水压致裂法三维地应力测量成果计算与分析的探讨

在水压致裂法地应力测量基本原理研究的基础上，通过对测量资料进行分析整理，对目前已普遍应用的三维地应力测量方法中岩壁上破裂缝方向和资料整理的计算公式进行了深入研究，并举有实例。     

RLW-2000岩石三轴流变试验系统研制

为研究深部高应力区以及卸荷等复杂应力条件下岩石流变特性,研制了RLW-2000岩石三轴流变试验系统。该试验系统采用先进的伺服电机、滚珠丝杠和液压等技术组合,配置进口原装全数字伺服控制器(EDC)和采用美国泰瑞泰克公司技术生产的变形测量装置。通过进行岩石三轴蠕变试验,对试验系统稳压性能、压力和变形测量系统以及岩石三轴流变试验功能进行了检验,检验结果表明其自动稳压、数据采集等整体性能良好。     

宜万线地应力实测资料分析

通过对宜万线12个孔(宜万铁路5个孔,沪蓉西高速公路7个孔)的水压致裂法地应力实测资料进行的统计分析,对鄂西灰岩山区地应力状态及规律进行了初步评价。同时,对该区域洞室岩爆及塑性大变形进行了评估分析。     

围岩破坏特征与地应力方向关系研究

 结合实际工程需要,建立片帮分级标准,在此基础上提出由片帮发育部位和发育程度推测主应力方向的相关方法;同时,结合室内试验、切片扫描等手段,深入研究片帮面上拉张裂纹的成因机制,给出由拉张裂纹延伸方向确定初始地应力方向的方法。最后以我国西南一水电工程为例,基于坝址区片帮和拉张裂纹的调研结果,推测坝址区大主应力方向及其变化规律,对地应力测试工作形成有效补充,为后期工程设计提供支撑。     

某高速公路隧道区水压致裂地应力测量与分析

介绍了某高速公路隧道区两个钻孔的水压致裂法地应力测试结果,并就地应力特征及其对隧道围岩稳定性的影响进行了分析与评价。     

基于数值模拟的未扰动岩体变形参数反演方法

受开挖卸荷影响,硐壁表层岩体与深部未扰动岩体的变形特性会有所差异。现有规程在处理变形试验数据时,没有考虑这一差异,将承压板下的岩体看作均质体,得到的是均质体的综合变形参数。在此基础上作了改进,将承压板下的岩体看作双层介质,上部为松动圈,下部为未扰动岩体,基于数值分析和优化设计理论发展了一套分层模量反演方法。将分层反演方法用于研究某水电站坝址区未扰动岩体变形参数,结果表明：分层反演所得岩体变形参数更能反映实际岩体的真实情况,能够有效弥补常规分析方法的不足。     

承压板法变形试验方法的适宜性研究

承压板法变形试验根据承压板的刚度分为刚性承压板法和柔性承压板法,两种试验方法的适用范围在规程中均有相应的规定。对于完整和较完整类岩体而言,这两种试验方法均适用,但具体测试时究竟采用何种方法存在着争议。从两种试验方法的理论模型、现场实际测试和数值模拟入手进行研究,研究结果表明：完整坚硬类岩体适宜采用柔性承压板法。     

中尺寸岩样真三轴试验系统研制与应用

 目前国内外岩石真三轴试样尺寸倾向于两极,且尺寸跨度大、应力大小不同,不便于研究岩体三轴强度的尺寸效应和高应力环境复杂应力路径岩石的变形与强度特征,为了解决这个问题,研制LWZ–10000型中尺寸岩石真三轴试验系统,详细介绍该系统的设计思路、结构特点、技术指标及功能,该系统具有以下特点：(1) 自动伺服控制与变形破坏全过程数据采集,且精度高、性能稳定;(2) 试样尺寸介于室内和现场三轴试样尺寸之间,且尺寸可变;(3) 侧向和轴向载荷高,且三向独立控制;(4) 可同步进行超声波和声发射跟踪测试。采用该系统对锦屏大理岩进行大量的不同应力路径真三轴试验,对加载和卸载路径真三轴试验的应力–应变全过程曲线及与波速对应关系进行分析,结合大理岩不同尺寸卸载路径的真三轴试验成果,初步研究大理岩卸载路径下强度参数的尺寸效应。该系统的成功研制为研究多向复杂应力路径下不同尺寸深部岩体的变形及强度参数提供了新手段。     

中心孔变形试验资料的解释与应用

现场岩体变形试验时,试验点部位岩体由于受卸荷、松弛影响,表层岩体变形性能与深部未扰动岩体变形性能存在差异.由表面测点变形计算出的岩体变形参数,反映的是包含松动圈在内的整个岩体的综合变形性能,而不是未扰动岩体变形性能.中心孔变形试验能采集深部岩体变形,为研究未扰动岩体变形参数创造可能.由于介质条件和荷载作用过程的复杂性,中心孔变形试验资料应如何合理解释及应用,仍然是困扰广大试验研究人员的难题.综合采用理论分析和数值模拟手段,就此问题展开深入研究,研究结果表明:将深部未扰动岩体变形代入规程中有关公式,计算出的变形参数能准确反映未扰动岩体的变形性能.建议在现场试验时,首先通过声波测试大致确定松动圈厚度,然后将深部测点尽量布设在未扰动岩体内,同时在试验点表面布置测点;数据处理时,先将深部测点数据代入解析公式计算未扰动岩体变形参数,然后再依据表面测点变形和已计算出的未扰动岩体参数,通过数值模拟反算松动圈内岩体变形参数.     

深部岩体三维地应力测量技术

空心包体式钻孔三向应变计地应力测量具有突出的优点，已被国内外广泛应用。但是，这种应变计以往只在水平钻孔中进行测量，测量深度不大。本文介绍了这类应变计的深钻孔地应力测量技术，最大测量深度已达365m，是国内套芯应力解除法地应力测量的最深记录。