考虑塑性变形的岩石损伤本构模型初步研究

利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法建立了考虑损伤和无损岩石塑性变形的Helmholtz自由比能函数，并用连续损伤介质力学方法推导出了考虑损伤和无损岩石塑性变形耦合的岩石弹塑性损伤本构关系，给出了损伤演化方程和塑性应变发展方程，该模型还反映了岩石损伤部分不能承受拉应力等力学特性。     

节理岩体正交各向异性等效强度参数研究

将节理裂隙视为岩体的损伤,利用岩体裂隙网络模拟技术、损伤力学和节理张量理论对等效抗剪强度参数(即黏聚力和摩擦系数)进行了研究。在岩体损伤力学研究成果的基础上,研究了包含多组节理裂隙的岩体在空间任意截面上损伤变量的近似计算方法;以损伤变量作为加权系数,将岩块和结构面抗剪强度参数的加权平均值作为岩体等效强度参数;根据岩体在各空间截面上的等效抗剪强度参数计算成果,将岩体抗剪强度参数等效为正交各向异性变化的抗剪强度参数;编制相应的计算程序,通过计算实例验证了研究成果和计算程序的正确性。     

柱状节理岩体渗透性模型试验研究

针对柱状节理岩体渗透性质的研究较少,开展了柱状节理岩体相似材料的模型试验,研究了柱状节理岩体相似材料在多次围压循环加卸载作用下的渗透性质,分析得出柱状节理岩体存在表征单元体积,可以采用等效连续介质模型分析柱状节理岩体的渗流性质,提出了计算柱状节理岩体渗透率张量的方法,基于张量不变性理论,推导出了柱状节理岩体渗透张量的主渗透系数的计算公式。研究表明:在围压初次加载阶段,柱状节理岩体渗透张量的主渗透系数随围压加载显著降低,在随后的围压循环加卸载阶段主渗透系数保持较低值,围压的加卸载对柱状节理岩体的主渗透系数影响较少,且在每个围压加卸载阶段,柱状节理岩体渗透张量的主渗透系数与围压均呈幂函数关系;柱状节理岩体渗透张量的主方向随着围压加卸载逐渐增大,在初次围压加卸载阶段增长显著,在此后的围压加卸载阶段缓慢增长;柱状节理岩体在低围压下渗透各向异性较为显著,且随着柱体倾角增大渗透各向异性逐渐减弱,在第一次围压加载阶段,随围压增大柱状节理岩体的渗透各向异性迅速减弱,当加载到高围压时,柱体倾角对柱状节理岩体的渗透各向异性几乎没有影响,在此后的围压循环加卸载阶段,柱状节理岩体的渗透各向异性稳定在较低水平,柱体倾角对渗透各向异性的影响很微弱;柱状节理岩体的渗透性质均是在第一次围压加载阶段发生显著变化,且围压卸载后渗透性质不能恢复,此后的围压循环加卸载对其渗透性质影响很小。     

节理面非线性变形对SV波透反射性能影响

 平面SV波穿越节理面是一个复杂的问题,节理面刚度、入射角、法向非线性位移、切向非线性位移、入射波频率等都是影响节理透反射性能的重要因素。采用射线理论推导SV波穿越线性变形节理的透反射解析解,利用Lemaitre等效应变假设原理,分别采用Goodman和Duncan模型描述节理面非线性变形,考察节理面透反射性能受法向与切向非线性位移的影响。研究结果发现：SV波垂直入射节理面,只产生反射SV波和透射SV波,由于节理面刚度参数的影响,刚度越大则反射系数降低、透射系数增加,非线性位移越大其变化随刚度变化越快;节理面呈现出低通滤波器功能,频率越高越容易被反射,越低则越容易透射;法向与切向位移对不同波场的影响程度不同,正是非线性位移的大小决定节理面法向与切向的有效刚度,最终决定弹性波在节理面上的透反射性能。     

非贯通裂纹岩石压缩试验及非线性回归分析

采用岩石力学伺服试验机,对非贯通预制裂纹大理岩进行了单轴压缩试验;利用简单相关系数和偏相关系数,基于试验结果对裂纹间距、裂纹长度、裂纹数目、裂纹倾角等因素与试验岩样抗压强度之间的相关性以及各影响因素之间的相关性进行了对比分析．结果表明：非贯通预制裂纹岩石的各个影响因素之间相互交叉影响,互为因果,存在较为严重的多重相关性;偏相关系数能更为合理、准确地反映出影响参数之间的相互关系,可以作为定量描述多重相关性的尺度．针对非贯通裂纹岩石的各个影响因素之间的多重相关性,采用偏最小二乘法对影响参数进行主成分的提取,使得相互影响的因素转变为相互之间不相关的主成分,并分析解释了所提取的主成分．采用多项式对普通偏最小二乘法回归进行了改进,得到了一种不仅能有效克服参数之间的多重相关性,而且可以进行偏最小二乘非线性回归分析的方法;基于提取的各主成分,对非贯通裂纹岩石各个影响因素与单轴抗压强度进行了偏最小二乘非线性回归分析,得到了较为精确的回归预测结果．     

岩土工程参数多重相关性的度量

表征岩土体特性的物理力学参数往往是一些不确定性变量，它们相互交叉影响、互为因果，存在互相关性。对于多变量的情形，由于自变量之间的相互作用，各自变量与因变量之间的相关关系不是简单相关系数所反映的情况。基于偏最小二乘法的回归理论，引入偏相关系数，辨识和度量岩土体的各物理力学参数之间的关系，并给出了算法实例和分析实例。工程算例表明，偏相关系数与简单相关系数有较大差别，这是由于多变量中重叠信息的交又影响的结果，偏相关系数更准确、真实地反映变量之间的相关关系。     

基于模糊集理论的边坡稳定性分析

岩土工程中的各种信息都存在模糊性,通过对边坡稳定性分析中模糊因素的研究,提出了一种工程边坡模糊稳定性分析的新方法,建立了边坡稳定性分析的模糊数学模型,并给出了相应的求解方法。该模型可以考虑分析中所涉及到的计算力学参数的模糊性。在分析岩土力学参数试验资料的基础上,结合专家经验提出了岩土力学参数的隶属函数构造方法,利用统计资料构造了边坡稳定性评价的隶属函数,并提出了边坡稳定性评价的具体分类指标和模糊安全系数隶属度的计算方法。实例研究表明边坡稳定性模糊分析方法是一种更为合理的研究边坡稳定性的新方法。     

大型复杂岩质高边坡安全监测与分析

 岩石高边坡稳定性是水电站建设能否顺利进行的关键问题之一。锦屏一级水电站左岸开挖高边坡地应力高、断层裂隙发育、岩体卸荷深度大,地质条件十分复杂,边坡在施工期和运行期的稳定性问题特别突出。介绍左岸边坡的监测布置,并对岩体表面变形趋势、空间分布形态、变形与开挖的关系进行分析,对多点位移计变形大小、岩体变形与结构面的关系进行探讨,对平洞石墨杆收敛计变形、谷幅平距观测、锚索荷载和抗剪洞变形等监测结果进行综合分析,得到边坡岩体的变形规律。研究结果表明,锦屏一级水电站左岸边坡岩体受开挖影响的范围较大,超过80 m,边坡岩体卸荷松弛变形量级较大,边坡岩体应力释放与转移过程较长,边坡达到完全稳定需要的时间较长。该工程的监测成果可供其他类似工程参考和借鉴。     

地震作用下岩体锚固性能研究综述与展望

系统论述了地震作用下岩体锚固性能的国内外研究现状和进展,包括锚杆预应力和轴力变化、锚杆破坏形式、喷锚支护破坏形式及抗震性能研究以及锚索在加固坝基和边坡中的运用、锚具性能研究、损伤和变形研究等。提出该课题的研究内容和存在的问题,对其今后的发展趋势进行了展望,旨在为相关的工作提供参考或依据。     

降雨诱发滑坡机制研究

以三峡库区几个典型滑坡为实例,分别研究了降雨诱发滑坡的机制．结果表明,长江三峡地区鸡扒子滑坡是典型的暴雨诱发滑坡,新滩滑坡（姜家坡滑坡）是典型的久雨诱发滑坡