基于Hoek-Brown准则的深部岩体力学参数及其应用

基于Hoek-Brown经验强度准则,采用最小二乘法拟合出岩体力学强度参数,并与H-B_02ed推荐的等面积拟合结果进行对比,结果发现两种拟合方法得出的岩体内摩擦角数值相差很小,但等面积拟合法得出的黏聚力强度远高于最小二乘拟合法。将两种强度参数拟合结果应用于深部矿体开采的数值模拟,发现采用最小二乘拟合法的岩体强度参数其模拟结果更接近工程实际。该方法对深部岩体力学参数的确定具有一定的借鉴意义。     

路基边坡面力学试验参数处理方法研究

介绍了半填半挖路基挖填交接面的形式分类以及相应的变形破坏形式,同时提出采用随机-模糊统计法处理路基稳定性。半挖半填式路基是高速公路施工中一种常见的修筑方式,其稳定性的好坏取决于挖填交接面的形式及其岩体力学性质。表明了模糊统计处理方法优于传统的随机处理方法,通过工程应用实例表明该方法可靠合理,具有广泛推广的价值。     

Comprehensive assessment on dynamic roof instability under fractured rock mass conditions in the excavation disturbed zone

The damage process of fractured rock mass showed that the fracture in rocks induced roof collapse in Yangchangwan Coal Mine,China.The rock mass was particularly weak and fractured.There occurred 6 large-scale dynamical roof falls in the excavation disturbed zone (EDZ) with the collapsing volume of 216 m3.First,the field detailed geological environment,regional seismic dy-namics,and dynamic instability of roadways were generally investigated.Second,the field multiple-index monitoring measurements for detecting the deep delamination of the roof,convergence deformation,bolt-cable load,acoustic emission (AE) characteristic pa-rameters,total AE events,AE energy-releasing rate,rock mass fracture,and damage were arranged.Finally,according to the time-space-strength relations,a quantitative assessment of the influence of rock-mass damage on the dynamic roof instability was accomplished.     

震后裂缝危岩体诊断技术研究

震后山体结构破碎,崩塌频发,严重的制约着灾后重建工作。为此,从震后岩体实际结构状况出发,在分析诱发岩体崩塌的破坏性外力类型的基础上,借助断裂力学理论,通过合理建模,阐明了震后岩体崩塌的机理,给出了崩塌发生的条件,为震区可预知余震强度区的危岩体诊断和排查提供了技术支持。最后通过算例及分析表明：余震、降雨及其相互耦合作用是震后崩塌的根本动力;在特定外力下区内岩体裂缝发生扩展存在最小临界深度;外力耦合条件下裂缝失稳临界深度最小     

震后裂缝危岩体的失稳机理与诊断方法

震后山体结构破碎,崩塌频发,严重制约着灾后重建工作.从震后岩体实际结构状况出发,在分析诱发岩体崩塌的破坏性外力类型的基础上,借助断裂力学理论,通过合理建模,阐明了震后岩体崩塌的机理,给出了崩塌发生的条件,为町预知余震强度震区的危岩体诊断和排查提供了技术支持.最后通过算例分析表明:余震、降雨及其相互耦合作用是震后崩塌的根本动力;在特定外力下区内岩体裂缝发生扩展存在最小临界深度;外力耦合条件下裂缝失稳临界深度最小.     

反射波等时圆在岩体节理反演中的应用

节理对岩体工程有重要的影响,采用应力波反演节理产状有重要的工程意义。从振源点发出的应力波经节理面反射后返回地面,利用解析几何理论,根据点、线、面的相互关系,经过严密推导,得出该反射波走时公式,该公式建立了节理真倾向、真倾角值与地面测点走时的直接关系,描述出的地面反射波等时圆概念清晰、明确。实测时,绕发射点环形布置测点,利用MATLAB平台上编写的程序,搜寻出等时圆圆心后,再结合任一测点走时即可反演节理产状。     

动力荷载下软硬互层岩体力学特征

针对动力荷载下软硬互层岩体破坏问题,以汶川水磨沟滑坡层状岩体为研究对象,依据相似理论,制作软硬互层岩质试块,开展单轴压缩及变上下限等幅值循环荷载试验,研究其动力特性及破坏过程。结果表明：随岩层倾角的增大,其破坏模式为贯通层面的张拉破坏(0°～30°)、沿层面的剪切破坏(45°～75°)及沿层面的劈裂破坏(90°),而试样的强度及应变先增后减。对于相同倾角的试样,强度随加载频率及围压增大而增大。应变随加载频率增大而减小,随围压增大而增大。加载频率的增大会导致竖向拉张裂缝贯通、破裂程度降低。     

基于钻孔图像的结构面分布分维数计算方法

在工程实践中,对岩体结构面分布的分维数进行实测往往存在一定的难度,但是采用钻孔摄像技术既能够准确获取布设的钻孔内各项地质信息,而且形成的钻孔图像能够直观地反映钻孔中岩体结构面的特征参数,因此提出了一种基于钻孔图像的岩体结构面分布分维数计算方法。该方法的原理是:首先,通过钻孔图像获取研究区域内各钻孔内的岩体结构面的特征参数(包括倾角、倾向、隙宽、间距);然后,根据各钻孔之间的连通判断准则,判断区域内各钻孔结构面的连通性,并估算出研究区域内结构面的迹长值,同时参照钻孔的孔位及深度信息,来界定研究区域模型的范围;最后,结合Monte-Carlo法,建立岩体结构面分布的三维网络模型,根据分维数计算方法,求解模型各研究面的分形维数,并将3个钻孔的整体连通模型和各钻孔模型所得到的分维数开展对比分析。结果表明,该方法的计算结果与其他评价方法的结论一致。     

复合岩体的TBM破岩机理数值模拟

为了指导TBM刀盘刀具的研制和不同地质条件下刀盘刀具的选型,TBM破岩机理的研究成为核心。在TBM滚刀的作用下,岩体中裂纹的生成、扩展和连接规律是深刻理解TBM破岩机理的前提,因此,TBM滚刀破岩机理的研究具有重要的工程应用价值。目前,TBM滚刀破岩机理的研究主要集中在单一岩体中,但在TBM施工过程中会遇到各种复杂的地质条件。笔者采用离散元方法,研究了复合岩体的破岩机理,复合岩体中岩片的形成不同于单一岩体,其裂纹的最终连接是由起裂于复合岩体交界面上的微裂纹的扩展,将两滚刀之间的赫兹裂纹连接,最终形成岩片。因此,在一定情况下复合岩体更有利于TBM隧道施工。     

渗流应力作用下层理岩体稳定性数值分析

为研究渗流应力耦合作用下含倾角层理岩体的稳定性,基于岩体极限平衡状态方程,以30°层理白云岩为例,推导该层理岩体在渗流应力耦合作用下的稳定性判别式,通过等效连续介质模型和Louis经验公式,建立渗流应力耦合模型,并采用Midas GTS NX对该层理岩体进行渗流应力耦合作用稳定性分析,建立相应的数值试验。结果表明,所建立的渗流应力耦合模型分别对10和50 kN/m荷载作用下的层理岩体总水头、总位移、剪应变进行数值分析,模型的计算结果与判别式计算结果拟合度较好;判断了层理岩体的稳定性,可为类似研究提供相应的理论依据,具有一定工程应用价值。