柱状节理岩石的形成特征及其工程性质分析

根据聚类方法分析了固体表面均匀收缩裂纹的类型及其与柱状节理之间的关系;分析了不同性质岩浆的粘度和结晶时间对柱状节理的影响,并对不同性质岩浆形成柱状节理的难易程度进行了总结;根据岩浆岩柱状节理的形成特征总结了柱状节理特定裂缝形成的主要影响因素,分析了热收缩和物质散失两种因素对裂缝的影响并详细推导了柱状节理岩体裂纹宽度的计算公式,并在此基础上利用泥巴山隧址区的流纹岩柱状节理进行了裂纹宽度的相关验证;模拟和分析了柱状节理岩体的工程力学特性,获得了泥巴山隧址区含柱状节理岩体的构造应力场并进行了相关力学特性分析。     

岩体结构面力学模型制作新方法试验研究

目前岩体结构面力学模型室内试验研究在相似材料配置、力学模型研制和强度效应分析等方面存在着诸多不足,不能很好的满足定量研究的需要。为了解决这一不足,开展了结构面模拟材料及力学模型制作方法研究,得到一种新型结构面模拟材料,并率先尝试采用3D打印、三维激光扫描和逆向工程技术制作模型结构面。实践证明,研究成果能较好满足结构面室内试验研究的需要,可推广运用。     

断面形式对水电站节理隧洞稳定性的影响

断面形式的选择对水电站节理岩体地下洞室围岩的稳定性十分重要,也是影响其长期安全稳定运行的重要可控因素。为选择合理的断面形式、优化施工方案,在关键块体理论的基础上,利用UNWEDGE计算程序,选取4种不同断面形式隧洞进行了模拟分析。结果表明:断面形式对关键块体的体积、安全系数及所需的支护力都有重要影响。当断面从圆形向正方形过渡的过程中,关键块体的数量基本不变,但体积逐渐变大,安全系数普遍减小,需要支护的块体数量增多,围岩稳定性降低。     

大光包滑坡滑带碎裂岩体原位钻孔剪切试验研究

安县大光包滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡,滑坡南侧暴露长约1.8 km顺层滑带,其岩体高度碎裂化,引起广泛关注。为准确评价滑带碎裂岩体的强度参数,笔者在前人研究的基础上开展了细致的野外调查工作,采用法国Phicometre岩土两用原位钻孔剪切试验仪对大光包滑坡滑带碎裂岩体进行了原位剪切试验。将试验结果与Hoek–Brown岩体强度准则估值和基于工程地质类比法的力学参数建议值进行了对比分析。基于以上研究,提出了大光包滑坡南侧顺层滑带碎裂岩体力学参数建议值:内聚力为245~480 k Pa,内摩擦角为25.0°~26.5°。     

混合基础的地基承载力数值分析研究

结合昆明市安宁地区某工程的地质条件,提出将岩石饱和单轴抗压强度作为混合基础地基承载力的统一计算依据,并通过数值分析模型,进行了混合基础静载试验,得出了一些有价值的结论。     

金庄矿岩体力学参数的取值研究

通过量化的GSI系统和Hoek-Brown准则合理地估算出金庄矿8203工作面围岩的力学参数,并通过FLAC~(3D)数值模拟软件模拟巷道两帮围岩及巷道顶板移近量,结果表明该岩体力学参数输入FLAC~(3D)运算后巷道两帮围岩及巷道顶板移近量与实测巷道两帮围岩及巷道顶板移近范围基本一致,该估算方法具有较高的可靠性。     

节理岩体中巷道围岩损伤演化与时效破坏研究

基于对岩石长期强度特征的认识,从岩石的强度、弹模等物理力学性质受环境影响随时间劣化以及岩石内部细观损伤积累的角度出发,通过引入岩体细观表征单元体的强度退化方程,应用RFPA数值分析方法,模拟了节理分布对巷道围岩的损伤演化和时效破坏机制的影响。在节理的影响下,巷道开挖后,围岩的应力分布规律发生明显的改变;节理为水平节理,巷道以两侧边墙片帮破坏为主;随着节理面倾角的变化,巷道围岩的时效损伤破坏模式也发生了明显的变化,巷道破坏区随节理倾角的增大相应旋转;当节理方向竖直时,巷道破坏主要集中于拱顶和拱底部位,出现了严重的冒顶和底鼓现象。同时,巷道周围围岩的位移也发生明显的变化,并且随着节理倾角的增大,巷道位移呈现出先增后减的大致趋势。     

针对工程中裂隙岩体的研究与解决办法

地质构造运动和风化卸荷作用,使得岩体结构中含有大量不同方向、规模、产状的非连续性结构面(包括节理、断层、裂隙),从而导致岩体在工程结构和力学性能上不同于其他工程材料,呈现非均匀、非线性的各向异性;同时又称为岩体工程地下水流的主要通道。在工程中裂隙岩体对工程建造影响巨大。针对该类问题,为了限制裂隙和岩石变形、提高岩体强度和工程结构稳定性,本论文从节理面附近的局部变形和受力状态、节理-锚杆加固系统模型进行深入分析和研究,以解决裂隙岩体在工程中的不稳定现象。     

基于分歧理论的岩体局部化现象研究

本文推导了分歧理论的通用表达式,在其基础上结合有限差分理论推导出FLAC3D计算中岩土体内发生分歧的判定条件,之后在自带的FISH编译语言的辅助下在FLAC3D中研究岩体局部化现象及其发展过程。研究结果非常理想:模型系统逐渐趋于稳定(不平衡力比率在降低)过程中,局部化现象的规模逐渐扩大至稳定,清晰度逐渐增加,证实分歧理论能够有效地分析研究岩体局部化现象。