土石坝渗漏的波速-电阻率联合成像诊断试验研究

采用模型试验对3种不同渗漏类型的病险土石坝分别进行了波速-电阻率联合成像诊断试验。试验结果表明,采用电阻率成像诊断坝体的渗漏范围具有较高的精度,但在圈定心墙的渗漏通道时,由成像获得的电阻率异常区域较实际渗漏通道大;采用波速成像诊断坝体的渗漏范围时,诊断效果取决于含水率的变化幅度,含水率变化较小的区域,精度较低,但在圈定心墙渗漏通道时,波速成像却具有较高的精度。因此在土石坝渗漏诊断中,采用单一的电阻率成像或波速成像都具有一定局限性,而联合电阻率和波速成像可以有效提高坝体渗漏区域和心墙渗漏通道的诊断精度。     

根据波速计算多相土石地基压实度的理论模型

本文基于多相复合介质的波动传播特性,导出介质内纵、横波速的理论计算公式。通过对影响因素分析,建立了横波波速与土石复合介质的干密度之间的近似理论关系。在此基础上,推导出土石地基压实度的波速计算理论模型的近似表达式。最后进行了现场地基的波速测试和灌砂法测试,通过理论计算和灌砂法测试结果的对比分析,表明该近似模型是可行的,并且其在对非均匀土石复合地基的压实质量评价中优越于传统的密度法。     

裂隙岩体在受荷条件下的变形特性分析

在建立裂隙岩体概化模型的基础上 ,运用线弹性断裂力学理论详细推导了裂隙岩体在加荷和卸荷条件下的变形计算解析式 ,为了验证其可靠性 ,对两种裂隙分布的石膏模型进行了实验 ,实验数据与理论计算结果基本吻合     

公路路基压实度常见检测方法

指出压实度是公路工程建设当中最重要的质量指标,对常见的三种路基压实度检测方法基本原理、影响因素、适用范围、优缺点进行了较为详细的介绍,以便使工程人员能快速准确的检测公路路基压实度.     

击实土电阻率特性试验研究

简要介绍了土的电阻率理论,通过试验得出了击实土电阻率与其含水率、击实次数的关系,分析了含水量及击实次数影响击实土电阻率的机理,并探讨了土电阻率理论研究中的问题及应用前景。     

多相土-石复合介质波动传播特性

运用宏观等效与微观分析相结合的手段从理论上研究土-石多相复合介质的波动传播特性。在宏观上将多相土-石复合介质等效为均匀各向同性的连续介质，然后利用微观理论模型中的Gassman方程、颗粒接触理论、等效流体模量等求得土-石复合介质的等效体积模量和等效剪切模量。将等效模量代入宏观等效模型便可得土-石多相复合介质的波速理论公式。该波速公式中反映出多相土-石复合介质的纵横波传播速度与介质的干密度、土石比、含水量、深度、石料粒径以及饱和度相关，通过理论计算获得其相互之间的关系曲线和拟合表达式。计算出的关系曲线显示，除粒径对波速几乎没有影响外，其他因素对波速影响明显。并具有较好的规律性。     

隧道顶部溶洞影响围岩稳定性的模型试验研究

利用公路隧道结构与围岩综合实验系统 ,对石灰岩地区大断面隧道开挖过程中 ,隧道顶部不同距离上的溶洞对围岩稳定性的影响进行相似模型实验研究 ,实验结果表明 ,开挖引起的总释放位移随溶洞的距离呈现减函数变化 ;在有溶洞的断面开挖瞬间释放位移增量随溶洞离隧道的距离增大而减小 ;开挖后的流变位移也随溶洞的距离增大而减小。开挖瞬间的位移释放率随溶洞距离而呈现减小的趋势 ,约为 2 3%- 2 5 %。开挖后的流变位移释放率与溶洞距离没有明显的关系     

单轴受荷条件下岩石的声学特性模型与实验研究

从岩石的变形特性出发,通过等效裂纹模型的建立,给出了岩石在单轴加载、卸载和重加载过程中岩石声学特性的理论模型;对大理岩、灰岩和玄武岩三种岩石进行了单轴循环加载过程中的超声波测试实验,实验结果与理论计算基本吻合。     

裂隙岩体在受荷条件下的声学特性研究

 博士学位论文摘要　自60 年代超声波测试技术应用到岩石工程领域以来, 已经成功地用于岩石、岩体和土体动弹性参数测试、岩体结构分类、参数确定以及岩体质量评价等问题, 因而得到岩土工程界的广泛重视, 并已进行了大量的理论与实验研究。在应用中用声速确定岩体的完整性系数, 作为岩体质量分级的一个重要指标, 已纳入了我国工程岩体分类国家标准; 但目前的研究基本上是沿声速和衰减两个参数而展开的, 对于岩石和岩体的声学特性与应力状态的相关性、对于与应力状态相关联的加载和卸载过程、对于声波信号中的信息如何应用等等, 还是尚未解决的问题, 因而目前的声波测试还难以解决声波与岩石力学特性相关的较复杂问题, 这就阻碍了超声波测试技术在岩土工程领域的更广泛的应用。为此本文重点研究裂隙岩体在受荷条件下的声学特性理论模型, 研究声波信号处理技术的新方法。通过大量的实验验证和对声波波形记录的数值分析, 系统地揭示了微裂隙岩石和裂隙岩体在加卸荷过程中的声学特性。其主要工作如下:(1) 通过分析岩石中裂隙的性态和对岩体中裂隙的界定, 从宏观角度将含裂隙岩石视为连续介质, 推导了超声波在其中传播时的声速及衰减与弹性参数的理论关系; 然后就岩石中裂隙在自由应力状态下对超声波传播的影响进行了详细的分析; 最后运用裂隙的边界元数值分析结果对岩石超声波与应力的相关性进行探讨。(2) 将岩石视为包含随机分布、具有一定开度且无充填物的微裂隙的各向同性体, 运用断裂力学理论推求出岩石在单轴,三轴加、卸荷全过程的本构模型; 运用岩石变形特性、空隙率、等效弹性参数及波速、衰减之间的关系提出等效模型, 建立了岩石在加卸荷过程中声速及衰减与应力的理论关系; 为了检验模型的正确性, 对砂岩、大理岩、花岗岩、灰岩和玄武岩等5 种岩石及石膏模型进行了加卸荷条件下的声波测试实验研究, 其结果与模型预测有较好的一致性。(3) 在对裂隙岩体建立宏观简化模型的基础上, 研究了裂隙岩体的等效弹性参数及其在未受到外部荷作用时的声速和衰减系数; 考虑裂隙闭合效应分析裂隙的变形特性, 并由此建立裂隙岩体在不同受荷条件下的声学特性的理论模型。通过对两种裂隙分布的石膏模型的实验研究, 证实了该理论模型能有效地模拟裂隙岩体的声学特性。(4) 采用小波变换理论对声波信号进行时2频域分析。将声波信号分解成不同频带通道的小波分量, 通过对各小波分量的频域分析, 提出了对应力较敏感的加权波谱参数; 并利用这种处理技术研究了岩石(体) 在受荷条件下波谱参数随应力的变化规律, 并说明以小波分析为基础定义的波谱参数在分析裂隙岩石和岩体的声学特性与应力相关性方面的重要理论意义和应用价值。(5) 运用损伤力学理论研究了岩石的损伤力学特性, 建立了岩石强度与超声波速之间的指数关系式; 并通过对混凝土和重庆砂岩的实验数据的拟合证实了这种指数关系的存在。针对目前在隧道工程中广泛采用的Q 系统围岩分类以及岩石工程中RMR 工程岩体分类, 利用现存的统计结果将岩体的超声波速与岩体质量指数Q、岩体分类指数RMR 及Hoek2Brown 准则联系起来, 建立了用岩体超声波速进行岩体分类以及对岩体强度参数和变形参数的估测方法。通过对三峡工程永久船闸高边坡岩体的应用, 发现由超声波预测的力学参数与直接采用RMR 分类系统和Hoek2Brown 准则估计的岩体力学参数基本吻合。从而表明应用超声波预测岩体力学参数是完全可行的。     

单轴加载条件下岩石声学参数与应力的关系研究

运用断裂力学理论对岩石在单轴加载条件下的变形特性进行分析,在此基础上用裂纹的体积变形建立岩石在单轴加载过程中的等效裂纹模型,用该等效模型建立了岩石在单轴载全过程中超声波速及衰减系数随应力变化的理论关系,计算结果与实验数据得到较好的吻合。