水利水电工程高边坡卸荷裂隙探讨

卸荷裂隙是自然地质作用和人工开挖使岸坡岩体应力释放和调整而形成的一种与岸坡倾向相似的裂隙,在水利水电工程高边坡中经常遇到。卸荷裂隙对高边坡的稳定性、坝肩渗漏、坝肩抗滑稳定及压缩变形产生重要影响,也因此成为坝肩岩体评价的一个重点和难点。     

大岗山拱坝建基面质量标准及评价

大岗山拱坝是我国目前抗震设防烈度最高的拱坝,其基岩水平峰值加速度为0.557 5 g,在设计地震荷载作用下,建基面最大压应力达12.43 MPa,要求建基面的质量必须与之相适应。建基面质量评价包括开挖质量和岩体质量两方面,开挖质量评价按照有关规范的单元工程质量等级评定标准进行,岩体质量评价以地质鉴定岩类为主,声波纵波速度为辅。按事先拟定的开挖方案,建基面开挖平顺,开挖质量达到优良标准。     

基于神经网络参数优化的岩体边坡稳定性评价

高陡岩体边坡的稳定性是一个内部存在多种相互联系、相互影响因素的复杂系统,而BP人工神经网络属于非线性动态系统,较适合用于评价高陡岩体边坡稳定性.分析了BP网络模型参数对高陡岩体边坡稳定性评价精度的影响,并提出了对模型参数进行优化,以提高预测精度的若干办法.用一工程实例对参数优化后的BP神经网络在高陡岩体边坡稳定性评价中的应用效果进行了检验.研究表明,用经参数优化的BP人工神经网络模型预测高陡岩体边坡稳定性是可行的,预测结果虽然与实际状态存在一定的误差,但仍可以相对准确地反映边坡稳定状况.     

基于纵波波速值的岩体质量分级及变形模量估算

岩体质量分级是经验设计的基础,被广泛应用于岩体工程中。但岩体级别或岩体质量指标往往包含众多影响因素,在实际工程中获取各影响因素的完整资料是非常困难的。应用已有研究成果及西藏某水电站的实测数据,建立了利用岩体纵波波速Vp值估算岩体质量分级方法的公式。并在此基础之上,对CSMR值与岩体变形模量Em的相关性进行讨论,建立经验估算公式,对目前国际上通行的估算岩体变形模量的经验方法进行了补充,以达到更为简便、直观、快速地预测岩体力学参数目的。     

华北平原卸荷深层土体变形特性

利用压缩试验,对在华北平原地区199～479m深处所取的深层砂土、粉土、黏土土样进行取样后卸荷的变形特性进行了研究。结果表明,荷载1 200kPa和3 200kPa,199～439m土样变形量分别在0.43～1.386mm和0.725～1.896mm间;不同岩性土变形量砂土>黏土>粉土,黏土回弹最强。变形过程分析发现,砂土变形压缩初期主要为孔隙压缩,后期主要为颗粒磨损;黏土变形为颗粒相对移动和破损交互作用结果;粉土变形主要为孔隙压缩。     

压力型锚索孔周边岩体应力的数值模拟分析

为了更加精确地研究锚索的锚固机理,通过FLAC3D软件对压力型锚索体系的应力状态进行了数值模拟.主要针对锚索孔壁周边力学性质梯度变化的岩体进行了研究,得到了周边岩体在轴向方向压应力、剪应力的分布规律,使锚索锚固机理的数值模拟研究方法更加符合工程实际.     

大型金属挤压机卸荷过程插装阀流固耦合分析

应用动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了大型金属挤压机卸荷插装阀FSI模型,从理论上研究了流固耦合单元算法及控制状态方程,并通过流固耦合仿真分析,得出了插装阀瞬态力学特性及卸荷过程中流体与插装阀阀芯相互作用下的冲击特性.研究结果表明:卸荷过程的平稳与阀芯阀套端盖接触时间有关,油液挤压时间最好不要超过0.04 s,平稳的卸荷过程中油液对阀芯的冲击力峰值为140kN,阀套最大Von Mises应力为456 MPa.     

含非贯通裂隙的三维岩体拓扑识别的切割算法

岩体中的裂隙是影响其物理力学性质的关键因素,对裂隙岩体进行拓扑识别,是各种不连续数值分析方法的基础.由于裂隙随机分布且数量巨大,使得裂隙岩体中的块体形状复杂、块体搜索难度很大.考虑裂隙分布的随机性及块体中的非贯通裂隙,提出了三维裂隙岩体拓扑识别的切割算法.首先,生成初始块体,并根据裂隙的统计数据随机生成其几何信息.然后,逐条加入裂隙面,通过其与已有块体的线段、多边形面的相对位置关系,进行拓扑计算,实现其对已有块体的切割,从而生成新的块体信息.最后,通过算例分析,对所提的切割算法的效率进行了验证.该方法能够快速、有效地实现三维裂隙岩体的拓扑识别,且能记录块体内部的非贯通裂隙,可以作为裂隙岩体非饱和渗流分析及裂隙扩展过程模拟分析的基础.     

水泥石膏材料相似模拟节理岩体有限元分析

水泥石膏材料（Cement Plaster）是模拟岩体的一种新型材料,其既保留了水泥砂浆流动性好的优点,又大幅度地提高了砂浆的抗压强度和抗剪强度,且破坏形式与实际岩体十分接近,是一种较好的相似材料。本文利用这种水泥石膏材料模拟单节理岩体,进行有限元分析,分别建立了不同节理倾角的三维岩体模型,进而讨论了其抗压强度的变化规律。研究验证了水泥石膏材料模拟岩体的可靠性,为进一步开展岩体的尺寸效应、分形节理岩体的力学性能等研究工作奠定了基础。     

Measurement and study of the distributing law of in-situ stresses in rock mass at great depth

To solve the technical cruxes of the conventional system in deep rock mass, an automatic testing system for hydraulic fracturing that includes a single tube for hydraulic loop, a pressure-relief valve, central-tubeless packers, and a multichannel real-time data acquisition system was used for in-situ stresses measurement at great depths （over 1000 m） in a coalfield in Juye of Northern China. The values and orientations of horizontal principal stresses were determined by the new system. The virgin stress field and its distributing law were decided by the linear regression from the logged 37 points in seven boreholes. Besides, the typical boreholes arranged in both the adjacent zone and far away zone of the faults were analyzed, respectively. The results show that a stress concentration phenomenon and a deflection in the orientation of the maximal horizontal stress exist in the adjacent zone of the faults, which further provides theoretical basis for design and optimization of mining.