厦门海底隧道强风化花岗岩力学特性研究

 厦门海底隧道海域隧道地段存在多处风化深槽,岩体主要为全、强风化花岗岩。由于该类岩石强度低,压缩性高,自稳和自承能力差,在隧道衬砌结构的设计和施工工艺的选择方面会遇到一系列特殊的问题。主要通过对天然和重塑强风化花岗岩岩样进行一系列的室内试验,在掌握其基本物理力学特性的基础上,重点对其流固耦合作用下的力学特性进行研究,并建立该类强风化花岗岩的力学模型,通过反演分析对力学模型进行验证。研究成果对风化花岗岩类工程的力学参数取值有重要借鉴意义,对该类岩体中隧道的设计施工具有指导作用。     

工程地质力学及其应用中的若干问题

工程地质力学的研究对象是地质体变形破坏规律,地质体的基本特性为非连续、非均匀的变化,应用工程地质力学解决实际问题的关键在于判断当前地质体的状态,描述其力学特点及演化过程,它以地学为基础,力学为辅助手段,工程为研究目的,以期解决工程问题中有关地质力学的问题。无论是何种类型的地质力学实验,其能否真正解决实际工程问题,都取决于对地质条件的认知程度。因此,在应用工程地质力学的过程中,应当注意分析力学测量参数,并研究可获得力学参数的相关仪器,在提出完整力学模型的同时,注重计算方法和可行性验证和应用探讨。     

边坡岩体物理力学参数的统计特征研究

在试验的基础上对红砂岩边坡岩体物理力学参数的统计特征进行了研究,获得了进行岩质边坡可靠性分析时所需的各主要物理力学参数的近似概率分布模型,其规律性的认识对其他类型边坡岩体具有参考意义     

试验结果的数学拟合与力学模型

为了描述岩石的力学特征,通常会提出各种假设或力学模型,其模型参数一般依据试验结果来确定.模型应具有广泛的适用性,而不是仅能描述已有的试验结果.在没有获得力学模型之前,可以利用数学公式拟合试验数据.拟合公式应该具有物理基础,其中待定参数最好能表示材料的力学性质.以不同直径圆柱试样的承载能力与围压的关系为例,介绍曲线拟合方法和力学模型的建立过程,说明两者之间的区别;讨论文献中一些试验数据的公式拟合和参数确定,解释"过度拟合必将失真".由于试验结果并不完全是由试验控制参数决定,还受到其他多种因素的影响,拟合公式也应该体现这一物理事实.如果选择复杂的公式和过多的待定参数以追求过高的拟合精度,那么拟合公式将不能真实体现试验参数对试验结果的影响.     

基于数字图像的大型堆积体细观力学特性及 力学参数研究

大型堆积体常见于西南水电工程中，其力学性质极其复杂，需从细观结构上对其加以研究，才能从本质上揭示其力学特性及变形破坏的特征和规律。将数字图像处理技术DIPT) 应用到堆积体的数值模拟中，自行开发了 Photo-To-FLAC^3D (PTF) 自动建模程序，可实现对堆积体图像的分析处理、信息获取并自动生成细观模型文件的全过程，为堆积体力学行为的模拟提供了新的建模方法。以澜沧江古水水电站堆积体边坡为例，对实拍数码照片采用 PTF 实现其细观模型快速、准确的建立，运用三轴数值模拟试验对其力学特性及力学参数进行分析和研究。研究表明，堆积体变形表现出明显的“欺软怕硬”特性，受力表现出“贯穿带”的特性。提出随机统计分析法对堆积体力学参数进行研究，通过随机选取多组现场照片进行分析，由统计分析得出的力学参数与实际工程物理实验的参数非常接近，说明该力学参数研究方法的可信性，为堆积体力学参数的选取提供了一条新的路径和依据，是大型原位试验的有益补充。     

乐清湾滨海深厚淤泥工程特性试验研究

软土土性指标是软基处理设计的关键参数,其值具有很强的地域性和显著的不确定性。本文基于乐清湾港区疏港公路沿线区域350件原状淤泥质软土的土工测试数据,系统地统计分析了该地区滨海淤泥的基本物理力学指标;通过正态分布检验,对各指标的概率分布模型进行了统计分析;通过线性回归分析,提出了滨海淤泥主要物理力学指标之间的相互关系,初步揭示了乐清湾滨海地区的淤泥的工程特性,以期对以后工程有借鉴指导意义。     

考虑应变率效应与尺寸效应影响的普通混凝土名义抗拉强度理论预测方法

应变率效应和尺寸效应是混凝土力学领域重要的基础科学问题.以强度为代表的力学性能指标随应变率增大而提高、随结构尺寸增大则存在劣化的趋势.目前,对应变率效应的研究多采用试验观测的经验方法,现有表征应变率效应强弱的动力增大因子计算模型多基于有限数据拟合,参数缺少物理意义,因此不利于工程实际应用;尺寸效应方面已存在几类基于不同理论框架的模型分析方法,但仍存在较大分歧.结合前期研究工作中建立的具有实际物理意义参数的混凝土抗拉强度动力增大因子计算模型和考虑混凝土材料配合比参数的全局尺寸效应模型,提出了同时考虑应变率效应与尺寸效应影响的普通混凝土名义抗拉强度理论预测方法.研究可为基于性能的大体积混凝土配合比设计方法及其动态强度预测方法提供理论依据.     

统一流变力学模型参数的确定方法

统一流变力学模型同时包含黏弹性、黏塑性、黏性、黏弹塑性4种基本流变力学性态,根据岩石在不同应力水平下的加卸载蠕变试验曲线特性,可以全面地对统一流变力学模型及其14个特殊情况下的模型进行辨识.以采用统一流变力学模型对流变模型进行辨识的方法为基础,对流变力学模型参数的确定方法进行研究.先介绍黏弹性、黏塑性、黏性、黏弹塑性这4个基本流变力学模型模型参数的确定方法.然后,将蠕变试验数据中的蠕变应变量分离成衰减蠕变应变分量(其蠕变曲线函数可表示为指数函数)和定常蠕变应变分量(其蠕变曲线形函数可表示为与时间成比例的线性函数)2部分.并分别介绍衰减蠕变应变分量中同时含有黏弹性和黏弹塑性2种应变,以及定常蠕变应变分量中同时含有黏性和黏塑性2种应变这2种情况的流变力学模型参数确定方法.最后,通过锡矿山页岩和东乡铜矿红砂岩2种岩石在不同应力水平下加卸载蠕变试验结果,给出2个流变模型参数确定的实例.     

考虑围压效应的修正软岩热弹黏塑性本构模型

 大量的软岩三轴剪切试验表明,不同的围压下,软岩力学特性变化非常大。随着围压的增加,软岩的应变软化和剪胀性变弱;当围压足够大时,甚至表现为应变硬化和剪缩。已有软岩热弹黏塑性本构模型针对不同的围压大小,需要设定不一样的参数,使其应用到数值分析上带来一定困难。为了能用统一参数来描述软岩受围压影响的力学性质,对已有的软岩热黏弹塑性本构模型进行修正。修正模型中所有参数都具有明确的物理意义且都可通过常规三轴试验确定。通过实验数据与计算结果对比,验证了修正本构模型的正确性。     

花岗岩体水下钻孔爆破碎径的控制与应用

本文从解决工程爆破的实际问题出发，根据岩石爆破相似参数的物理力学意义和能量准则的原理，研究了花岗岩体水下钻孔爆破的破碎性能，并设计和选取了工程爆破的参数，在工程实践中获得了成功的应用。