加锚节理岩体裂纹扩展失稳的突变模型研究

为弄清裂纹扩展性态与岩体稳定性的关系及锚杆的增韧止裂作用，建立了压剪应力状态下加锚节理面抗剪强度与锚固参数之间的关系，并用突变理论建立了加锚节理面压剪应力状态下分支裂纹扩展的突变模型，对于全面了解裂纹扩展过程及评价岩体稳定和提前合理采取加固措施具有重要意义。     

深切河谷初始地应力特点及其对地下工程的影响

在深切河谷地区修建地下工程,山体不同坡度时会对初始地应力有十分重要的影响。通过数值分析研究了当山坡坡角分别为30°、45°和60°时,在重力场和构造应力条件下山体中在垂直向和水平向典型剖面中初始地应力分布的特点。得出以下结论:1山体同一高程处,地应力的分布特点是先增大后减小的驼峰式。2地下洞室开挖距离坡脚越近,修建后洞室周边的塑性区越大,对于洞室围岩的稳定性越不利。3在研究河谷地区的地应力分布规律和状态时,仅考虑自重作用是不全面的,应该结合区域特性,考虑构造应力的影响。4由于河谷形成过程中的卸荷作用及风化作用,河谷底部构造强烈,产生了大量的应力集中。     

多裂隙岩体的损伤断裂分析及工程应用

本文通过对裂隙岩体内的应力、应变的体积平均,提出了适合于多裂隙岩体特性的等效连续模型。综合运用损伤力学和断裂力学理论,定义了岩体损伤张量、有效应力张量、损伤应变等;建立了损伤演化方程和多裂隙岩体的本构关系。利用所建立的模型,对一座水电站地下厂房的分步开挖进行了数值模拟。     

含裂隙水预制平面裂隙的启裂理论与试验验证

为研究含裂隙水预制平面裂隙的启裂特性,分别对裂隙张开和闭合两种情况进行理论分析和试验验证。详细阐述裂隙尖端应力强度因子和张开型裂隙启裂角度和启裂强度的理论计算方法,并给出压缩条件下闭合裂隙的起裂强度公式。制作了预制有张开型贯穿裂隙的水泥砂浆试件,进行双轴压缩试验。通过试验对比分析探讨裂隙尖端应力强度因子与裂隙启裂角度随裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的变化规律,以及裂隙启裂强度与水压力和侧压的关系。结果表明:含水压张开型裂隙Ι型应力强度因子随裂隙倾角的增加而增加,在裂隙倾角为75°时最容易发生Ι型(扩展型)裂纹,随水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小。剪切型裂隙ΙΙ型应力强度因子随裂隙倾角呈对称分布,在裂隙倾角为45°处取得最大值,与水压力和裂隙尖端曲率半径无关。张开型裂隙的启裂角度随着裂隙倾角、水压力和裂隙尖端曲率半径的增加而减小;启裂强度与水压力成反比,与侧压成正比。本研究结果可为岩土工程中渗透水压作用下裂隙的启裂扩展研究提供参考。     

岩锚吊车梁轮压作用下的三维稳定性分析

应用FLAC^30软件,结合实际工程,考虑混凝土、围岩和锚杆3者变形对岩锚吊车梁受力状况的影响,计算分析了岩锚吊车梁及附近围岩在运行期轮压作用下的工作性态和稳定性,分析了岩锚吊车梁锚杆的受力情况以及吊车梁与岩壁接触面的稳定性,论证了三维有限差分方法用于研究水电站地下厂房岩锚吊车梁的合理性．     

水电站洞群模型试验中位移量测方法的应用研究

岩土工程物理模型试验是一种重要的工程稳定研究的模拟方法，与数值分析方法相比，除了能较好地模拟施工过程和对洞群稳定性的影响之外，更重要的是能够模拟出围岩破裂的形态和过程。但是许多制约因素使得这类试验难以达到预期效果，其中包括试验过程中物理量的量测问题。本文以双江口水电站洞群大型三维模型试验为研究对象，为解决洞周围岩和边墙关键点微小位移的量测问题，在试验开挖过程中采用了数字照相变形量测技术和基于光纤布拉格光栅(FBG)的特殊棒式位移传感器，并研制了以高精度光栅尺为传感器的微型多点位移计监测做记录。经计算分析后，可获得洞室在加载与开挖过程中的洞室围岩和边墙关键点位移的变化过程与规律曲线。研究结果表明：多种量测方法在洞周围岩和边墙关键点位移量测方面的应用和研究取得了令人满意的效果。     

岩体非线性卸荷与熵变的基本特点

从能量角度，分析了岩体开挖引起的非线性卸荷裂隙扩张的熵变特点，说明熵变是岩体卸荷过程影响稳定性的重要因素之一。     

小湾水电站坝前堆积体预应力锚索加固方案的三维有限元分析

小湾电站坝前堆积体规模较大县坝肩开挖时下侧局部被挖除，水库蓄水后堆积体下部净８浸于水中，水库水位的变化也将影响其稳定性，故需对其进行稳定性分析和加固方案的分析，作者在先前使用平面离散元法（ＵＤＥＣ）及有限元法对该堆积体在自然状态下的稳定性初步进行二维数值计算与分析的基础上，对堆积体又进行了预应力锚索加固的三维有限元分析，取得了相应的研究成果。     

基于FLAC3D改进的初始地应力场回归方法

为提高地应力反演的精度,提出了FLAC^3D中利用偏最小二乘回归方法拟合地应力场及将地应力场精确加载至计算模型并实现平衡的方法,首先对各应力分量分别进行回归,以提高局部异常应力区域的拟合精度。然后依据FLAC^3D的计算原理,分析了单元应力与节点不平衡力的关系,将回归所得的单元初始地应力加载至模型并计算节点不平衡力,在节点施加与不平衡力反向的节点荷载,实现力的平衡,完成地应力场的加载。当采用弹塑性模型时,假定平均应力不变,根据屈服条件修正偏应力大小,对不满足强度条件的单元地应力进行修正,以满足弹性假设条件,修正后的单元地应力满足平衡条件及强度条件,并能精确满足地应力场回归估计值,接着介绍了一种将模型单元地应力张量表示成各单元坐标的函数,通过求取插值函数获得任意坐标的地应力张量的三维超曲面样条插值方法。最后以工程实例证实,改进方法可以有效提高局部地应力异常区域的拟合精度,解决了边界应力奇异分布的问题。