工程岩体抗剪强度参数的数值分析及应用

借助于地质调查和简便易行的力学实验确定复杂岩体的力学参数是岩石力学积极探索与研究的方向之一，根据典型的岩体结构概化模型，模拟现场岩体力学实验可以达到简便易行和完成大批量试验的目的，本文使用数值分析方法，模拟了节理－岩桥组合切实验过程，计算了岩体抗剪切破坏强度参数并应用于工程实践。     

基于计算机数值模拟技术确定围岩岩体力学参数的探讨

针对目前岩石力学处理工程问题的缺陷，探讨如何将前沿的计算技术与传统的力学实验相结合，以确定隧道工程中的围岩岩体力学参数，并提出了一些建议和方法。     

围岩力学参数反馈技术的应用研究

针对岩土工程结构分析时，所有反映岩体力学性质的参数基本未知，而原位岩体的力学参数一般难由试验获得准确数值，且室内外岩石力学参数试验所得资料只能反映岩体的局部情况，难较全面地反映围岩的真实情况等问题，提出了一些简单实用的常用围力学度参数反馈方法，并通过实际隧道工程的模型试验测试数据和计算反馈分析，验证了所论方法的可靠性。     

岩体变形参数的应力状态效应研究

岩体力学参数存在随应力状态不同而变化的特性，称为应力状态效应。岩体力学特性的实测值具有空间场分布特征，分析表明地应力（或围压）的有规律变化是造成岩体力学参数空间变化的主要原因。考虑到实测地应力多具有较大的离散型，尝试利用反演方法获取地应力场信息，通过多元回归分析得到实测岩体变形参数与地应力的经验关系，以研究岩体变形参数的应力状态效应。通过一工程实例研究：得到地下厂房区域的岩体变形模量为16GPa左右，与反演分析结果也比较符合；通过应力状态效应研究得到的岩体变形参数物理场，是一个渐变的物理场模型，是更为符合工程实际的；主要考虑了岩体力学参数的应力状态影响，通过一系列的计算得到，人为因素少，计算结果可供工程实践参考。     

岩石工程岩体各向异性的显现模式研究：以三峡工程永久船闸？…

岩体各向异性是岩石工程所面临的重要问题，是一切岩体力学及岩体水力学行为特性的主要控制因子。本文以三峡工程永久船闸边坡工程为例，对岩石工程体各向异性的基本显现模式进行了研究。岩体各向异性主要表现在岩体中的地应力、岩体宏微结构特性、岩体力学及岩体水力学参数等方面：地应力状态主分量值在垂直剖面σ１≠σ２≠σ３、主方向会发生明显的偏转；地表及岩体中岩体结构面的分布、岩体的微观特性结构均呈现明显的方向性；岩     

岩石工程岩体各向异性的显现模式研究——以三峡工程永久船闸边坡工程为例

岩体各向异性是岩石工程所面临的重要问题 ,是一切岩体力学及岩体水力学行为特性的主要控制因子 .本文以三峡工程永久船闸边坡工程为例 ,对岩石工程岩体各向异性的基本显现模式进行了研究 .岩体各向异性主要表现在岩体中的地应力、岩体宏微结构特性、岩体力学及岩体水力学参数等方面 :地应力状态主分量值在垂直剖面σ1≠σ2 ≠σ3 、主方向会发生明显的偏转 ;地表及岩体中岩体结构面的分布、岩体的微观特性结构均呈现明显的方向性 ;岩体力学参数沿卸荷方向的值低于沿垂直方向的值 ,而渗透系数K1≠K2 ≠K3 .     

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。     

节理岩体抗剪强度参数的实验分析

对红层软岩的大量实验表明，剪切与三轴压缩实验测得的抗剪强度参数值不一致，而且内摩擦角从完整岩石剪切实验、三轴压缩实验到结构面剪切实验呈现出由大到小的规律．基于上述实验结果，分别从岩石强度理论和实验方法的角度分析了3种实验所得参数不一致的原因，导出了三轴压缩实验得到的岩体抗剪强度参数与结构面抗剪强度参数之间的关系式，并提出了岩体抗剪强度参数的选取原则．     

苍岭隧道断裂破碎带工程地质特征与围岩失稳特点

根据对苍岭隧道开挖过程中多次发生塌方的地段的工程地质调查的资料,采用现代地质工程的理论,系统地分析了引起苍岭隧道塌方的叠瓦状断裂带的构造特征、力学性质、以及控制该地区主要工程地质特征,重点分析了断层带活动对于隧道周围岩体中的岩石的力学性质所产生的影响,通过对比断层破碎带中及两侧的风化前后岩石的工程力学参数,发现了该隧道可能产生塌方的主要地段的识别标志,并结合现场的实际情况提出了对隧道施工中危险地段岩体加强长、短期地质超前预报工作,通过进行合理的喷浆、结合钢支撑的组合支护方式、控制隧道变形为主的行之有效的防治措施。     

基于水岩相互作用的岩石力学性能研究

依托云南省富宁港一期工程,现场采集岩石试样,经过不同次数的干湿循环后作常规三轴压缩试验;对实测岩石力学性能参数进行回归分析,得到泥岩及砂岩在水岩相互作用下力学性能的变化规律;基于岩石弹性模量,应用连续介质损伤力学方法对比分析了泥岩及砂岩的损伤劣化特点;应用Hoek-Brown强度准则对岩石力学参数进行转换得到岩体综合强度参数;通过有限单元法得到不同次数的水岩相互作用下架空斜坡码头性能的变化特点。     

岩石板梁结构时间相关变形的稳定性分析

采用岩石板裂梁的纵向受压的力学模型，考虑深部岩石的流变性，分析了板梁稳定性的时间分叉特性，板梁失稳与岩体的流变性质密切相关，在一定载荷下，经历一段时间后会发生延迟失稳，给出了时间分叉点的计算式，并对深部矿井延迟性岩爆发生机制进行了初步分析。     

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居民出行方式选择是一个较为复杂的非线性问题,受到的影响因素众多。提出采用支持向量机方法构建了居民出行方式选择模型,并以交叉验证意义下的分类准确率作为适应度函数,利用粒子群算法对支持向量机参数优化选择,避免参数设定的随机性,减少参数选择的工作量.通过实证研究表明,利用粒子群算法优化支持向量机的参数是可行的,支持向量机方法相对于BP神经网络,对居民出行方式预测有更高的精度.预测精度比BP神经网络提高了将近5个百分点,建模样本和测试样本的分类精度分别达到86.20%和82.31%.所构建的模型可用于居民出行方式预测,这对城市交通规划,出行需求预测具有现实指导意义.     

卸荷条件下地下洞室围岩稳定的损伤力学分析方法

岩石地下洞室围岩的失稳主要是由于工程开挖导致岩体局部卸荷，从而使围岩体损伤逐步累积和发展所造成的，由于应力路径的不同，岩体在卸荷条件下与加载条件下具有不同的强度破坏特征和破坏准则。本文在围岩失稳力学机理分析和岩体损伤破坏试验的了，应用“损伤破坏表面”的概念和各自异性损伤力学理论，提出了卸荷条件下地下洞室围岩稳定性分析的损伤力学方法，并已在青岛地铁隧道的围岩稳定及合理埋深研究中得到成功应用。     

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.     

怒江某隐伏断层带岩体的力学参数取值

断层带岩体是工程建设中重点关注的一类特殊岩体，为了获取考虑围压效应的隐伏断层带岩体真实力学参数，依托怒江某水电工程，对坝基深厚覆盖层下隐伏断层带岩体开展三轴试验. 总结了一套断层带岩体取样—试验前处理—施加初始围压—三轴试验—参数取值的评价方法，可避免三轴试验过程中断层带岩体散体以及液压油对试样的影响，使试验结果更接近断层带岩体天然状态下的真实力学参数. 试验结果表明:5个断层带岩体试样的变形模量为449～921 MPa，平均值为665 MPa；黏聚力为0.04～0.22 MPa，平均值为0.13 MPa，取80%保证率的标准值为0.12 MPa；内摩擦系数为0.32～0.61，平均值为0.46，取80%保证率的标准值为0.35；黏聚力试验值比内摩擦系数试验值离散性大，表明断层带岩体黏聚力受物质结构、断层泥含量、胶结程度等的影响更大.      

地下工程数值模拟若干问题的处理方法

首先探讨了用数值模拟方法解决地下工程的岩石力学问题时,如何根据岩体工程结构的岩石力学性质和数值模拟的目的来选择数值计算方法;然后,详尽、深入地阐述了建立计算分析模型所涉及的几个重要问题及其处理办法,包括模型几何形状、计算范围的确定、边界条件和工程初始状态的处理、模型离散化、支护结构作用的处理,以及如何确定计算所必须的岩石力学参数;最后,提出了对计算结果的分析方法和思路。     

岩质隧道中结构面和概率块体的模拟研究

岩体隧道中结构面的存在会极大地影响岩体的力学性质.根据经典块体理论和蒙特-卡罗模拟方法,采用面向对象的C++语言为主要工具,实现了岩体结构面分组的自动化,然后在此基础上完成了岩体隧道中随机性关键块体的搜索,并应用计算机图形显示技术,展示了岩体结构和随机块体的三维模拟方法.     

岩石循环冲击损伤模型及其参数的确定方法

建立了基于 Weibull分布的统计学岩石冲击损伤本构模型。在理论假设的基础上,通过公式推导,建立了岩石单元体损伤本构模型。并通过数学的方法,确定了模型中参数的计算公式和方法,明确了参数的物理意义。建立了岩石在循环冲击作用下的损伤变量的表达式,分析了岩石在循环冲击作用下的损伤累计演化规律。在中南大学动静组合加载实验系统上,开展了岩石在不同应力状态下的循环冲击实验,将实验数据带入本构模型中。分析结果表明：实验曲线与理论曲线接近重合,验证了该模型的合理性;初步分析了岩石在循环冲击作用下的损伤演化规律以及破坏失稳过程。该实验为岩石在动力扰动作用下的力学机理以及岩爆产生的机制提供了一定的理论依据。     

岩石材料渐变破裂的重正化群方法研究

建立了描述岩石材料渐变破裂的重正化群模型,解析了其临界概率和临界应力,讨论了这些参数在岩体力学性质推断、破裂预测与稳定性判别中的意义。     

石人沟铁矿北区采场结构参数的优化

唐钢石人沟铁矿目前处于露天转地下开采过渡期,亟需确定合理的地下采场结构参数.本文首先在岩石力学试验的基础上估算了岩体力学参数,采用三维有限元数值模拟方法对采场结构进行了研究,得出了地下开采时不同采场结构参数下采场的应力和应变情况,并以此为依据对其稳定性进行了分析,最终确定了最优方案,确定了石人沟北区合理的采场结构参数.