岩石压剪裂纹水力劈裂分析及裂纹面方向计算

水力劈裂技术在岩土工程中应用越来越广泛,但自然界中的水力劈裂可能会引发地质灾害,因此,水力劈裂机理研究已成为岩土工程中的热点问题。通过利用断裂力学理论对水力劈裂时裂纹的扩展问题进行研究,推导了基于最大周向应力理论的裂纹起裂角及临界水压的计算公式,分析了压剪复合断裂时临界水压力与裂纹面方向之间的关系,在此基础上得出了压剪断裂时最易于发生水力劈裂的裂纹面位置。     

岩石压剪裂纹水力劈裂分析及裂纹面方向计算

水力劈裂技术在岩土工程中应用越来越广泛,但自然界中的水力劈裂可能会引发地质灾害,因此,水力劈裂机理研究已成为岩土工程中的热点问题。通过利用断裂力学理论对水力劈裂时裂纹的扩展问题进行研究,推导了基于最大周向应力理论的裂纹起裂角及临界水压的计算公式,分析了压剪复合断裂时临界水压力与裂纹面方向之间的关系,在此基础上得出了压剪断裂时最易于发生水力劈裂的裂纹面位置。     

Barton经验公式在岩质边坡稳定性分析中的应用

由于岩质边坡的失隐几乎都是沿着结构面发生的，而岩体结构在的抗剪性能并不完全满足莫尔－库仑准则，因此在岩质边坡的稳定性分析中采用莫尔－库仑准则会带来较大误差。本文用Barton公式代替莫尔－库尔准则进行岩质边坡的极限平衡稳定性分析，以更好地反映岩体结构面的抗剪性能，并通过简单算例阐明了莫尔－库仑公式及Barton经验公式在岩质边坡稳定性分析中的差异。     

边坡岩体结构面抗剪强度参数确定方法探讨

在中小岩质边坡稳定性分析中,常常根据技术规范提供的实用分类方法和工程经验相结合估算结构面抗剪强度参数.GB 50330—2002《建筑边坡工程技术规范》是一种广为应用的实用分类方法,可为边坡岩体结构面提供抗剪强度参数.随着结构面试验研究的深入和该国标的广泛应用,有必要进一步补充与完善这一实用分类方法.为此,在广泛的调研、有针对性的现场试验和室内试验的基础上,对该分类方法提出了修正意见,使其更具科学性与实用性,更好的指导岩质边坡设计.     

边坡岩体结构面抗剪强度参数确定方法探讨

在中小岩质边坡稳定性分析中,常常根据技术规范提供的实用分类方法和工程经验相结合估算结构面抗剪强度参数.GB 50330—2002《建筑边坡工程技术规范》是一种广为应用的实用分类方法,可为边坡岩体结构面提供抗剪强度参数.随着结构面试验研究的深入和该国标的广泛应用,有必要进一步补充与完善这一实用分类方法.为此,在广泛的调研、有针对性的现场试验和室内试验的基础上,对该分类方法提出了修正意见,使其更具科学性与实用性,更好的指导岩质边坡设计.     

基于能量平衡原理的水力劈裂能量耗散研究

在页岩气开采中,水力劈裂总的能量耗散是评价页岩气是否具有可开采价值的一个重要指标。基于Griffith能量平衡原理,推导了平面应变问题水力劈裂过程中系统的总能耗的理论公式。分析了裂纹扩展速度、水的黏滞性和裂纹面的形态对系统总能耗的影响,得出了高脆性岩石材料在较低裂纹扩展速度下有利于节省水力劈裂的总能耗。同时推导了在等流量注水时单位时间的能量耗散表达式,随着裂纹的扩展,单位时间的能量耗散逐渐递减,因此,加压设备的功率主要取决于初始裂纹劈裂时的加载能力。该结论对于评估和改进水力劈裂开采页岩气有一定的借鉴意义。     

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。     

顺层岩质边坡溃屈型破坏探讨

顺层边坡溃屈破坏是一种存在于岩质边坡的特殊破坏模式,首先对这种破坏模式的力学原理进行了探讨,得出了产生此破坏模式的前提条件,即:存在外倾结构面;结构面倾角较陡,大于或等于坡角;坡脚岩体强度较差。结合一典型的岩质边坡开挖工程实例,运用离散元数值分析方法,得到了边坡发生此破坏模式的变形、应力特征以及具体的破坏过程。结果表明:边坡坡脚的剪应力随着边坡开挖的深度增加而增大;当其剪应力未超过坡脚岩体的抗剪强度时,边坡变形主要以开挖的卸荷回弹为主,边坡处于稳定状态;当开挖深度使得坡脚剪应力超过坡脚岩体的抗剪强度时,坡脚岩体首先产生屈服变形,发生较大的位移,从而为坡体中上部岩体提供了沿结构面下滑的空间,边坡发生垮塌。数值分析结果与理论分析得到了很好的验证。     

抗滑键加固渝黔高速公路顺层岩质边坡模拟研究

基于渝黔高速公路顺层岩质边坡垮塌事件,采用FLAC-3D模拟软件建立了顺层岩质边坡抗滑键加固前后的模拟模型,设立3个监控点采集了顺层岩质边坡抗滑键加固前后的位移、剪应力等参数。模拟结果与现场监测数据对比发现,边坡加固前处于非稳定状态,属于牵引式破坏模式,并具有突发性。边坡采用抗滑键加固后位移等值线图显示得出,沿结构面变形转为边坡沿临空面的圆弧型变形,结构面上的剪应力集中现象明显消失。加固后的监测位移和模拟位移对比得出,边坡变形量较小,处于稳定状态,抗滑键加固措施具有较好的支挡效果。     

高速公路边坡滑坡抢险工程的治理

湖南某高速公路右侧边坡原已采用坡面拱形骨架进行了护坡治理,由于多种原因发生了滑坡和破坏,为不破坏原有的加固措施,结合该裂隙岩质边坡的特点,采用锚固的方法对该边坡进行了抢险加固治理,取得了成功。     

裸洞隧道病害形成耦合机理分析

裸洞隧道病害的产生主要是地下应力场在损伤、渗流、温度等因素的耦合作用下形成的,是非常复杂的非线性耦合过程。从裸洞隧道开挖后的弹塑性应力场出发,使用Bui损伤模型与地下水渗流场组成的激励-反应耦合系统加以研究病害形成的耦合机理。结果表明,裸洞隧道病害明显产生是损伤和渗流耦合强度因子在0.5左右产生的,随着隧道围岩裂隙的扩展和损伤程度的加剧,围岩塑性区半径随水压力的增加而迅速增大,加速隧道病害的产生,这为探明裸洞隧道病害形成机理研究、治理与防护起到一定的理论指导意义。     

裸洞隧道病害形成耦合机理分析

裸洞隧道病害的产生主要是地下应力场在损伤、渗流、温度等因素的耦合作用下形成的,是非常复杂的非线性耦合过程。从裸洞隧道开挖后的弹塑性应力场出发,使用Bui损伤模型与地下水渗流场组成的激励-反应耦合系统加以研究病害形成的耦合机理。结果表明,裸洞隧道病害明显产生是损伤和渗流耦合强度因子在0.5左右产生的,随着隧道围岩裂隙的扩展和损伤程度的加剧,围岩塑性区半径随水压力的增加而迅速增大,加速隧道病害的产生,这为探明裸洞隧道病害形成机理研究、治理与防护起到一定的理论指导意义。     

某高边坡滑坡治理的效果分析

某边坡位于水库右岸公路以上,土层主要为软弱的砂岩和泥页岩,历史上形成的古滑坡体由于受褶皱和断裂构造及地下水的影响,基岩表层进一步风化、卸荷和泥化,再次发生滑动.通过分析该边坡滑坡的治理,计算该边坡在治理前后的稳定安全系数,对其治理效果进行分析,计算和实际观测结果表明经过综合治理,该边坡趋向稳定.     

基于因子分析法的边坡稳定性评价指标权重

为快速评价边坡的稳定性,以汤屯(汤口-屯溪)高速公路44个典型边坡为研究对象,采用因子分析法,对边坡稳定性的7个评价指标坡度、坡高、岩性、边坡结构、结构面胶结、控制性结构面、岩体完整性进行了分析,根据它们对边坡稳定性的影响进行排序,并将评价指标得分进行归一化处理后作为评价指标的权重值.研究结果表明:主因子重要性排序依次为边坡形态、边坡结构和结构面特征;评价指标重要性排序依次为岩体完整性、岩性、边坡结构、控制性结构面、结构面胶结、坡度和坡高.      

顺层边坡临界高度的确定

从地质学角度对顺层岩质边坡的稳定性影响因素和破坏机制进行分析,采用界限平衡法基本理论推导出顺层边坡临界高度的计算式,并对实际工程中的顺层边坡临界高度进行计算分析,计算结果与实际情况吻合较好。     

高精度连续函数对边坡岩体分级的修正

为克服SMR(边坡岩体分级)法已有连续函数修正拟合精度不高的缺点,基于离差平方和最小原理,采用新的连续函数对"表格式评分"的SMR法进行了修正,给出了点荷载强度、单轴抗压强度、岩体质量指标、不连续面间距、不连续面产状调整系数、不连续面延伸长度、张开度及充填物厚度评分的连续函数.用新提出的修正SMR的连续函数对水电、矿山、公路等57个边坡岩体进行了稳定性分级,剩余标准差为2.180,相关系数为0.996 7,比其他修正SMR法更接近表格式SMR法的评分结果.     

岩质路堑边坡的评价方法与坡率设计

辽西地区属低山丘陵地貌,公路建设中深挖路堑不可避免,形成的高边坡多为岩质边坡,边坡评价与设计成为一个重要问题。本文系统阐述了岩质边坡的基本评价方法以及边坡坡率设计的经验公式,并结合工程实例进行了具体分析。对工程实践具有指导意义。     

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.