赤平极射投影在岩质边坡稳定分析中的应用

基于前人研究成果,结合三维图象,运用赤平极射投影原理,直观展示结构面的空间发育特征和交切关系,随机搜索由结构面组成的所有块体,初步定性判断块体类型和块体稳定性,检索关键块体,计算和评价涉及工程安全的关键块体稳定性。     

三维岩石随机裂隙网络的块体自动识别

运用蒙特卡罗法模拟生成随机的结构面,在三维岩石块体系统自动识别方法的基础上,充分比较有限结构面和无限结构面相互切割成块体的异同,并结合基本的拓扑学原理,实现了三维岩石随机裂隙网络块体的自动识别,并有效地解决了多连通问题.算例表明了该方法的可靠性.     

赤平投影法在积石峡水电站泄洪洞与导流洞交叉段设计中的应用

针对积石峡水电站泄洪洞与导流洞交叉段大洞室，采用赤平投影法对洞室与岩体不同产状裂隙面组合形成的楔形体进行稳定性分析，通过判别关键块体，计算净滑动力，确定最终的可能可动块体及关键块体，选取最不利断面进行计算分析，绘制该断面可能最大可动域，确定锚固措施。对洞室锚固施工提供了可靠的设计依据，确保了施工安全。     

块体稳定性研究综述

块体理论由于能较合理地分析岩石块体沿结构面的滑动力学问题,一直是岩质边坡及地下洞室中工程岩体稳定性分析的主要方法之一。在国内外研究的基础上,分别阐述了块体的几何识别、可动性判断及稳定性计算方面所取得的成果;并就块体理论在实际应用中所涉及到的结构面空间延伸特征、边坡及地下洞室工程岩体内部关键结构面的存在与否对块体识别的影响,地应力、地震等作用及岩体结构面非完全贯通情况对块体稳定性的影响进行了阐述。指出了不同方法所具有的适用性和优缺点,阐明了在今后的研究中需进一步改进和深化的方向。     

基于关键块体理论的岩体稳定性分析方法及其在三峡工程中的应用

针对三峡工程船闸边坡、地下厂房等岩石工程建设中面临的复杂岩体结构块体稳定性问题,阐述了引进岩体关键块体理论解决工程实际问题的关键技术及过程。以关键块体理论为基础,提出任意形状块体的体积计算、凹形块体几何构型以及考虑一般水压模式条件下的块体水载荷计算等一系列方法,实现了复杂岩体地质结构面切割条件下的关键块体识别及多种载荷组合下的关键块体稳定性评价,并应用于三峡船闸边坡及三峡地下厂房等多个工程部位岩体稳定性分析与支护评价。三峡船闸边坡施工期数百个块体几何构型及稳定性分析结果表明关键块体稳定性分析结论与现场实际块体出露特征和稳定状态总体相符。所提出的基于关键块体理论的岩体稳定性分析方法具有较好的针对性和实用性,可为其他工程岩体稳定性分析提供理论依据。     

基于结构面特征的合掌岩石窟稳定性分析评价

合掌岩石窟属于浅埋洞室,其开挖和雕刻过程中的失稳情况主要是洞壁局部块体掉落。为分析评价洞壁的块体稳定性,进行了工程地质调查、工程钻探、声波测试、以及室内试验等工作,得到结构面的产状以及岩体的物理力学性质。采用BQ法对围岩等级进行划分,并采用基于结构面特征的赤平投影对洞室稳定性进行定性评价,运用块体理论进行定量评价。计算结果表明,洞壁及洞顶块体不稳定需进行加固。     

某水电站地下厂房块体稳定性分析

围岩稳定是地下岩体工程中的核心问题。当结构面产状比较复杂时,这些结构面与临空面组合,会形成一些可能失稳的关键块体,对这些块体的稳定性分析及加固设计尤为重要。采用空间拓扑理论及刚体极限平衡法,搜索出了潜在失稳块体,并对其稳定性安全系数进行了计算。算例表明,地下洞室块体稳定性分析对施工及运行期间的安全很有必要。     

圆形水工隧洞（管道）分岔口相贯线方程的计算与应用

提出了圆形主洞（管）收缩式洞段与圆形支洞斜交相贯线投影曲线的理论方法方程及分岔段的展开计算方法，并以计算实例说明的应用 。     

岩坡关键块体稳定的概率分析

本文结合某工程船闸边坡开挖方案及实际地质资料,在考虑结构面倾角、倾向二维正态分布特性条件下,通过将块体理论与力学的、概率的分析手段结合起来,提出了一种计算某类块体成为关键块体及其稳定性满足特定要求的概率大小的方法。利用这种方法对岩体中一组结构面进行了具体分析。计算结果表明,该方法可以作为一种从概率角度评价开挖面上块体稳定性的新途径。     

大型地下洞室围岩定位块体的快速生成及稳定分析

怎样利用岩体结构面与洞室开挖面相互切割形成岩石块体是大型地下洞室围岩块体稳定分析的关键技术之一。文章介绍利用ANSYS的面、体运算功能计算块体体积,并用接触单元模拟结构面,分析块体稳定性,具有较大的推广应用性。     

基于三维点云的结构面产状获取方法研究

为快速从地质结构面三维点云数据中提取产状信息,基于Python程序设计语言,编程实现了一套自动拟合平面并计算结构面产状的算法。首先,介绍了最小二乘法和主成分分析法2种算法原理和求解平面方程思路;其次,利用Python语言分别设计实现了上述算法,并引入奇异值分解帮助求解主成分向量,给出了关键代码和程序流程;最后,对2种算法进行对比和误差分析,并将平面方程转换为产状信息。将该方法应用于国际公开试验数据,人工截取指定结构面产状,计算结果平均值与实际值相比＜1°,最大不超过2°;无监督聚类分割生成的不规则结构面产状计算结果平均值与实际值相比＜4°,最大不超过8°,且主成分分析法误差更小。结果表明,该方法精确度高,使用简便,满足工程实际需要。     

莫尔应变圆极点法及应变极点特性研究

极点是根据单元体的应变状态在莫尔应变圆上做出的一个特殊点,通过极点可以获得任意平面的应变状态。为确定莫尔应变圆上的极点,提出了2种方法——平行线法和法线法。采用反证法分别验证了平行线法和法线法确定的应变极点的唯一性,采用几何作图法分别验证了平行线法和法线法确定的应变极点的可靠性。研究表明2种方法确定的应变极点位于莫尔应变圆的同一条直径上;应力极点与应变极点位于莫尔应力圆与应变圆组成的同心圆的半径上。莫尔应变圆极点法具有简便、准确的优点,避免了复杂的公式计算,是求解岩土工程中的稳定和变形问题及确定单元体复杂应变状态的优选方法。     

IBE-PFE方法在某水电站泄洪洞出口边坡稳定分析中的应用

鉴于传统方法在含复杂结构面岩质边坡稳定分析中的局限性,引进分区有限元与块体界面元混合算法,验算边坡的稳定性。针对某水电站泄洪洞出口边坡地形地质条件和结构面分布特点,建立数值模型。采用分区有限元与块体界面元混合算法,并结合强度折减法,逐步降低不连续面抗剪强度,计算得出块体刚体位移和接触点对接触状态。根据块体刚体位移发生突变并结合滑动通道失效点对完全连通,确定了边坡的安全系数和破坏方式。结果表明:边坡稳定安全系数为1.80;边坡最可能以坡顶预设缝、坡脚预设缝以及f_(555)结构面为滑动通道发生失稳破坏。该方法具有准确确定边坡危险滑动面和安全系数的优点。     

水电站高陡边坡地震稳定性分析

文章采用赤平投影分析和块体离散单元法,分析高陡岩质边坡岩体内不同结构面组合类型对边坡稳定性的控制作用,分析表明该边坡在地震作用下的主要破坏模式为坡体上部局部小规模楔形体滑移破坏,主控该边坡稳定性的最危险结构面组合为J2J3结构面组合。     

考虑结构性影响的黄土隧道围岩力学响应分析

针对目前黄土隧道变形分析中未考虑围岩结构特性的现状,以平面应变试验为载体,研究了结 构性参数与强度参数、围压、含水率及剪应变之间的关联模型;运用ＦＬＡＣ3Ｄ数值软件建立实体隧道三维 模型,采用Ｆｉｓｈ语言程序编写,将结构性引入到隧道变形计算中,主要分析围岩土体结构变化对隧道变 形的影响。研究结果表明:土体结构性对隧道变形的影响规律,即考虑结构性影响时隧道沉降偏大,传 统研究结果偏不安全,需加以重视;提出了通过结构性参数变化规律确定围岩松动圈的思路,为结构性 的进一步工程应用提供参考。     

小湾电站进水口高边坡稳定性研究

为了确定小湾电站边坡的最小安全系数,利用UTEXAS2软件对进水口正面、侧面共7个剖面进行了分析计算,对侧面采用圆弧搜索法计算安全系数,给出最危险滑移线;对正面边坡,根据其缓倾角断层和陡倾角结构面,采用非圆弧搜索法对指定滑面进行计算,将最危险的f3断层及gm89 8断层与各陡倾角结构面进行组合,得出当f3与陡倾角结构面f12进行组合时,在剖面6处安全系数最小的结论.     

一种改进的岩体结构面产状快速聚类分析法

岩体结构面的优势产状是进行岩体工程研究与分析的基础,传统的玫瑰花图、极点等密度图等方法精度差,其结果往往只是给出优势组数。为了准确地给出结构面的优势产状,本文采用改进的快速聚类分析方法,将结构面产状表示为空间单位上半球体球面上的点,通过构造密度函数求取各数据点加权值对结构面产状进行分类判定。同时,将该方法应用于某矿山运输公路边坡优势结构面的统计分析之中。结果表明采用该方法分析结果可靠,分类合理,能准确得出优势结构面产状,能有效消除孤立点对聚类结果的不利影响。     

基于钻孔图像的结构面分布分维数计算方法

在工程实践中,对岩体结构面分布的分维数进行实测往往存在一定的难度,但是采用钻孔摄像技术既能够准确获取布设的钻孔内各项地质信息,而且形成的钻孔图像能够直观地反映钻孔中岩体结构面的特征参数,因此提出了一种基于钻孔图像的岩体结构面分布分维数计算方法。该方法的原理是:首先,通过钻孔图像获取研究区域内各钻孔内的岩体结构面的特征参数(包括倾角、倾向、隙宽、间距);然后,根据各钻孔之间的连通判断准则,判断区域内各钻孔结构面的连通性,并估算出研究区域内结构面的迹长值,同时参照钻孔的孔位及深度信息,来界定研究区域模型的范围;最后,结合Monte-Carlo法,建立岩体结构面分布的三维网络模型,根据分维数计算方法,求解模型各研究面的分形维数,并将3个钻孔的整体连通模型和各钻孔模型所得到的分维数开展对比分析。结果表明,该方法的计算结果与其他评价方法的结论一致。