水压致裂法应力测量及在工程中的应用

文章介绍了水压致裂法应力测量的原理、计算理论以及具体的试验方法，并对该方法在水电工程岩体地应力测量中的应用及取得的成果进行了详细的分析。通过计算分析，可得到岩体主应力大小、方向及岩石抗拉强度等力学参数。     

水压致裂法测定岩体应力在马鹿塘工程中的应用

东北勘测设计研究院研制改进了水压致裂设备（包括封隔器和印模定向设备），并成功地应用于马鹿塘水电工程厂洞区水压致裂法岩体应力测试中。经实测，测得该区的最大水平主应力量级为６．８（±１．４）ＭＰａ，方位为Ｎ１３°（±５．６°）Ｅ，最小水平主应力量级为４．１（±０．７）ＭＰａ，最大、最小水平主应力比为１．７。上述成果规律性较好，可用于工程设计中。     

水压致裂法三维地应力测量在工程中的应用

综合论述了3个不同方向钻孔水压致裂法和单钻孔水压致裂法的三维地应力测量原理和方法,并严格推导了这两种测量方法资料整理的计算公式,在实际工作中可操作性很强。通过水布垭水利枢纽工程和宣恩洞坪水利枢纽工程中所进行的地应力测量实例可见,三维地应力的实测成果与二维实测成果比较,结果相当一致。从而弥补了以往传统的水压致裂法地应力测量只能测量钻孔横截面上的二维地应力状态的缺陷,扩大了这种测量方法的应用范围。     

水压致裂法地应力测量破裂准则的探讨

本文研究了水压致裂法地应力测量的破裂准则,主张采用三轴载荷条件下的霍克和布朗破坏准则置代经典理论的最大单轴拉应力破坏准则,提出了对经典理论的修正公式,并举有实例。     

水压致裂法在某深埋隧洞地应力测试中的应用

介绍了水压致裂法原地应力测量原理,对某隧洞的水压致裂法试验成果进行了详细分析,查清了该隧洞部位地应力大小和方向,评价了地应力对隧洞施工的影响。     

考虑渗流应力耦合的XFEM水压致裂模拟

推导了含裂隙饱和多孔介质的水压致裂全耦合问题的扩展有限元增量迭代求解格式。通过对含中心裂纹无限大平板的裂尖位移场解析解的分析,按Ⅰ型和Ⅱ型变形特征进行提取,构建了一种新型的内聚裂尖加强函数,使传统扩展有限元中受裂尖加强影响的节点由每个节点8个裂尖加强自由度缩减到2个(平面问题),大大减小了计算规模。以含中心斜裂纹的多孔介质平板为例,验证了内聚裂尖加强模式的正确性,并对两种裂尖加强模式的雅克比矩阵条件数进行了计算。结果表明:内聚裂尖加强模式下扩展有限元的计算精度与传统扩展有限元的计算精度同阶,且网格较密时,本文处理方法的计算精度高于传统模式的。最后将改进的内聚裂尖加强模式应用到混凝土重力坝的水压致裂模拟中,取得了良好的计算效果。     

阳江抽水蓄能电站岩体水压致裂综合测试与应用研究

阳江抽水蓄能电站的输水隧洞围岩承受最大静内水压力高达7．88MPa，因此原地应力状态、围岩自身承载能力及高压透水性状等对工程的科学设计不可或缺。测量结果表明，工程区现今地壳应力场的总体特征为：最大水平主应力的优势方向为NW-NWW向；厂房和高压岔管区围岩的最大主应力值一般为14．5±0．5MPa，最小主应力值一般为9±0．5MPa；围岩自身的抗载强度一般为10～14MPa；在8～10MPa高压力作用下围岩基本不透水。洞室围岩物理力学参数的这些测试成果，为工程的科学设计提供了可靠依据。     

某抽水蓄能电站水压致裂法地应力测试分析

由于水压致裂法能在深钻孔中测量岩石应力并且具有花费较少的优点,因而得到了广泛的应用。测量原理表明,水压致裂应力测量过程中的一些特征压力点,如破裂压力Pb、重张压力Pr、关闭压力Ps等与岩石应力有关。实例分析证实,水压致裂法应用于地应力分析是合理可行的。     

关于钻孔水压致裂法测地应力的商榷及新的设想

钻孔水压致裂法用于测地应力,因其测试方法简单测量深度大,又不涉及岩体弹性参数,因此广泛流行于国内外.但是,它所测得的地应力的大小和方向却是值得研究的,仅σ_1的方位具有一定程度的可取性.本文通过对地应力成因和此法目前所依据的计算理论及公式的分析,对这个问题做了一定程度的论证.并设想在地应力测量方面有所改进,现提出了用岩体磁场法测地应力这一有待探讨的设想.     

基于Fortran6.6的应力空间内主应力计算

在塑性力学中,主应力是表征材料应力状态的量。在应力张量主值三角函数解的基础上,推导了应力空间内主应力的通用解析式表达式,运用Fortran编写计算算例,与调用Fortran中IMSL函数库计算结果进行对比分析表明:所推导的公式及运用For-tran语言进行编译过程是正确的,这为研究材料的应力状态和本构开发提供一定的参考。     

糯扎渡水电站大坝应力变形及抗水力劈裂特性研究

心墙堆石坝初次蓄水是事故高发期,特别是蓄水速度较快时,可能对坝体的应力变形安全造成一些不利影响,如后期变形增加且稳定延长,甚至引起心墙水力劈裂发生裂缝。为确保大坝安全,需对初次蓄水速度进行深入研究。本文依托糯扎渡电站高心墙堆石坝工程,从大坝的应力变形及心墙的抗水力劈裂特性等方面研究了初次蓄水时的大坝安全特性,并提出蓄水速度建议。     

宝塔山特长隧道岩体应力场特征分析

宝塔山隧道全长10 480 m,最大埋深600 m,属目前山西省最长的公路隧道.复杂的地形地貌条件以及地质构造影响,使得隧道区地应力分布复杂.为研究隧道区岩体应力场特征,首先介绍了水压致裂法地应力测试成果,以此为基础通过有限元分析得到应力剖面,最后从地形地貌、地质构造、地质力学角度综合分析了区域构造应力场.结果表明,测...     

大型水工隧洞的现代设计方法

二滩水电站导流隧洞规模大、初始地应力高,设计中采用了现代地下结构设计理论和方法。本文介绍该隧洞的设计方法和设计成果,并提出了位于高地应力区的大型隧洞设计中应特别重视的几个问题。     

加蓬大布巴哈水电站引水隧洞水力劈裂试验研究

详细论述了加蓬国大布巴哈水电站引水隧洞水力劈裂试验的原理、试验设备、试验过程,并对最终得出的数据进行统计分析,评价引水隧洞在高压水头作用下裂隙张开的可能性及张开后岩体裂隙渗透特性,从而指导引水隧洞衬砌设计,优化钢衬段长度。     

尼泊尔东北部某水电站引水隧洞初始地应力场反演分析

为了对尼泊尔东北部某水电站大埋深引水隧洞初始地应力场分布特征进行研究与评价,以现场水压致裂法地应力实测资料为基础,通过构建回归方程并拟合实测数据,采用三维有限元回归分析方法获得了工程区初始地应力场分布规律.应力场反演结果表明,测点位置处的应力回归计算值与现场实测值拟合程度较高,充分体现了回归结果的合理性.隧洞轴线所处区...     

考虑剪切中主应力方向的砂土本构模型

考虑状态依赖性的弹塑性本构模型是当前现代砂土本构理论发展的一个主流方向，但目前所引用的状态参量虽能够反映孔隙比与平均有效应力的联合效应，但尚不能反映剪切过程中的主应力方向对砂土应力—应变关系的影响。大量复杂应力条件下的空心扭剪试验证明，剪切中的主应力方向对砂土的变形和强度特性具有重要的影响。本文在考虑砂土状态依赖性的本构理论的基础上，提出了一个含有主应力方向的砂土状态参量，并将其同时引入剪胀方程和塑性模量，以此为基础建立了一个能够反映剪切中主应力方向的砂土弹塑性本构模型，通过同相关试验数据的对比和分析，验证了该模型可以较好地模拟砂土在不同主应力方向下的应力—应变关系。     

考虑剪切中主应力方向的砂土本构模型

考虑状态依赖性的弹塑性本构模型是当前现代砂土本构理论发展的一个主流方向,目前所引用的状态参量虽能够反映孔隙比与平均有效应力的联合效应,但尚不能反映剪切过程中的主应力方向对砂土应力-应变关系的影响.大量复杂应力条件下的空心扭剪试验证明,剪切中的主应力方向对砂土的变形和强度特性具有重要的影响.本文基于考虑砂土状态依赖性的本构理论,提出了一个含有主应力方向的砂土状态参量,并将其同时引入剪胀方程和塑性模量,以此为基础建立了一个能够反映剪切中主应力方向的砂土弹塑性本构模型.通过同相关试验数据的对比和分析,验证了该模型可以较好地模拟砂土在不同主应力方向下的应力-应变关系.     

水工薄壁结构混凝土中的干缩应力

简要论述了水工薄壁结构混凝土的干缩机理以及湿度场、干缩变形和干缩应力的理论与计算方法,用有限单元法计算了江苏石梁河新建泄洪闸闸墩混凝土的湿度场和干缩应力。计算结果表明,干缩应力在水工薄壁结构混凝土裂缝产生和发展中有很大的作用,是薄壁结构混凝土乃至大体积混凝土产生表面或贯穿性裂缝的重要因素。     

高压压水试验在压力隧洞设计中的应用

通过介绍高压压水试验原理和方法,分析了其在压力隧洞衬砌设计方案中运用的可行性,并给出了具体的工程设计实例和理论分析．实践成果表明,该方法能够成功解决压力隧洞衬砌设计类型问题,具有较高的实际运用价值．