基于声发射技术的山体滑坡灾变预测试验研究

高速公路山体滑坡现象日益严重,特别是山区修建高速公路,天然滑坡、潜在滑坡、工程滑坡构成的高速公路滑坡灾害几乎不可避免。既有滑坡监测技术很难探明滑坡灾变的初始形态,更难以进行准确预测。该文首先介绍声发射技术进行工程应用的原理与技术特点,进而提出基于声发射技术的山体滑坡灾变预测的关键研究问题:常见岩体破坏过程与声发射信号对应关系;基于声发射信号的山体滑坡面定位技术;滑坡时声发射信号与岩体应力/应变关系以及野外环境信号噪声的处理方法。最后针对这些关键问题给出室内试验方案,并进行岩体样本加载破坏试验。试验结果证明了声发射技术在山体滑坡灾变预测中的应用可行性。     

南水北调西线泥曲-杜柯河段三维初始地应力场反演

初始地应力场信息的获取是岩土工程设计和施工中所要考虑的重要因素之一，根据工程建设区域地应力实测资料，并结合水压致裂法测试没有竖直向剪力的特点，运用三维有限元回归分析方法，假定岩体自重应力和构造应力为应力场构成要素，利用多元回归分析原理，可获得计算区域的初始地应力场。通过对南水北调西线一期工程泥曲—杜柯河段运用该方法进行分析，结果表明该方法可行，回归值与实测值能较好地吻合，容易理解。     

薄层灰岩弯曲变形力学特性试验研究

在岩土工程相关工程建设过程中,常遇到层状岩体稳定问题。鉴于层状岩体在实际工程中经常发生弯折破坏,尤其是薄层岩体,其抗弯性能受岩层厚度的影响最为明显。文中以层理近于水平状的薄层灰岩为研究对象,获取其受弯条件下的力学特性,总结弯曲变形裂纹扩展规律,分析弯曲破坏过程声发射信号变化特点。结果表明,薄层灰岩弯曲受力时试件内部弯曲应力呈线性分布,裂纹起裂点大多始于试件底部中心受拉区域,其扩展路径取决于岩块强度和层面抗剪强度相对大小关系,声发射振铃计数与岩样加载过程的对应关系反映了岩石应力集中破坏的过程,岩石破坏伴随着声发射能量加速释放现象。     

雪峰山公路隧道地应力场反演及工程应用

初始地应力场主要由自重场和构造场产生,它是岩土工程设计与施工所要考虑的重要因素之一.根据雪峰山公路隧道实测地应力资料,充分考虑岩体自重与构造应力的影响,采取三维有限元回归分析方法,通过对实测点地应力值用逐步回归分析方法求出回归系数,得到计算区域的初始地应力场.研究成果表明: 计算结果与实测值吻合较好,所拟合的初始地应力可作为工程设计与施工的依据.     

磨削加工之窗

声发射测试技术在欧洲应用比较广泛,在美国刚刚兴起。声发射技术可以察觉频率的细小变化,甚至可以应用到砂轮的寿命和优化磨削工艺中。     

钢绞线拉伸过程中的声发射特征及其损伤演化模型

针对常规的无损检测方法不能够动态跟踪钢绞线的损伤演化过程,提出了采用声发射技术来监测钢绞线的损伤演化。利用钢绞线的拉伸试验,对其损伤全过程进行了声发射监测,得到了钢绞线拉伸损伤全过程的声发射特征信号:钢绞线在断裂之前,声发射特征参数并不明显,在接近断裂时,声发射信号迅速增大,并在屈服点附近出现一个大的突发信号。通过声发射机理分析,发现声发射累积能量可作为钢绞线损伤的特征参量,能动态分析钢绞线损伤演化过程和规律,较容易判断断丝的根数和发生的时刻。利用声发射累积能量的相对变化来定义钢绞线损伤因子,推导了用声发射特征参数表示钢绞线损伤演化方程,此方程可用威布尔累积分布函数来描述,并对其正确性与合理性给予了验证与分析。     

青岛海底隧道围岩应力场与渗流场相互作用数值模拟

青岛海底隧道工程海域段穿越断裂破碎带,岩体呈碎裂结构,岩质软硬不均。为对岩体渗流场与洞周围岩开挖二次应力场二者间进行相互作用分析,应用非线性有限元程序ABAQUS检算施工期海底隧道开挖和衬护结构施作后,围岩体渗流场与隧道开挖二次应力场间的相互作用,得出围岩体渗流场、应力场的分布规律、洞周围岩塑性区的分布和范围,为海底隧道工程提供设计、施工依据。     

深埋特长公路隧道三维初始应力场的回归分析

结合苍岭隧道现场的工程地质条件及实测地应力资料,在分析工程区初始应力场各影响因素的基础上,采用有限元数值模拟对建立的隧道三维地质概化模型在各影响因素单独作用下进行分析计算;并在实测点地应力值与计算得到的应力值之间建立多元回归模型。通过多元回归分析,建立最优的回归方程,从而获得整个工程区初始地应力场较为合理的分布规律。利用上述方法获得了苍岭隧道初始应力场分布的回归方程,并通过实测点的计算应力值与现场实测值的比较可知,回归得到的初始应力场是合理的,为苍岭隧道的设计、施工提供了重要的基础性资料。     

隧道开挖流体-固体耦合分析在复杂断裂岩体中的应用

基于某隧道工程,通过建立模型,研究了隧道开挖流体-固体耦合分析在断裂岩体中的应用。结果表明,在左隧道开挖后,围岩应力分布特征改变明显,应力距离隧道边缘越远变化越小,在洞半径约6倍以外的岩体,应力分布特征恢复到初始应力状态。在隧道拱顶,有较大沉降位移产生,拱腰水平收敛位移较大,拱底隆起变形较大。位移离洞边缘越近,变形越大,离洞边缘越远变形越小,围岩位移基于隧道中线为对称轴呈对称分布。与应力场作用下的应力相比,耦合作用下临近隧道围岩的应力高出约0~2.4 MPa,拱底处的应力要高出0~0.89 MPa。在耦合作用下,隧道洞周位移要大于应力场下的位移,在地下水渗流过程中,应力场发生明显的变化。在渗流场和流固耦合作用下,隧道水头分布情况基本一致,渗流场受应力场影响较小。     

砂岩损伤演化声发射特征分析

通过砂岩的损伤声发射试验,分析了砂岩损伤各个过程的声发射特性,发现在岩石损伤的各个过程中,其声发射表现出不同特性,特别是岩石在破坏之前,声发射会有一个稳定期,这对利用声发射监测岩石的破坏具有现实意义。     

纸坊隧道初始地应力场线性回归分析

影响初始地应力场的主要因素有自重应力场和构造应力场。首先,假定研究区域的岩性为弹性;然后,利用各测点的水压致裂地应力测量资料和4个模拟构造应力场的三维有限元计算结果,用最小二乘法多元回归分析,得到了与4个自变量（分别对应自重应力、隧道轴线方向构造应力、垂直轴线方向构造应力和水平面内剪切应力）相对应的回归系数L1、L2、L3、L4,再计算复相关系数r及偏相关系数,判断回归效果;最后回归计算出初始地应力场。     

用声发射法测定20CrMnTi钢渗碳和碳氮共渗试样的抗弯强度

一、前言声发射法是六十年代发展起来的新技术,它在材料研究和各种工程结构的安全监控方面的应用已越来越广泛。尤其在断裂力学试验中,用声发射法监测材料的开裂点,已经取得了很大成绩。而且这种新技术在通常的材料试验中,也能够发挥它的作用。本文着重介绍用声发射法测定20CrMnTi钢的碳氮共渗和渗碳试样的抗弯强度。     

深埋山岭隧道地应力测试与分析研究

高地应力常对深埋山岭隧道建设造成诸多问题。通过对登楼山隧道DZK2钻孔采用水压致裂法进行地应力测试,系统分析DZK2钻孔的地应力测试结果,得出测试深度范围的应力实测值与应力场方向,并通过修正的Sheorey模型预测隧道其他埋深范围的应力分布。研究分析表明,在隧道工程区地壳浅部水平应力占主导地位,即主要受构造水平应力作用,应力大小随着埋深的增大而增大,该应力场与区域构造应力场基本一致。     

汽车超声波油耗测试计算方法

针对汽车油耗间接测试法和直接测试法存在的不足,基于超声波技术和单片机控制技术,根据时差法超声波流量测试原理,构建汽车油耗测试数学计算模型。超声波流量传感器基于声时和几何参数测试燃油流量,采用扩展卡尔曼滤波法计算声时;利用三维坐标法测算超声波流量传感器的几何参数,进行了几何参数计算误差分析与修正。最后,对采用有限数量声路速度信息计算得到的流量误差进行了积分修正和校准。分析结果表明：该方法可为优化油耗测试数学模型、提高汽车油耗测试精度提供理论依据。     

砼受压试验全过程声发射特性研究

开展砼试块单轴加载试验,对加载破坏全过程进行声发射检测,通过对数字信号采集示波器记录的声发射信号的分段离散傅里叶变换,定性分析了0~50kHz声发射信号随试件加载值的变化规律,定量分析了声发射全过程0~12kHz各频段能量占比变化规律,提出了以声发射信号各频段信号能量占比为判断标准的砼损伤识别方法,并使用b值法和振铃计数法对该损伤识别方法进行了验证。     

海龙囤龙虎大道滑移式危岩体稳定性分析与治理设计

采用极限平衡法对遵义市海龙囤龙虎大道侧的W5滑移式危岩体进行稳定性分析,得出不同工况下的稳定系数,并依据规范判断其稳定性。运用geo-studio数值模拟软件对W5滑移式危岩体的稳定性进行模拟分析,基于应力场和位移场的分析表明,该滑移式危岩处于欠稳定状态。根据相关规范,对其进行锚固灌浆支护设计,并运用理正软件验算支护后W5危岩体的稳定性。     

路堑边坡变形破坏过程的再现模拟方法

路堑边坡变形破坏过程的模拟可确定边坡形成和演变过程中坡体内部的应力应变状况及其变化,揭示边坡演化的力学机制及变形过程中的时间效应。结合工程实例,对边坡岩体初始应力场的模拟及分析、缓倾顺层边坡变形破坏演化过程模拟、陡倾内层状体路堑边坡中弯曲一拉裂变形体形成演变模拟研究方法和意义进行详细论述,并探讨边坡变形破坏机制与稳定性评价相关关系。     

大坪山隧道初始地应力场有限元回归分析

基于大坪山隧道工程地质条件及可能穿越高地应力而带来的深部工程地质问题,结合钻孔有限测点的地应力测量结果,采用三维有限元分析方法对大坪山隧道的初始地应力场进行了拓展分析.通过建立三维地质模型,计算在自重应力、水平X、Y方向挤压和XY面剪切构造等4种工况下的构造应力场.用最小二乘法求解对应的回归系数及实测点的回归计算值,剔除不合理的测点,将计算值与实测值进行对比分析,采用Sufer软件绘制隧道洞轴线主应力等值线图,得出整个工程区特别是重要工程部位的回归初始地应力场.计算结果表明:测点回归值与实测值大部分吻合较好,反演回归得到的地应力场是合理的,符合实际的初始地应力场分布规律.     

河谷边坡变形破坏的FLAC3D数值模拟

结合贵州香树坪滑坡所处地质环境，利用FLAC3D数值分析软件，模拟软硬互层斜坡在河谷边坡形成过程中的应力变化及变形破坏特征。分析得出:初始应力场中，σv垂直应力均为压应力，近水平平行分层分布，由坡顶向深部基本呈线性递增，增加梯度大致与岩体平均重度等同；最大主应力方向近垂直方向，随深度线性递增。随河谷下切，河谷边坡岩体在卸荷作用下引起内部应力重分布，局部应力集中，最大主应力迹线发生偏转，越接近临空面越与之平行，最小主应力则与之正交；坡体由于开挖卸荷，坡表回弹变形明显，根据监测点位移值，坡顶到坡脚变形呈由小变     

以隧洞开挖为例研究影响裂隙岩体渗透性的因素

UDEC离散单元法中关于裂隙岩体开挖模拟及水力全耦合分析模型,可用来分析裂隙岩体洞室开挖后,因围岩应力与水力耦合作用导致裂隙隙宽变化及渗流变化的过程。为了更为直观地了解耦合作用对裂隙岩体渗透特性的影响,本文以隧洞开挖为例,用开挖后隧洞内总涌水量来表征岩体的渗透特性。利用数值试验的方法,研究了块体边界、初始应力比、裂隙隙宽、裂隙夹角对开挖后隧洞内涌水量变化的影响,进而可以得出它们对裂隙岩体渗透性的影响。本文的主要结论为：随着块体尺寸和初始应力比的增大,隧洞内总涌水量减少;随着初始隙宽增大涌水量增大并当达到某一固定值后保持不变;隧洞涌水量在θ2/θ1=3.5,其中θ1=30°,即2组节理的夹角为75°处达到最大。