Forchheimer方程参数量化及达西—非达西转变临界点

为探究岩体裂隙中水流的运动规律，基于真实岩体材料建立裂隙渗流模型，对裂隙中的渗流状态及渗流参数进行了研究. 区别于水泥、玻璃、亚克力、钢材等常见非石材类材质，选用天然大理石岩块为基材构建单裂隙渗流模型，开展不同隙宽（0.77、1.18、1.97、2.73 mm）的渗流试验，考察压力损失与流量的关系，探讨达西—非达西流转变的临界点及Forchheimer方程的参数量化问题. 研究结果表明:隙宽为0.77 mm时压力梯度与流量基本呈线性达西关系，随着隙宽和流量的增大，二者呈现出明显的非达西特征，可用Forchheimer方程描述；Forchheimer方程的粘滞项和惯性系数均可表达为隙宽的幂函数，引入雷诺数对惯性项系数进行修正可以减少误差；提出以压力梯度-流量曲线的斜率变化特征来判断达西—非达西流临界点的方法，并在本试验中得到了验证.      

裂隙岩体隧道非均质、各向异性等效渗流模型及应用

随着可持续发展战略的深化,隧道工程所引起的地下水环境问题越来越突出。简要介绍了裂隙岩体渗流特征、渗流模型及渗流计算原理,采用等效连续介质渗流模型模拟裂隙岩体隧道渗流规律并定量评价地下水资源流失量,为提高模型拟真性,在模型中考虑了裂隙岩体的非均质性和各向异性,并应用于实际工程中进行了隧道运营期间的地下水流失量计算,为减小隧道施工地下水资源流失提供技术支持。     

关于岩体渗透结构面的分组及意义：兼论三峡工程永久船闸前期？…

根据岩体结构面的透水性能提出了渗秀结构面这一术语，它是岩体中透水能力较强，系统分布规律比较明显的岩体结构面，与现在地应力场相关，是岩体渗流研究的基础。由此可建立典型裂隙而渗流模型，使研究成果更具客观性，同时也使对岩体渗流排水机理及应力－渗流耦合作用的研究成为可能。     

岩体地下流固耦合理论的研究综述

系统地综述了裂隙岩体渗流应力的耦合研究情况，分析了求解裂隙岩体饱和渗流应力耦合的五种数学模型及其优缺点，为选取合理的数学模型用于求解具体的渗流应力耦合问题提供了依据，最后，在上述基础上提出了一些需要进一步解决的问题。     

三峡工程永久船闸边坡岩体渗透结构面分组方案及应用研究

裂隙岩体渗流及排水是三峡工程永久船闸边坡稳定与变形研究的重要内容。而渗流模型的建立则是岩体渗流与排水研究的基础。由渗透结构面可以比较客观地建立典型裂隙面渗流模型。基于实地调研，永久船闸边坡岩体的渗透结构面可分为１１组，以ＮＥ￣ＮＥＥ向的陡倾角渗透结构面为主，据此在岩体等效渗透系数的求取及排水孔优化布设方向的确定方面得到了很好地应用。     

三峡工程永久船闸陡高边坡岩体渗流发育规律探讨

本文基于对三峡工程永久船闸边坡岩体渗流的现场调查，从地下水的分布，渗透结构面及渗流量变化规律等几方面进行了较为翔实的论述，并提出了用于岩体渗流分析的裂隙网络模型，为永久船闸地区岩体渗流的深入研究奠定屯坚实的基础。     

非贯通裂隙岩体经验强度准则的研究

根据单轴、双轴和三轴压缩条件下非贯通裂隙岩体模型的强度试验结果及其规律，通过岩体强度特征的理论分析，本文提出一个考虑中间主应力影响、适用于不同应力条件的非贯通裂隙岩体经验强度准则，并对准则中参数确定与选取进行了讨论。最后，以室内模型试验和现场试验数据，对提出的准则作了应用和验证。     

垮塌区Navier-Stokes幂律型浆体的有效扩散范围

为了研究注浆过程水泥浆体在破碎岩体中的扩散范围和压力分布状态，以Navier-Stokes方程为理论基础，在COMSOL平台上建立单裂隙模型，模拟浆体在不规则的单一裂隙面上的流动特征. 在此基础上，建立破碎岩体的平面裂隙模型，同时设置不同的贯通系数，模拟浆体在破碎岩体中的扩散规律. 研究结果表明:当模型中裂隙贯通系数较低时（0.1～0.5），浆体有效扩散范围较小，约为1.5～4.1 m，扩散范围随着压差的增加呈非线性的增加，但是增加率快速降低接近0；当模型中裂隙贯通系数较大时（0.5～1.0），浆体的有效扩散范围显著增加，约为4.1～6.2 m，随着压差的增加也呈非线性增加，增加率呈降低的趋势；当模型中裂隙贯通系数为1.0时，即破碎的岩体中裂隙面全部连通状态，浆体扩散距离随着压差的增加近似呈线性增加，最大扩散距离约为6.2 m. 同时在注浆孔外围6 m处取芯结果能明显观察到浆体固结的破碎岩块，这与模型计算结果一致.      

裂隙制作方式及充填情况对表面裂隙扩展规律的影响

利用试验方法研究了节理岩体中表面裂隙不同制作方式及充填情况对表面裂隙扩展规律的影响。在试件制作过程中采用预埋聚酯薄膜片、预埋薄铝片及切割等方法制作了表面裂隙。随后对试件进行了单轴压缩实验,试验结果表明,利用预埋薄膜片和切割形成的表面裂隙能够较好地模拟自然界节理岩体的天然裂隙,但是预埋薄铝片形成表面裂隙的试件在单轴压缩试验过程中并不能从预制裂隙处起裂和贯通,因此预埋薄铝片形成的表面裂隙并不能很好地模拟节理岩体中的天然裂隙。在切割形成的表面裂隙中放置聚酯薄膜片和薄铝片以模拟2种不同的充填物,通过与不含充填物的表面裂隙的扩展情况比较,含充填物的表面裂隙的起裂强度和贯通强度会更高。     

非共面双裂隙层状岩石破坏特征及工程应用

为了研究层状岩石在预存裂隙作用下的破坏机理，基于颗粒离散元理论，构建能反映岩石各向异性特征的数值模型. 基于该模型，系统研究了含非共面双裂隙层状岩石在单轴压缩条件下裂纹的产生与演化规律，并揭示了双裂隙层状围岩中隧道开挖后岩体的破坏模式. 研究结果表明:存在预制裂隙的岩石，其抗压强度值小于相同条件下的完整岩石，但岩石强度与层理面倾斜角度的关系曲线仍呈U形分布；竖向加载时，试样的破坏形态同层理面倾斜角度（β）与预制裂隙倾斜角度（α）间相对大小有关. 当β < α时，岩石的破坏受预制裂隙控制；当β > α时，岩石的破坏可分为预制裂隙与层理面共同控制与层理面控制两类；隧道围岩的细观破坏模式也与β、α的相对大小有关，但破坏区域均集中在洞周两侧垂直于层理面的一定范围内.      

边坡岩体中地下水优化排水机理研究

基于对岩体边坡中地下水的存在性态及作用机理分析，提出了实用排水模型；建立了排水微分控制方程，通过敏感性分析求解此方程而得到岩体中地下水的优化排水方向．此成果在岩体边坡地下水渗流、库岸边坡岩体中地下水的有效排泄、岩体滑坡有效排水等方面具有重要的实用价值，丰富了岩体水力学及山地灾害学的科学内涵。     

考虑随机裂隙的寒区隧道温度场研究

为进一步探究寒区隧道温度场的分布规律和保温层敷设厚度问题,以金家庄特长螺旋隧道为依托,通过现场实测、理论分析和数值模拟相结合的方法,建立隧道围岩区的随机裂隙模型,研究水分迁移和相变对温度场和保温层设计厚度的影响。研究结果表明：(1)水分迁移和相变作用使得拱顶二维截线A的负温区和衬砌与围岩接触面处的温度增大,并减小围岩的冻结深度和保温层的设计厚度;(2)随机裂隙和渗流作用导致围岩与衬砌结构接触面的温度分布不具对称性,但总体表现为由拱顶至仰拱逐渐增大的趋势;(3)保温层设计厚度与孔隙率之间的关系可用ExpDec1模型表现,解析解的保温层厚度较数值模拟大,但均小于实际工程的设计厚度。研究结果可为寒区隧道的温度场和保温层设计研究提供借鉴参考。     

龙圩水道裂隙岩体水下爆破施工

通过介绍龙圩水道炸礁工程施工的概况，探讨了水道裂隙岩体水下爆破的施工技术。经实施认为，对于夹有软弱层等坚硬的裂隙岩体水道施工，如采用区域分带，岩石分层的钻孔爆破方案，能有效地降低设备物料的损耗，并能提高工程的质量和效益。     

岩体裂隙网络的计算机模拟及其应用

本文研究的是通过野外岩体裂隙煌实际测量，统计得出裂隙的几何参数的概率密度分布函数，应用蒙特卡洛法原理，利用计算机模拟得出与实际裂隙分布一致的裂隙网络图。     

含两组节理裂隙岩质边坡渗流稳定性计算方法

针对节理裂隙岩质边坡渗流稳定性问题,建立了含两组节理裂隙岩质边坡物理模型和力学模型,通过极限平衡理论,提出了含两组节理裂隙岩质边坡稳定性计算方法。基于单一裂隙在应力条件下的渗流定律,将裂隙面上的正应力和剪应力等效为最大主应力和最小主应力,得出单一裂隙的渗流速度和渗流驱动力,进而提出含两组节理裂隙岩质边坡渗流稳定性计算方法。万州首立山5个含两组裂隙高陡岩质稳定性计算结果表明:受渗流驱动力的影响,边坡W123和W132由基本稳定边坡变为欠稳定状态;渗流稳定系数和无渗流稳定系数相比,降低了1.5%~5.7%;对于充填裂隙、非贯通裂隙以及开度较小的裂隙可不考虑裂隙渗流驱动力,但对于贯通性较好、裂隙开度较大的岩质边坡,渗流驱动作用不容忽视。     

非饱和岩体三场耦合控制方程

为研究非饱和岩体对温度场-渗流场-变形场三场耦合作用的响应,采用等效连续介质模型,根据质量守恒方程、线动量平衡方程和能量守恒方程以及相应的物性方程（状态方程和本构方程）推导了非饱和岩体三场耦合控制方程,包括岩体变形场控制方程、地下水渗流场控制方程和岩体温度场控制方程.在推导三场耦合控制方程中,舍弃了局部热平衡假设,而采用热弹塑性本构关系,并考虑了温度梯度对地下水渗流的影响.     

隧道掌子面岩体裂隙快速识别方法

隧道掌子面上含有许多地质信息,若能充分提取和分析,将有助于对隧道工程地质状态作出评价,用于指导隧道设计和施工. 以隧道掌子面数码图像为基础,对掌子面上岩体裂隙检测、提取、分组算法进行研究. 首先,基于数字图像处理技术对掌子面岩体裂隙目标分割算法进行分析,根据分割结果,通过图像细化和边界线拟和、分离、合并、过滤,连接不连续边界,过滤短边界,形成较完整的岩体边界线识别结果;然后,计算岩体边界线视倾角,将视倾角相近的边界线合并为一组,实现对裂隙边界线的自动分组;最后,将本方法应用于实际掌子面岩体图像测试其有效性. 测试结果表明:该方法基本实现了对掌子面上岩体裂隙的自动提取和分组;对具有明显裂隙的掌子面岩体,本算法能较完整的提取出岩体裂隙,错误提取率不超过10%,并实现了自动分组,自动分组错误率不超过5%,提高了掌子面岩体分析的自动化程度,可用于地质素描,并为掌子面围岩分级提供参考依据.      

考虑渗流影响的均匀岩体参数识别

岩体作为建筑结构的基础，有时要承受巨大水压力的作用，文中提出了考虑岩体渗流作用影响的岩体参数识别方法，并对此方法的收敛性进行了讨论，同时通过数值算例研究了渗流作用对岩体参数识别的影响，结果显示在岩体中有水压力作用的情况下，进行岩体参数识别时，不能忽略渗流场的影响。     

富水软岩隧道施工中渗流对岩体变形影响的研究

以湖南省吉怀高速公路南山寨隧道为工程背景,建立流固耦合模型和普通对比模型,分别对考虑渗流场和不考虑渗流场的隧道开挖进行数值模拟与对比分析,以研究富水软岩隧道施工中渗流对岩体变形的影响态势和程度。     

考虑暴雨时裂隙对黄土边坡稳定性影响的分析

针对暴雨中雨水进入黄土坡顶裂隙后对黄土边坡稳定性的影响．建立线性边坡破坏模型．分析裂隙的深度和边坡安全系数两者之间的关系,得出暴雨时裂隙深度对黄土边坡的影响规律,为黄土地区的边坡设计提供参考依据。