准动态单轴压缩中类岩材料波速变化试验研究

为了解岩石内部的损伤程度和微裂纹发展状况,对单轴准动态荷载下石膏试样应力状态和纵波速度的关系开展了试验研究。在轴向荷载作用下,分别对石膏试样的纵向和横向进行了声波测试。结果表明：低强度石膏试样的应力声速曲线特征明显,其峰值后曲线可以划分为4个阶段,各阶段声速变化与试样的损伤破坏相一致,与应力应变曲线的各变化阶段也能很好对应,且试样的应力波速关系在轴向和横向表现出相似的变化特征。石膏试样的损伤阈值出现在应力为抗压强度60%~80%时,从应力应变曲线看,损伤阈值出现在试样由弹性变形向塑性变形转变的阶段。     

爆破激振条件下的岩体阻尼测试方法研究

岩体阻尼是岩体的重要动力学参数。块体激振试验法是目前现场岩体阻尼测试最主要的方法,但这种测试方法耗费较大。通过爆破激振来测求岩体的阻尼比是一种相对简便、高效的方法,该方法需要扣除因能量的几何扩散而产生的几何阻尼的影响。为此按黏弹性阻尼模型推导出通过面波衰减计算岩体阻尼比的公式,并在海阳核电厂分别采用单孔和多孔爆破激振进行岩体阻尼试验,对得到的试验数据采用小波包进行分析。为检验该测试方法的测试效果,在同一场地按照规范进行激振试验测试,测试结果表明:通过爆破激振法测得的岩体阻尼比略大于通过块体激振法测得的岩体阻尼比,爆破激振法测得的岩体阻尼比随着爆源距的增加而减小,爆破激振的振动频率对测得的岩体阻尼比有一定影响。测试的对比结果表明利用爆破激振产生的岩体振动信号中的信息来计算岩体阻尼比具有一定的可行性。     

单轴压缩下加载速率对石膏波速变化影响的试验研究

为研究单轴压缩下加载速率对石膏波速变化的影响,在4种不同加载速率下对石膏试样进行了单轴压缩试验,测试了加载过程中试样横向的纵波波速随应力的变化关系。结果表明,随着加载速率的增大,试样弹性模量和单轴抗压强度增大,峰值波速增大明显,与加载速率呈二次方关系;随加载速率增大,试样微裂纹更发育,材料更破碎,试样破坏类型向锥形破坏演变,使破坏点的波速明显随加载速率增大而减小;应力—波速曲线的斜率在峰值前随加载速率增大而减小,在峰值后则呈相反规律;随加载速率增加,在应力—波速曲线破坏点前,存在波速缓慢减小的过渡段与应力—应变曲线上由线弹性区向塑性区的转变段（损伤阈值出现段）相对应,其应力值占单轴抗压强度的60%~70%。     

单一节理边坡模态及谐响应分析

为有效避免地震作用下边坡的共振现象,将含有控制结构面的顺层边坡简化为单一节理边坡模型,采用ANSYS软件对简化模型进行模态分析和谐响应分析。结果表明,随着节理结构面剪切刚度的增大,边坡的一阶振型由沿结构面的错动振动变为水平振动,且临界剪切刚度为0.5 GPa/m。当边坡岩石弹性模量由20GPa增加到50 GPa时,临界剪切刚度增加。地震作用下只有边坡的第一阶自振能被激发产生水平方向共振现象,结构面的存在能减小边坡的一阶自振频率,使边坡的自振频率更接近地震波的主频,更易产生共振,可通过支护方式增加边坡节理剪切刚度来控制地震作用下边坡的共振现象。     

复杂地质条件下坝区初始地应力场二次反演分析

为准确获得南水北调西线工程加塔坝区初始地应力分布规律,提出综合反映工程区复杂地质条件及地层剥蚀过程的地应力场二次反演方法。首先,主要考虑工程附近大区域内的地形地貌、断层褶皱及河谷的发育演化史等因素,建立坝区大尺度计算模型,采用遗传神经网络法及FLAC3D计算程序对坝区初始地应力场进行一次反演;然后,考虑坝区附近主要地质构造,建立小尺度精细模型,通过从一次反演中提取小范围模型边界上的应力值进行拟合,初步获得精细模型的非线性边界条件,并采用遗传神经网络法对边界参数进行优化,对初始地应力场进行二次反演。研究结果表明:一次反演计算获得的初始地应力场在局部构造附近与实测值相差较大;二次反演考虑局部地质构造的影响,同时结合一次反演的计算成果,各测点的应力计算值与实测值吻合更好,所提出的反演方法可为类似工程的研究提供借鉴。     

层理对爆破振动传播规律的影响

 山东海阳核电厂场地层理分布比较明显,在岩基爆破开挖过程中,通过测试爆区后方测爆连线与层理走向不同夹角方向的一系列测点的振动速度值,求出了与层理走向不同夹角方向的爆破振动衰减规律。文中指出当不考虑爆破抵抗线后冲力等其他因素影响时,同一爆源的相同爆源距处,在顺着层理走向测得的爆破振动速度值大于在垂直于层理走向测得的爆破振动速度值,给出了爆破振动衰减指数随测爆连线与层理走向夹角的增大而增大的结论。在进行爆破振动监测时,应该按照场地地质情况,合理布置监测点。当现场情况较为复杂时,沿爆源周边多布置几个监测点是必要的。