区域性构造节理在遥感影像上的反映特征——以黔西北地区为例

区域性构造节理是由区域构造应力场作用下产生的多组小节理的"自然优选",是在遥感影像上反映区域构造应力作用结果的综合表现。解析遥感影像上区域性构造节理,对分析区域地质构造特征、反演区域应力场、恢复区域构造演化史具有重要指导作用,亦对从遥感影像上分析地质灾害易发区的岩性、构造及区域活动稳定性等具有重要意义。因此,系统总结区域性构造节理在遥感影像上的反映特征具有十分重要的现实意义。本文主要基于前人的研究成果,同时结合黔西北地区的构造节理特征,系统地总结并阐述区域性构造节理在遥感影像上的特征。     

大断面黄土隧道变形特征及力学模型分析

在大断面黄土隧道施工中,由于黄土土层中存在大量的垂直节理及构造斜节理,这些节理构成了黄土的软弱结构面;同时由于施工对地层的扰动,这些软弱结构面将土体切割成不稳定结构体,当其发育到一定程度时,会导致浅埋黄土隧道上覆盖土层的地表产生裂缝,严重时则出现塌方。文中应用有限差分法并引入接触单元对黄土隧道进行模拟计算分析,对黄土隧道所应用CRD工法的适用性作综合评价并提供参考依据。     

单轴压缩下节理试件的能量耗散特征研究

为探究岩体变形破坏过程中的能量转化和耗散机制,对含节理试件单轴压缩下 的单位体积外力功、弹 性应变能和耗散能密度进行计算和分析。 研究发现:①节理试件的 4 类应力应变曲 线(类型Ⅰ-单峰型,类型Ⅱ-软化 段多峰型,类型Ⅲ-多峰平台后软化型,类型Ⅳ-多峰平台后硬化—软化型)的能量转化 和耗散过程都可以分为弹性变 形、连续体非弹性变形和不连续体变形 3 个阶段;在第一阶段,耗散能占比很少,外 力功大部分转化为弹性应变能;在 第二阶段,耗散能占比急剧增加,外力功大部分转化为耗散能;在第三阶段,外力功几 乎全部转化为耗散能;与类型Ⅰ 和类型Ⅱ试件相比,类型Ⅲ和类型Ⅳ试件的连续体非弹性变形阶段的持续时间较长、 延性较大;②以劈裂、压碎破坏 为主的节理倾角较低或较高的试件,其最终的耗散能远高于以剪切滑移、阶梯状破坏 为主的节理倾角中等的试件;③ 同一节理倾角下,随着节理连通率的增大,试件破坏所需的单位体积外力功和耗散能 密度均减小;④随着节理试件耗 散能密度对数值的增加,破碎体尺寸—质量分形维数值线性增加。     

基于统计模式识别的岩石节理图像分割方法

岩石节理裂隙形状复杂,图像中含有很多噪声。而使用统计模式识别方法在分割图像时,可以首先使分类器学习图像中不同样本的特征,进而利用这些特征对图像中每个像素进行分类,实现分割。在设计统计模式识别的分类器时,我们提出使用基于核函数Fisher判别法构造分类器。使用该方法可以将图像高维的属性空间上的非线形判别转化为图像特征空间上的线形判别,而不需要知道从属性空间到特征空间的具体映射形式。通过对岩石节理裂隙图像分割实验表明,该方法能达到较其他方法更好的分割效果。     

节理岩体爆破研究进展

实际的岩体都是被节理裂隙等弱面切割,对爆破效果有很重要的影响、本文在回顾并综合分析了节理岩体爆破理论和试验研究状况的基础上,对节理岩体的质量综合评价、力学模型的研究、数值模拟的研究、爆破块度的分析及理论与试验相结合等方面提出了几点看法。     

爆破作用下隧道围岩损伤红外热像分析

隧道在爆破荷载作用下的温度变化会使围岩遭受温度应力集中效应,造成围岩结构损伤,使隧道光爆成型质量差,如何避免围岩缺陷对隧道光爆成型质量的影响亟待研究与解决。以成渝高铁某隧道工程为背景,基于红外热像原理,对隧道掌子面光爆红外热像进行实验设计,从不同部位的节理裂隙岩体的红外温度异常区域的温度分布、温度变化范围等方面对围岩缺陷进行判断,分析其分布规律。研究结果表明:掌子面岩石具有明显的高温条带与低温区域相间的辐射温度场,节理裂隙处红外温度较低,岩石突变处红外温度较高;掌子面岩石破裂过程中红外温度异常,主要表现为阶梯状交替升降温,并明显出现高温区和低温区。研究结果可为隧道光爆炮孔布置、装药参数设计、围岩稳定性评价提供一定的科学依据。     

偃龙矿区断裂构造发育规律研究

以节理、裂隙跟踪描述与统计分析的方法,研究了矿区节理、裂隙发育特征。通过跟踪观测的工作面,统计了龙门与常村矿断裂构造,总结了断裂构造的发育规律。研究得出,偃龙矿区内大型断裂构造与小型节理成因相同,大型断裂构造控制着小型断裂的发育程度;主要发育北北东至北东、北西、北西西3组高角度剪节理和断裂(多为正断层);大型断裂与小型节理存在约20°偏角;断裂与节理的优势发育方向略有不同,不同地层的优势方向剪节理也略有差异。     

不同节理倾角下灰岩应变场演化及裂纹发展规律

为研究不同几何位置的节理倾角对灰岩破坏与裂纹发展的影响,分别预制2组节理灰岩试样进行对比试验：第1组试样只改变平行节理倾角α,第2组试样只改变中间节理倾角β。通过单轴压缩试验结合3D-DIC技术,得到试样破坏的应变场演变云图,利用最大线应变理论,结合裂纹扩展图分析灰岩试样破坏的全过程。试验结果表明：主应变场的演化过程即为高应变区裂纹扩展的过程,主应变场演化与裂纹起裂、扩展和贯通过程相互印证;灰岩试样峰值强度受平行节理倾角α改变的影响远大于受中间节理倾角β改变的影响;随着节理倾角α,β的增大,中间节理的应力集中区域分别向中间节理的中心与端部转移;平行节理倾角α的改变比中间节理倾角β的改变对灰岩破坏模式的影响更大,平行节理倾角α在30°时发生张拉破坏,在60°,90°时发生张拉和拉-剪组合破坏;中间节理倾角β在30°,60°,90°时均发生张拉破坏。