角、长度、放大角、接触界面粗糙度及结合程度影响锚碇位移和系统的稳定性。     

超大跨度悬索桥隧道锚承载特性的岩石力学综合研究

 针对四渡河特大桥宜昌岸隧道锚承载特性问题,采用基于岩石力学的综合研究方法,从围岩地质与力学特性、隧道锚1∶12实体模型试验及隧道锚承载特性数值分析等方面,对隧道锚与围岩岩体变形机制、时效特征及超载安全性等方面开展系统研究。结果表明,通过岩石力学试验及基于实体模型试验获得的隧道锚围岩弹塑性及流变参数符合实际;在设计水平下,隧道锚锭围岩变形在mm级水平;隧道锚极限抗拉拔力≥7.6倍设计载荷,满足锚固安全系数＞4.0的设计要求;实桥隧道锚碇的长期安全系数≥2.6。通过工程实际施工过程中的监测实施,对研究成果和结论的合理性进行验证。研究技术路线及成果可供山区类似桥梁建设借鉴。     

节理岩体力学参数取值研究

本文提出了一种确定节理岩体力学参数的计算机模拟试验法。该法基于节理裂隙的野外勘探资料建立岩体的损伤断裂模型,可在计算机上模拟计算实际试验过程,获得应力-应变全过程曲线和岩体变形模量、抗剪强度参数的各自异性特征。文中具体研究了拉西瓦工程岩体参数的取值问题。     

泥岩力学参数遇水软化特性试验研究

为研究泥岩力学参数遇水软化特性,以重庆几江长江大桥隧道锚碇所在遂宁组(Jsn3)紫红色泥岩持力层为研究对象,系统地开展了室内及原位力学试验。结论如下:(1)泥岩天然极限抗压强度5.8 MPa,饱和极限抗压强度4.1 MPa,软化系数0.71,水对泥岩单轴抗压强度弱化作用明显。(2)泡水8 d后,泥岩的变形模量和弹性模量较天然状态下平均降低了31.0%、23.77%,抗变形能力降低;遇水后,孔隙中粘土矿物与水反应,细小岩粒吸附的水膜厚度增加,体积膨胀,导致变形模量及弹性模量下降。(3)相较天然状态,泡水8 d的抗剪断峰值与粘聚力值分别降低了15.12%与2.08%。泡水后,泥岩中微裂隙膨胀软化不均一,内摩擦角与粘聚力不均匀降低,导致力学强度值降低;渗水沿着裂隙浸润,裂隙逐渐延伸并继续向软弱结构纵深发展,时间越长,不规则多边形裂隙面趋向浑圆,起伏不均的结构面变得平整圆润。     

采用综合勘测技术研究隧道锚岩体工程地质特征

结合岩溶地区新型悬索桥工程实例—中缅天然气管道澜沧江跨越工程,介绍了隧道式锚碇综合勘测技术;通过工程地质调绘、钻探、物探、跨孔电磁波CT、波速测试、钻孔全景数字摄像、室内试验等多种手段,研究了锚碇岩体的工程地质特征,从地层分布情况、岩溶发育、裂隙发育、岩体完整性、水文地质特征等多个方面对岩体工程地质进行分析与评价;根据测试结果并结合工程经验,给出了相应的设计参数,并对设计及后续施工提出了合理化建议。     

复杂岩体力学参数取值研究

通过对清江水布垭地下厂房岩体力学试验成果的综合分析,研究了岩体性状、试验单元非均质性、试验方法、围压以及各向异性对岩体力学参数的影响,在此基础上进行复杂岩体力学参数取值.     

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。     

层状软岩力学特性现场试验研究

水布垭水电站地下厂房薄层页岩、粉砂岩互层岩体及层间剪切带属于层状软岩,针对其进行原位承压板法变形试验、直剪试验及三轴试验,对通过不同试验得到的力学参数进行了对比分析,结果表明：变形模量的围压效应明显,通过三轴试验得到的变形模量大于承压板法变形试验的变形模量,且随围压的增加而变大;三轴试验有整体拉裂破坏和较软层首先拉裂而导致破坏两种破坏方式;通过三轴试验求出的抗剪强度参数明显大于以层面为剪切面的直剪试验抗剪强度参数。     

隧洞围岩力学参数综合估算方法的应用研究

针对目前隧洞围岩力学参数估算方法缺少横向对比的缺憾,本文推荐采用力学参数综合估算方法对待评区围岩进行参数估算。首先对目前常用的行业规范法、拟合公式法、经验准则法等力学参数估算法进行了详细归纳、汇总,并指出各自在应用中需注意的问题、确定方法等,藉此,以某水利水电隧洞0+105 m～0+132 m段为研究对象,基于现场围岩结构特征素描结果进行围岩质量评价,进而实现应用行业规范法、拟合公式法、经验准则法对待评围岩力学参数的估算,并应用横向关联对照分析方法推荐了力学参数的取值结果。经与原位测试与室内试验结果推荐值对比发现,本文采用的力学参数综合估算方法结果与其取值大小、范围均较吻合,验证了该方法的合理性。对于隧洞围岩力学参数的快速、准确估算具有一定借鉴意义。     

大足宝顶山石刻区岩体水力参数研究

本文利用提水试验、裂隙几何参数及长期观测资料对石刻区的岩体水力参数 (渗透系数、给水度、降雨入渗系数 )进行了研究 ,研究结果对防治石刻岩体渗水病害有着重要的实际应用价值     

连拱隧道围岩压力的释放率分析

连拱隧道作为公路隧道新的结构型式,理论上还不成熟.以云南省元磨高速公路的两座连拱隧道作为工程背景,按弹性阶段相似原则进行两组连拱隧道室内模型试验,包括隧道处于常规应力状态下和偏压状态下的模型试验.采用压力盒量测施工过程中隧道围岩压力,并提出了围岩压力释放率的概念,对连拱隧道开挖过程中围岩压力的变化特征进行了分析,同时对两种应力状态下的试验结果进行了对比分析.得出的结论对连拱隧道的设计和施工有积极的指导作用.     

单向加锚双向增强岩质材料力学参数试验研究

岩土锚固技术在边坡工程和地下洞室支护过程中有着广泛的应用,能将较不稳定的岩土体锁固在稳定的地层中,但因岩体结构的复杂性导致岩体存在着沿其结构面破坏的趋势,使锚杆不但承受沿其轴向的抗拉作用,还应发挥沿结构面方向的抗剪作用.为验证单向加筋对岩石力学参数的双向增强作用,基于相似理论,以西南地区常见的灰岩为参照对象,进行了不同...     

Hoek-Brown经验准则在清连公路岩体综合抗剪强度指标确定中的应用

清连高速公路沿线边坡多为岩质边坡,地质条件复杂且边坡众多,边坡稳定性计算所需的岩体抗剪强度参数难以通过试验取得,故依据现场地质条件采用Hoek-Brown经验强度准则来确定边坡岩体力学参数,并与规范提供数据相比较,验证了参数选取的合理性。     

软质岩中压力型锚索锚固段应力分布特征

为了研究软质岩中压力型锚索锚固段应力分布和传递规律,进行了足尺现场试验.制作了与实际工程条件相似的试验锚索,在试验锚索的锚固段砂浆体中按一定间距设置了应变砖,记录了在不同张拉荷载下各测点的应变情况,测得压力型锚索锚固段的轴向应变和径向应变分布曲线.通过对试验结果进行分析处理,得到了锚固段与围岩界面剪应力分布曲线.测试结...     

溶蚀孔隙型灰岩岩体宏观力学参数取值研究

灰岩地层具有较好的可靠性和适宜性,并具有较大的各向异性,其分布从大的溶洞、管道、断裂到小的溶蚀裂隙、孔洞等,前者在工程探测及处理措施方面研究已较为成熟,笔者针对溶蚀孔、隙型灰岩的力学参数取值进行了研究,得到了如下结论:溶蚀孔、隙型灰岩岩石抗压强度与孔隙率存在较好的幂函数关系,幂常量接近于-0.5,即y=ax^-0.5,其系数a代表了孔隙率为1%时的岩石抗压强度;基于Hoek-Brown强度准则及岩体孔隙率n,建立岩体参数m_b、S、a与孔隙率n的关系式,并通过孔隙率来描述岩体力学参数(岩体抗压强度R_cm、岩体抗拉强度R_tm、岩体抗剪强度参数c_m和φ_m),简化了通过量化GSI进行力学参数取值的复杂性,避免了量化GSI的主观性和不确定性,在溶蚀孔、隙型灰岩地层具有较好的可靠性和适宜性,对同类场区的工程建设具有一定的指导意义。     

大光包滑坡滑带碎裂岩体原位钻孔剪切试验研究

安县大光包滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡,滑坡南侧暴露长约1.8 km顺层滑带,其岩体高度碎裂化,引起广泛关注。为准确评价滑带碎裂岩体的强度参数,笔者在前人研究的基础上开展了细致的野外调查工作,采用法国Phicometre岩土两用原位钻孔剪切试验仪对大光包滑坡滑带碎裂岩体进行了原位剪切试验。将试验结果与Hoek–Brown岩体强度准则估值和基于工程地质类比法的力学参数建议值进行了对比分析。基于以上研究,提出了大光包滑坡南侧顺层滑带碎裂岩体力学参数建议值:内聚力为245~480 k Pa,内摩擦角为25.0°~26.5°。