致密岩石气体渗流滑脱效应试验研究

由于致密结构和低的渗透率,气体在孔隙喉道小的致密岩石中流动会受到滑脱效应的影响。以湖南某试验场地致密砂岩为研究对象,对岩样进行了微观结构的SEM分析,通过一系列围压和孔隙压力作用下的砂岩气体流量和渗透率测试,研究气体在致密岩石中渗流特征,证明了致密砂岩气体流动存在滑脱效应现象,其渗流不符合Darcy定律。分析了孔压对滑脱效应的影响、滑脱效应对气测渗透率的影响以及滑脱因子与绝对渗透率的函数关系。研究结果表明,滑脱效应对气测渗透率的影响随着围压和气体孔隙压力的变化有所不同。同等围压下,孔隙压力越小,滑脱效应越明显,导致气测渗透率大于砂岩绝对渗透率。同等孔压下,当围压达到某一值后,其对滑脱效应的影响有限,同时也说明围压对岩石的压密是有限的。砂岩的平均气体孔隙压力与气测渗透率关系更加符合二次项曲线方程。计算获得的克努森数Kn说明了在相对高的围压和低的孔隙压力条件下,气体渗流过程位于滑脱流和过渡流之间,传统的N-S方程可能不再适用,应用Knudsen扩散方程更加合理,特别是当克努森数Kn比较高时。     

基于COA-LSSVM模型的边坡位移时序预测

鉴于预测边坡位移变化对边坡稳定性的重要意义,利用布谷鸟优化算法(COA)对最小二乘支持向量机(LSSVM)的核函数参数和惩罚因子进行寻优,从而建立了边坡位移时序预测的COA-LSSVM模型,并将该模型应用于锦屏一级水电站左岸高边坡变形预测中。与PSO-LSSVM模型的预测结果对比表明,COA-LSSVM模型具有更高的预测精度,预测结果更接近于实际的监测数据。     

坝基工程岩体结构分类分数维研究

利用分数维理论对岩体结构进行定量描述，提出并确定了坝工工程岩体结构定一划分的改进的连续亨明法，以长江三峡坝基岩体结构定性定量划分为案例，得到各类岩体结构标准特征向量分主各类岩体结构亨明核，建立了一个岩体结构定量划分系统，使岩体结构的研究由定性向定量转化。     

地下水对泥板岩强度软化的损伤力学分析

针对18层泥板岩处于龙滩水电站坝址进水口高边坡中这一特殊情况,深入探讨水-岩相互作用使其劣化的损伤机理。采用RMT-150B型岩石刚性伺服试验机,进行18层泥板岩不同吸水率情形下的单轴压缩试验。结果表明,泥板岩抗压强度的软化不仅与吸水率密切相关,而且还是吸水时间的函数。运用损伤力学理论分析地下水对岩石强度与变形的影响,初步建立与应力状态密切相关的岩石遇水损伤演化方程。结果表明,该理论能较好地描述岩石遇水损伤演化特征,从而为岩质边坡细雨入渗滑坡现象提供理论依据。     

水布垭大岩淌滑坡及马岩湾滑坡极限平衡分析计算

文中介绍了滑坡极限平衡分析Janbu(杨布)法及非垂直条块划分法计算分析程序,进行了清江水布垭坝址区大岩淌滑坡及马岩湾滑坡的分析计算,所得成果可作为水布垭坝址比选阶段的参考.     

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．     

基于3DEC的节理岩体边坡地震影响下的 楔体稳定性分析

 首先，对于地震影响下节理岩体边坡的楔体滑动破坏，给出不同情况下楔体滑动安全系数的计算公式；然后，分析滑面上法向力作用点位置变化的距离 和楔体的安全系数与剪切力和水平面的夹角 ，水平地震力系数 和竖向地震力系数和水平地震力系数的比值l之间的关系。分析结果表明， 随着 和 的增大而增大，但随着l的增大而减小；楔体的安全系数随着 和 的增大而减小，但在同样大小的水平地震力系数下，随着l的增大而增大。最后，分析考虑地震影响下楔体安全系数计算在3DEC中的实现过程，并且给出计算过程中的2个重要步骤：确定空间三角形的面积和四面体的体积以及确定两节理面的交线矢量。最后，通过实例分析，说明该理论分析的正确性及合理性。     

基于灰色-进化支持向量机的围岩变形预测

现场监测获得的围岩变形信息,从宏观上反映了洞室的力学性态变化.考虑到位移单调增长的特殊性,根据位移分解原理,采用灰色系统提取位移趋势,用基于粒子群优化算法的支持向量机预测其随机项,从而提出了一种位移预测的新方法.利用这种非线性智能预测方法,滚动预测围岩变形量,以便及时发现异常情况、调整和优化施工步序,维护洞室的稳定性.将该方法用于锦屏一级水电站工程洞室变形预测,结果表明,该方法具有科学可靠、实时性的优点,具有广泛的应用前景.     

考虑渗流和应力相互作用下高坝坝基参数的相关性

高坝坝基处在渗流应力耦合作用的水文地质工程地质环境，涉及的物理力学参数及水力学参数之间存在着显著的多重相关性，本文引入偏相关系数度量这种相关关系，综合考虑河床典型基岩的力学参数、水力学参数及其荷载效应。作为算例，对水布垭工程典型坝段基岩的水力力学参数的相关性进行了研究。计算得到这砦参数之间的简单相关关系和偏相关关系，结果表明偏相关系数能很好的解释各类参数间相互关系的物理意义。特别是在对高坝坝基进行参数敏感性分析和可靠度风险研究时，考虑这种相关性才是完整合理的。