新圆梁山隧道穿越2#溶洞超前帷幕注浆技术研究

高压富水溶洞处治是岩溶隧道施工的重难点之一.渝怀铁路Ⅱ线新圆梁山隧道邻近既有线,采用扩挖施工,穿越的2#溶洞具有规模大、水量大、水压高的特点.针对上述特点,采用超前帷幕注浆法对溶洞进行预加固,研究了溶洞注浆施工的难点,提出了隧道穿越2#溶洞超前帷幕注浆设计方案.现场围岩松动圈测定、钻孔监测和渗水量监测结果表明:超前帷幕注浆起到了加固围岩和阻水的效果,证明了该帷幕注浆设计方案的适用性.研究成果可为类似工程提供参考.     

三轴压缩下层状盐岩体细观损伤本构模型

基于层状盐岩体的结构特征,引入已有细观损伤本构模型描述盐岩相的响应特性,运用混合物理论推导得到适合于描述层状盐岩体在三轴压缩过程中损伤演化特性的层状盐岩体细观损伤本构模型,对云应层状盐岩三轴压缩进行计算,分析围压对盐岩所受等效附加侧向应力的影响。计算结果表明,该模型能较好地描述试验现象,其结果对深部盐岩油地下储存和层状盐岩体内的油(气)储库的稳定性分析具有重要意义。     

脉冲水射流破岩的数值模拟与分析

基于多物质任意拉格朗日-欧拉流固耦合算法(ALE),建立了脉冲水射流破岩的有限元模型.对不同入射速度下的破岩过程进行模拟,得到了岩石在脉冲水射流作用下的破碎和损伤演化过程,分析了射流速度对破岩效率的影响和最优入射速度.     

变形场和渗流场耦合作用下的尾矿坝静力稳定性分析

对尾矿坝稳定性分析中的几种方法进行了对比，建立了能考虑塑性变形、温度、饱和度和孔隙比等对材料特性影响、土一水特性曲线并采用扩展的Mohr—Coulomb屈服准则、以屈服接近度为安全指标的尾矿坝流固耦合有限元分析模型，对龙都尾矿坝干滩面为100m和初期坝堵塞两种工况下的饱和一非饱和渗透场和变形场的耦合响应特性进行了模拟，获得坝体变形、浸润线等重要指标，以及考虑各种影响因素的屈服接近度分布，据此可直观全面地了解不同工况下坝体安全的全场信息，对尾矿坝的稳定性分析评价以及加固与维护决策具有一定的参考价值。     

基于屈服接近度概念的尾矿坝静力稳定性分析及其与强度折减系数法的对比

建立了能考虑塑性变形、温度、饱和度和孔隙比等对材料特性影响、土-水特性曲线并采用扩展的Mohr-Coulomb屈服准则、以屈服接近度为安全指标的尾矿坝流固耦合有限元分析模型.分别运用上述方法和强度折减系数法对龙都尾矿坝于滩面为100m时的饱和-非饱和渗流场和变形场的耦合响应特性进行了模拟,比较表明两者的结论吻合.但本文所采用的方法仅需一次计算就能获得坝体变形、浸润线等重要指标,以及考虑各种影响因素的屈服接近度分布,据此可直观全面地了解不同工况下坝体安全的全场信息,同时大大简化了分析过程和减少了计算工作量和人为因素的影响,有利于对尾矿坝的稳定性进行客观的评价.     

变形场和渗流场耦合作用下的尾矿坝静力稳定性分析

对尾矿坝稳定性分析中的几种方法进行了对比,建立了能考虑塑性变形、温度、饱和度和孔隙比等对材料特性影响、土?水特性曲线并采用扩展的Mohr-Coulomb屈服准则、以屈服接近度为安全指标的尾矿坝流固耦合有限元分析模型,对龙都尾矿坝干滩面为100 m和初期坝堵塞两种工况下的饱和-非饱和渗透场和变形场的耦合响应特性进行了模拟,获得坝体变形、浸润线等重要指标,以及考虑各种影响因素的屈服接近度分布,据此可直观全面地了解不同工况下坝体安全的全场信息,对尾矿坝的稳定性分析评价以及加固与维护决策具有一定的参考价值。     

三轴压缩下岩石类材料的细观损伤–渗流耦合本构模型

 岩石类材料的微缺陷主要有微裂纹和微孔洞,当压力水渗透到微裂纹中时,可在微裂纹上产生附加张开应力。利用叠加原理,对计及微裂纹内水压力的岩石类材料在三轴压缩应力下的响应特性进行分解。考虑无限大体深埋椭圆形裂纹在远场三维压缩应力下的变形、扩展和偏折,得到代表性单元中任意空间取向的单个闭合椭圆形微裂纹及其偏折微裂纹引起的附加柔度张量。假设三轴压缩下,代表性单元渗透特性变化主要取决于偏折微裂纹扩展所引起的法向开度变化,结合达西定律和立方定理,推导出单个偏折微裂纹的附加渗透张量表达式。采用Taylor方法考虑微裂纹系统对代表性单元变形和渗透性影响,利用概率密度函数得到三轴压缩下岩石类材料的三维细观损伤–渗流耦合本构模型。数值计算表明采用本模型的计算结果与试验结果吻合较好。