多节理石灰岩质高陡边坡崩塌落石分析

受初期成岩作用和后期构造作用影响,灰岩中节理发育,尤其在山区易形成高陡边坡。由于地形地貌条件制约,难以对这些边坡进行接触测量,而三维激光扫描作为一种准确的非接触测量手段,可以较好地解决这个问题。基于此,对太行山南麓灰岩质高陡边坡进行调查,以其中具有代表性的边坡为对象,通过三维激光扫描,构建了边坡三维地质模型,以此为基础,进行了稳定性分析,建立了落石能量与边坡的关系,进行了基于可拓理论的多种影响因素风险分级,基于CAD二次开发了风险分级系统,并依据岩体受力特征和节理发育情况将岩体崩塌分为3类。研究结果对岩质边坡的崩塌评价具有一定的工程指导意义和理论价值。     

围岩节理面不利组合条件下隧道塌方的模糊安全评价

节理发育是隧道塌方事故发生的主要影响因素之一,文章针对节理面不利组合发育的围岩,分析了围岩塌方的影响因素,构建了节理面不利组合下围岩塌方安全评价指标体系;引入二级模糊综合评价模型,运用乘积标度法确定塌方安全评价指标体系的权重值,采用单值隶属函数确定指标体系定性的隶属度;基于评价模型,给出了节理面不利组合下围岩的塌方安全指标体系中二级指标的定性和定量分级标准。通过对丁家湾隧道进行塌方安全评价,并对评价模型进行验证分析,其结果与实际施工中的塌方概况大体相同,验证了模型的实用性和有效性。     

裂隙制作方式及充填情况对表面裂隙扩展规律的影响

利用试验方法研究了节理岩体中表面裂隙不同制作方式及充填情况对表面裂隙扩展规律的影响。在试件制作过程中采用预埋聚酯薄膜片、预埋薄铝片及切割等方法制作了表面裂隙。随后对试件进行了单轴压缩实验,试验结果表明,利用预埋薄膜片和切割形成的表面裂隙能够较好地模拟自然界节理岩体的天然裂隙,但是预埋薄铝片形成表面裂隙的试件在单轴压缩试验过程中并不能从预制裂隙处起裂和贯通,因此预埋薄铝片形成的表面裂隙并不能很好地模拟节理岩体中的天然裂隙。在切割形成的表面裂隙中放置聚酯薄膜片和薄铝片以模拟2种不同的充填物,通过与不含充填物的表面裂隙的扩展情况比较,含充填物的表面裂隙的起裂强度和贯通强度会更高。     

基于遍布节理模型的超大断面隧道开挖优化研究

为优化节理发育岩体条件下超大断面隧道开挖方法,文章以天峨至北海公路(巴马至平果段)山贡隧道为工程依托,通过引入遍布节理模型开展隧道开挖过程数值分析,并建立0.5 m、1.0 m、1.5 m、2.0 m、2.5 m、3.0 m共6种中隔壁法循环开挖进尺数值模拟工况,从围岩变形及塑性区分布的角度分析循环开挖进尺对围岩稳定性...     

不同倾角节理隧道衬砌受力特性研究及应对措施

深埋节理地层中的隧道开挖及运营安全面临巨大挑战。本研究以杭绍台高速铁路林盘山隧道工程为背景,针对倾斜节理岩层中隧道开挖引起的围岩变形以及衬砌结构开裂等问题,考虑不同节理倾角影响,采用岩土工程专业通用有限元软件MIDAS GTS/NX,模拟分析节理倾角对隧道围岩与支护结构应力分布、变形演化规律的影响;同时,结合现场实际条件对隧道施工与防护措施进行优化和综合分析,得出最优施工方案指导施工以避免隧道衬砌的开裂,有效保障了隧道施工和运营安全。     

层状围岩节理倾角对隧道光面爆破效果的影响

同种爆破参数对不同类型地层开挖时体现的爆破效果相差明显,运用LS-DYNA软件建立不同倾角下不同层厚节理地层的隧道爆破模型,重点研究不同倾角节理时同种周边眼光面爆破参数下的爆破效果,以探明层状节理隧道爆破规律。结果表明：层状节理围岩下隧道爆破产生的超欠挖明显,且由于重力作用下节理岩块脱落效果及节理面上法向应力较小,超欠挖量随倾角的增大而减小;节理和岩体爆破时吸收的能量也与倾角呈正相关关系,且节理吸收能量约为岩体的15%～20%。     

随机形貌岩石节理剪切破坏分析

基于三维高精度形貌扫描技术和节理剪切试验及数值模拟,研究随机形貌岩石节理剪切的节理表面破坏过程及机理。利用自定义参数(节理面破坏量Vd、破坏增量Vd-inc)定量分析节理面破坏过程,并基于节理表面破坏特征将随机形貌岩石节理剪切破坏过程细化为6个基本阶段。研究结果表明:节理表面破坏开始于破坏起始阶段,主要发生在整体破坏阶段,节理面整体破坏阶段的破坏量占整个剪切过程总破坏量的70%以上。节理表面破坏主要为剪胀伴随凸起体顶部剪断和沿凸起体根部剪断,前者比后者更迅速。节理面凸起体根部易产生拉伸裂纹,但整体破坏形式以剪切破坏为主。     

反射波初至时刻判断中的信号对比法

在地表波动测试中,若不考虑上部岩层不均匀性,与发射点距离相等的测点上测得的振动信号理应吻合,而当某测点最先有节理面反射纵波传播至时,其振动信号就与其它测点振动信号发生偏离,故可通过信号对比判断出该测点处节理反射波初至时刻,该方法应用于实测信号,判断出的节理反射波初至时刻误差<1%.     

法国南部阿尔卑也山脉的微构造研究

通过对法国南部阿尔卑也山脉区微构造(张节理、微断层、小型褶皱等)的系统测量,运用数值计算法、垂直两面角法等研究方法进行分析、图解和计算,获得了这个地区自早白垩世以来的七个构造变形期及其变形的性质和主应力轴的产状。研究结果表明,微观构造不仅反映了宏观构造所显示的构造变形期,而且还显示了宏观构造所不能反映的微弱构造变形期。     

基于三维重构的隧道围岩稳定性快速分析及动态反馈

节理的存在降低了岩体的完整性和连续性,对隧道围岩的稳定具有重要影响,若支护不及时或强度不够将会严重威胁施工安全。本文依托井冈山特长隧道,提出了基于三维重构、块体理论的隧道围岩稳定性快速分析方法,动态反馈、指导设计施工方案优化。针对中风化砂岩、Ⅳ级围岩区段,通过地质素描与统计分析,建立基于节理特征的三维重构地层模型;运用块体理论,分析隧道开挖时临空面关键块体分布、失稳形式及安全系数;提出围岩稳定性动态反馈方法,并对比分析不同支护方案。研究表明:开挖后围岩稳定性较差,必须采取相应的支护措施,根据动态反馈明确在实际施工时必须严格按照原设计方案施作锚杆支护。基于三维重构的围岩稳定性快速分析及动态反馈,可以实现施工过程中地质数据的动态采集、分析与反馈,及时依据实际开挖地层条件,动态调整支护体系,确保结构的经济安全性。