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。     

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。     

软弱夹层边坡变形性状及其影响因素分析

介绍了含软弱夹层边坡稳定性的研究现状;运用有限差分软件FLAC 3D,针对5种工况进行了数值模拟,重点分析了含有软弱夹层的岩质边坡几何特征及软弱夹层力学参数,如边坡坡高、坡角、软弱夹层倾角、黏聚力和内摩擦角等对岩体边坡位移的影响规律及其工程意义.     

水泥混凝土路面荷载应力有限元分析建模初探

用大型有限元分析设计软件ANSYS进行刚性路面体系力学分析,采用实体建模的形式,介绍了模拟地基和刚性路面板力学行为所用到的单元及其使用方法;路面板与地基之间、层状地基的各层之间不同接触条件时在ANSYS中应该如何处理,边界约束的处理方法和加载求解的设置以及建模过程应该注意的问题。     

基于断裂理论的节理岩体等效弹模的研究

为了研究无填充断续节理岩体的力学特性,假定岩体中的节理类似于断裂力学中的裂纹,利用裂纹扩展的能量释放率理论,结合弹性力学中的Betti互易定理,推导出了在平面应力状态下一组闭合节理平板的等效弹模,并考虑到节理之间的相互影响,对其进行了相应的修正;同时进一步推导了三维含无填充断续节理岩体在闭合状态下的等效弹模。最后得出节理岩体的等效弹模与节理的几何形态及其力学参数以及节理是否闭合有关。     

京承高速公路隧道支护结构动态稳定性研究

岩体不同于一般材料,作为一种地质结构体,其具有非均质、非连续、非线性以及复杂的加卸载条件和边界条件,使岩体力学问题通常无法用解析方法简单地求解。相比之下,数值模拟分析具有较广泛的适用性。它不仅能模拟岩体的复杂力学与结构特征,也可以很方便地分析各种边界问题和施工过程,并对工程进行预测和预报。因此,岩体力学数值分析方法是解决岩土工程问题的有效工具之一。     

充填粗糙节理直剪数值模拟宏细观分析

利用颗粒流数值计算方法对岩石充填节理直剪作用下力学性质进行研究,从细观角度分析不同法向荷载下粗糙节理面的损伤情况;探讨充填节理粗糙程度、充填物强度参数、充填物与围岩接触面强度以及充填厚度对节理剪切强度的影响,结果表明:（1）随着法向荷载的增大,上下节理面接触状态及粘结力分布规律发生转变,充填节理面粘结破坏明显增加;（2）节理粗糙度系数（JRC）对峰值剪切应力的影响较大;随JRC的增加节理峰值剪切强度增大;节理面粘结力呈类线性增长,而内摩擦角随JRC的增大而呈明显的非线性变化;（3）随节理充填物粘结强度比的增加,峰值剪切应力增大;随充填物强度比的增加,节理面粘结力出现明显的增长,而内摩擦角呈现先下降后增加的趋势;（4）当法向荷载较小时,峰值剪切应力受接触面粘结强度比的影响较大;当法向荷载较大时,其对峰值剪切应力的影响程度明显降低.节理面粘结力和内摩擦角随接触面粘结的增加分别呈现出非线性增长和下降的趋势.（5）节理剪切力学形式随充填后的增加呈现降低的趋势,然而随着厚度的不断增加,所带来的剪切力学参数变化程度逐渐减小.      

锚杆在大变形破碎岩体隧道中支护效果数值模拟

以FLAC3D有限元为主要工具,对锚杆在大变形破碎岩体中的支护作用进行了研究分析。指出锚杆在大变形破碎岩体中的支护作用明显,它能够控制隧道在开挖后的变形。锚杆的长度和间距对支护效果有影响,设计时应进行综合考虑,选择最优化设计。     

侧部水压充填型岩溶隧道施工力学特性研究

结合高速公路某岩溶隧道施工过程,利用有限差分软件FLAC3D对侧部水压充填型岩溶隧道施工过程中的围岩位移、塑性区、应力、锚杆轴力和喷混凝土层力学特性进行了数值模拟研究,并将围岩变形的数值模拟结果与现场量测结果进行了比较分析,结果表明两者所反映的围岩变形规律基本一致。     

隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征研究

岩体的节理是一种常见的构造地质现象,也是影响岩体稳定性的重要因素之一,节理的存在使得围岩的变形特征、应力变化以及完整性更加复杂。为了明确隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征,采用Midas GTS NX软件,基于莫尔-库伦准则,建立了节理岩体中的隧道施工模型,通过改变节理倾角和节理间距,分析不同工况条件下围岩的应力变化与围岩变形规律。结果表明：随着节理间距的减小,隧道围岩的水平位移值和竖向位移值均呈现递增趋势。     

确定节理岩体抗剪强度的结构影响函数法

本文通过室内直剪试验和三轴压缩试验研究了常见节理岩体类型的抗剪强度特征后,提出用抗剪强度“结构影响函数”来描述岩体结构对节理岩体抗剪强度的综合影响和用结构影响函数法来确定节理岩体的抗剪强度。该方法较现场试验法要简便、迅速、经济。     

降雨条件下公路节理边坡稳定性分析

结合某公路节理岩质边坡,采用离散单元法,考虑节理岩体应力与渗流耦合机理,对降雨条件下节理边坡稳定性进行分析。重点分析了边坡主应力分布和位移矢量图,节理张拉和剪切位移以及边坡渗流产生的空隙水压力。分析结果表明:节理边坡变形主要受优势节理面控制,产生平面滑移。节理张拉和剪切位移趋势与边坡变形规律是一致的,地下水流动产生空隙水压力会加剧边坡的变形趋势。     

基于正交试验分析公路边坡稳定性影响因素

在常张高速公路试验路段边坡稳定性影响因素确定中,采用正交试验方法对坡面角、裂隙饱水系数、岩层走向和路线夹角、岩层倾角、边坡高度等主要因素对边坡稳定性的敏感性作一分析,得到弱风化页岩边坡稳定的一些初步规律,可为边坡开挖设计和加固方案优化提供重要依据。     

岩体原位测试中反力对试验影响程度的二维有限元分析

采用二维有限元方法,模拟了不同质量级别(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V类)的岩体在不同反力锚杆间距和不同应力状态下的变形试验;分析了锚杆反力对试验点所造成的变形量.研究表明:由锚杆对岩体施加反力所导致的试验点减少的变形量,在相同的岩体质量级别和反力间距情况下,随着应力的增大而增大;在相同的反力间距和应力状态情况下,随着岩体质量级别...     

颗粒离散元分层建模法及颗粒尺寸效应

离散元分析方法是研究岩石力学行为、完善岩石力学基础理论的重要工具之一,为提高颗粒离散元法模拟室内岩石力学及大规模工程尺度试验的精确度,提出分层建模法,该方法对岩石或岩体关注区域采用小尺寸颗粒进行精细化模拟,外侧非重点关注区域采用大尺寸颗粒建模以扩大计算区域.采用分层建模法进行单轴压缩、巴西劈裂试验并与常规建模计算结果进行对比,初步验证了分层建模法模拟室内力学试验的可行性.研究结果表明：分层建模法与常规建模一样受颗粒尺寸效应影响,但可以减少颗粒流模型中的颗粒数量,计算效率提高50%以上;分层模型的单轴抗压强度和起裂应力分别与外层对应的常规模型相比,最多仅减小2.7%和1.9%,匹配单轴抗压强度时可先以外层材料常规模型作参照,单轴抗压强度和起裂应力的变异系数（coefficient of variation,COV）普遍大于常规模型,但依然在2%的可接受范围内;分层模型中粒径分布的不均匀性对模型弹性阶段的变形性质影响较小,分层模型的弹性模量与外层对应的常规模型相比减小1.3%～2.3%;分层模型的巴西劈裂抗拉强度与外层对应的常规模型增大了1.32%～2.35%,宏观破裂特征与小粒径常规模型...     

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.     

Structural Characteristics and Mechanical Properties of Rock Mass in the Field of Tianwan Nuclear Power Plant, China

Introduction The project of Tianwan Nuclear Power Plant,located in Pashan, at the south foot of HouyuntaiMount, northeast of Lianyungang City, JiangsuProvince, is entitled State Key Project in collabo-ration with Russia. This project is carried out atthree phases, with two reactors to be built at eachphase. Important constructions such as the nuclearislets and the normal islets are all situated at thebedrock zone. With regard to the field study of thenuclear power plant, the authors have…     

溶蚀岩体各向异性力学性质的试验研究

溶蚀岩体通常对岩体工程稳定性具有关键控制作用. 为了揭示富含层理溶蚀岩体各向异性力学性质演化规律，分别针对不同溶蚀率（K = 0%，5%，10%，15%，20%）的岩体进行室内单轴抗压试验，获取每种溶蚀率条件下不同夹角（α = 0°，30°，45°，60°，90°）抗压强度和弹性模量，分析岩体破坏特征，依据试验结果建立含层理溶蚀岩体抗压强度和弹性模量的预测模型，并进行实验验证. 结果表明:抗压强度在α = 0°，90° 时最大，α = 45° 时最小，整体呈现对称U形；弹性模量在α = 60° 最小，α = 90° 最大，整体呈现不对称U形；完整岩体抗压强度以及弹性模量的各向异性指数最大，分别为1.98、3.05，随着溶蚀率增大其值逐渐减小，K = 20%时，分别为1.10、1.36；溶蚀率较小岩体变形破坏受岩体基质和层理控制，以劈裂、错动剪切和滑动剪切为主；随着溶蚀率增大，变形破坏受溶蚀孔隙和骨架控制明显，以骨架鼓胀剪切错动、压碎破坏为主.      

矮寨悬索桥茶洞岸构筑物围岩及山体稳定性研究

调查分析了矮寨特大悬索桥茶洞岸岩体施工期间所暴露的地质缺陷及稳定问题;采用三维数值分析方法,计算了在岩体开挖后、施加主缆荷载后等工况下,隧道锚、索塔基础与公路隧道围岩及山体的稳定性,及构筑物相互影响;提出了工程支护的措施.研究结果表明:岩体稳定问题主要集中在桥台边坡上,施加工程设计荷载不会对岩体稳定造成明显影响,构筑物...     

宣钢近北庄铁矿东南边帮破坏模式分析

以宣钢近北庄铁矿矿区地质环境、构造、地层、岩性与水文地质条件为基础,进行了边坡岩体工程地质岩组的划分与边坡岩体的结构分析.根据岩体的结构特征、结构面的产状与采场边坡方位的空间组合关系,确定了边坡岩体的结构类型和边坡潜在的破坏模式,为边坡工程的稳定性分析与治理提供了必要的依据.