岩体参数影响大型地下洞室群围岩稳定的灵敏度分析

结合某水电站超大型地下沿室群施工过程中围岩稳定问题,通过岩体弹塑性理论分析及以数值模型对岩石物理力学参数不同组合的多种方案计算和分析,得到各岩体物理力学参数对洞室围岩稳定影响程度大小,为工程勘测设计和现场施工提供了较有价值的参考。     

公路隧道围岩变形破坏理论研究

采用理论分析、数值模拟以及现场监控量测等手段对公路隧道围岩变形破坏理论进行较深入的研究。通过分析开挖过程中围岩损伤演化,获得了损伤变量与围岩材料参数之间的关系,提出了围岩力学参数的预测方法。通过岩体破坏机理、围岩损伤应力影响范围以及影响围岩稳定性的各个因素综合研究,建立了卸荷状态下的围岩损伤本构关系和基于能量耗散的损伤本构模型。基于一般弹塑性数值分析原理,建立了考虑围岩参数劣化过程的隧道围岩损伤演化分析方法,分析了开挖应力状态下隧道围岩的弹塑性损伤演化机理。建立了基于经验公式和基于围岩渐进性破坏理论的公路隧道围岩压力演化趋势及预测模型,提出了公路隧道围岩压力演化趋势的预测方法。     

基于岩石非线性统一强度理论的地下洞室弹塑性分析

采用岩石非线性统一强度理论考虑了岩体的塑性软化特性,利用衬砌与围岩的位移协调条件,对地下圆形洞室进行了弹塑性分析,获得了圆形洞室的应力,洞室变形及塑性区半径的解,这些解既考虑了岩石拉压强度相差较大的特点,又考虑了中间主应力效应及其区间性;既反映了岩石的非线性破坏特征,又可以推广到岩体及节理岩体之中去,有一定的理论及工程应用价值.     

卸荷状态下岩爆岩石力学试验

岩爆是高地应力区地下工程中常见的一种开挖卸荷施工地质灾害现象，笔者按照地下工程洞室开挖过程中围岩的实际受力状况，主要采用卸荷三轴试验方法，探讨了岩爆岩石的变形破坏特征问题，测试成果可为进一步正确分析研究岩爆形成的力学机制提供重要的实验依据。     

大理岩真三轴单面卸荷条件下加卸载试验研究

为了准确地评价巷（隧）道开挖面附近围岩的稳定性,采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对大理岩岩样进行第三主应力单面卸荷加、卸载试验研究. 通过高应力巷（隧）道开挖围岩失稳机理分析,采用不同应力加卸路径模拟能量积聚型和应力集中型两种物理工程破坏模型,进一步分析两种破坏模型的应力-应变曲线规律、破坏特征和强度特征. 研究结果表明:随着卸荷面应力的减小出现扩容现象,主要破坏面在临空面附近,随着轴压的升高,劈裂破坏范围增大,卸荷临界值也增大;随着围压增高,屈服点和峰值点增大,并且屈服点和峰值之间的曲线斜率较为平缓,破坏由局部张拉-劈裂-剪切复合性破坏发展成整体劈裂破坏;同围压条件下卸荷破坏强度是加载破坏强度的80%,岩体卸荷比加载更容易破坏,进而修正了广义Hoek-Brown强度准则.      

卸荷状态下岩爆岩石力学试验

岩爆是高地应力区地下工程中常见的一种开挖卸荷施工地质灾害现象.笔者按照地下工程洞室开挖过程中围岩的实际受力状况,主要采用卸荷三轴试验方法,探讨了岩爆岩石的变形破坏特征问题,测试成果可为进一步正确分析研究岩爆形成的力学机制提供重要的实验依据.     

长壁工作面开采“围岩—煤体”系统突然失稳破坏机理的探讨及其应用

本文简要回顾了以往冲击地压发生的理论，并在煤矿井工开采条件下，根据“围岩－煤体”系统的力学结构及力学状态变化过程，初步探讨了这一系统突然失稳破坏的判据。     

软岩围岩稳定性及加固数值分析

以龙滩大型水电站工程的地下洞室结构模式为背景,用数值模拟方法研究了4种软岩在4种埋深条件下洞周围岩破坏的变化规律,同时对围岩不稳定的工况施加锚固支护,并与毛洞模拟开挖结果加以比较.     

软弱夹层隧道实测支护结构受力及变形规律研究

软弱夹层隧道施工过程中,受岩体软硬不均和层理分布影响,使初期支护受力变形不协调分布,从而易引起支护结构破坏甚至洞室整体失稳破坏。以兰渝铁路东扎沟隧道为工程背景,分析了隧道施工变形的纵向分布规律与地质条件变化的关系,施工变形的横断面分布规律与地质条件的关系,研究了加强支护后围岩压力、初期支护结构应力的横断面分布和变化规律,得出一些有益的结论,为类似工程提供借鉴。     

围岩岩体声发射规律数值力学试验

通过对诸永高速公路磐安段西华岭隧道围岩中凝灰岩岩体,开展了数值力学试验,在确定连续微元尺寸δc及各项基本力学参数的基础上,试验获得的序列不同尺寸岩体变形破坏过程声发射频率、声发射能量图,进一步描述了该围岩岩体的声发射特征。     

复杂裂隙岩体力学损伤特性与破坏机理分析

针对不同节理状态的岩体受力复杂、力学损伤特性评估困难等问题,采用室内准确预设节理制备试件,模拟不同条件的力学损伤试验,并进行了应力-应变特性、弹性模量和破坏机理分析。结果表明:节理最不利倾角为45°,节理数量越多、贯通度越长、夹层厚度越大,岩体强度越低; 0°和90°倾角节理岩体主要是剪切破坏,其余为复合张-剪破坏,破坏过程存在应力积累和集中释放现象。     

沙坝水电站高边坡卸荷过程数值仿真

以贵州省务川沙坝水电站高边坡为例,在地质模型建立与计算参数确定的基础上,采用卸荷岩体力学的方法进行边坡不同开挖高程的数值仿真.根据边坡开挖过程中卸荷百分比大小,划分出强卸荷区、弱卸荷区和非卸荷区,基于此对岩体力学参数进行调整.根据卸荷过程中参数的折减与边界条件的变化进行边坡卸荷过程的动态数值仿真,并与传统有限单元法计算结果进行对比分析.结果表明,基于卸荷岩体力学的动态数值仿真可以反映岩石高边坡在开挖卸荷过程中的地质-力学响应,其结果与工程地质定性分析结果比较吻合,更加符合实际情况.     

断裂爆破技术在洞室开挖工程中的应用

讨论岩石室定向断裂控制爆破原理，分析洞室边定向断裂控制爆破的裂缝贯穿形成过程，以及ABS塑料管聚能药包爆炸成缝机理，并以洞室爆破掘进开挖工程为例，介绍新型的洞室周边爆破开挖技术在工程实践中的应用，定抽断裂控制爆破技术在岩体条件比较复杂的情况下，更能体现其优越性，减少洞室周边炮眼数量、提高炮眼利用率、而且能够提高洞室周边成形的平整度，增强围岩的稳定性，为衬砌支护及后续工创造了便利的条件。该施工技术，可以对同类型的施工提供理论依据和借鉴。     

洞室地基失稳模式及影响因素分析

本文主要通过对岩石洞室地基的破坏失稳模式,以及洞室的破坏模式的分析,简单地提出了洞室地基稳定性判据和洞室地基失稳的影响因素。     

超大型地下洞室群施工开挖程序及围岩稳定分析

结合某水电站超大型地下洞室群施工过程中围岩稳定问题,利用3维非线性有限元以3大洞室(主厂房,主变室,尾调室)开挖顺序不同的3种施工方式,对地下洞室群进行了稳定计算和分析比较,为施工设计和现场施工提供了较为可靠的依据     

岩石孑L洞试件变形破坏的电测法实验

剪切裂纹（breakoutorspal｜ing）是硬岩地下洞室开挖损伤区的主要破裂形式,对实际岩体工程的稳定性起到了控制作用．选取了粉砂岩圆孔试件进行了双向不等压加载,采用贴应变片的电测法作为监测手段,对剪切裂纹形成演化规律及进一步诱发的破坏形式进行了实验研究．得到了试件表面观测点应力演化规律,在此基础上分析了不等压条件下剪切裂纹的发生机理：不等压下脆性硬岩洞壁不容易破坏,但当加载到一定水平时,破坏很突然,并迅速诱发了“V”形区;孔壁附近发生的是剪切破坏,孔壁深处发生的是拉剪复合型的破坏．     

考虑残余强度的层状岩体损伤演化规律

为更加真实准确地描述层状岩体的损伤演化过程，结合横观各向同性材料的弹性理论和损伤力学理论，采用修正的Lemaitre应变等价假设，建立了考虑残余强度的层状岩体损伤本构模型，通过页岩、千枚岩和板岩的三轴试验数据验证了模型的准确性，并分析了不同层理角度岩体的全过程损伤演化规律.研究表明：模型既可以描述层状岩体的弹性变形，又可以较好地反映峰后应变软化过程；在初期加载过程中岩体的损伤值基本为0，随着应力增加，损伤值呈现出缓慢增长、加速增长、减速增长以及达到残余强度后稳定于1；页岩层理角度为60°时损伤演化曲线最陡，损伤发展速度最快，最先破坏，千枚岩层厚较薄，强度更低，层理角度为90°时最先破坏，而板岩相对较厚，强度更高，层理角度为45°时最先破坏；岩体层理弱面的存在，导致了力学性能和破坏模式的各向异性，损伤演化规律也表现出明显的差异性.     

层状软岩隧道围岩破坏的连续-离散耦合分析

为了研究层状岩体中隧道开挖后围岩的破坏机理,以汶马高速鹧鸪山隧道为例,基于离散元-有限差分耦合算法,建立了一种新的层状软岩隧道开挖模拟方法,采用该方法对不同地应力场、层理间距等因素影响下围岩的破坏模式进行了数值模拟. 研究结果表明:隧道开挖后,应力重分布导致强度较低的层理面首先发生滑移及张开破坏,岩体的滑移及张开使得应力场受到进一步扰动,导致层间岩体产生拉裂破坏;同种水平应力条件下,随着侧压力系数的减小,岩体产生的微裂纹不断增多. 当侧压力系数为1.00、0.80、0.67、0.57、0.50时,微裂纹总数分别为304、391、602、999、1 240;当层理间距为0.6 m时,层理对围岩破坏形态起控制作用;随着层理间距从0.6 m增加至1.2 m,层理对围岩破坏模式的控制作用减弱,围岩的破坏形态与均质围岩相似.      

大理岩在不同应力路径下的能量释放规律和破坏特征

根据工程对岩体稳定性评价的要求,应该模拟不同加载路径的应力状态下的试验条件,以便掌握在该试验条件下岩石所作出的力学响应.通过对锦屏二级水电站大理岩在不同加载路径的三轴试验,分析了大理岩在不同应力路径下的能量释放规律和破坏特征.     

平面滑动型岩质边坡地震动力响应

为探讨地震荷载作用下顺层岩质边坡的失稳机理,采用疲劳强度理论分析地震载荷作用下边坡岩体力学性质的变化.将地震波简化为弹性波,对结构面产生等效静态应力,得出了顺层边坡沿结构面失稳的破坏判据,并以汶川地震中唐家山高速滑坡为例,验证了破坏判据的合理性.研究表明,顺层边坡沿结构面失稳主要取决于结构面倾角、内摩擦角、结构面两侧岩体的波阻抗以及地震波入射角,横波是造成边坡失稳的主要因素.对于唐家山高速滑坡,纵波最危险的入射角为0°和10°,横波最危险的入射角为10°和20°.