三峡工程永久船闸中隔墩岩体变形全过程测试研究

针对三峡永久船闸勘探设计阶段已有勘探平洞的布置特点,利用船闸二闸室中隔墩中部的8#平洞主洞,在船闸开挖初期布置多点位移计测孔,实现了中隔墩岩体开挖过程中近4a的全过程监测。根据变形观测设施观测结果,对中隔墩岩体随船闸开挖的变形过程以及岩体的变形特征进行了分析,并将观测结果与数值计算结果进行了比较。最后,对中隔墩岩体的稳定性问题进行了讨论。     

大型复杂岩质高边坡安全监测与分析

 岩石高边坡稳定性是水电站建设能否顺利进行的关键问题之一。锦屏一级水电站左岸开挖高边坡地应力高、断层裂隙发育、岩体卸荷深度大,地质条件十分复杂,边坡在施工期和运行期的稳定性问题特别突出。介绍左岸边坡的监测布置,并对岩体表面变形趋势、空间分布形态、变形与开挖的关系进行分析,对多点位移计变形大小、岩体变形与结构面的关系进行探讨,对平洞石墨杆收敛计变形、谷幅平距观测、锚索荷载和抗剪洞变形等监测结果进行综合分析,得到边坡岩体的变形规律。研究结果表明,锦屏一级水电站左岸边坡岩体受开挖影响的范围较大,超过80 m,边坡岩体卸荷松弛变形量级较大,边坡岩体应力释放与转移过程较长,边坡达到完全稳定需要的时间较长。该工程的监测成果可供其他类似工程参考和借鉴。     

翔宇磷矿山体下开采安全预测与技术决策

针对翔宇化工公司磷矿具体情况，根据山区采矿岩体移动变形的特点，通过采用Fuzzy测度理论，建立了数学模型，并将该模型用于地下采矿岩体移动变形分析及山体稳定性预测。该模型既可以分析水平地表下采矿岩体移动变形：又可用于分析山区复杂地形条件下采矿岩体移动变形；并可用于地下采矿引起地表变形及其影响范围的预测分析，适用范围较为广泛。使用本文所建模型对磷矿开采后岩体移动变形及其对该矿5-2块段所对应的上部地表山体稳定性进行了具体计算和预测分析，并提出了可行的安全开采技术方案。可供地下矿山开采设计参考。     

隧洞口岩体变形监测与稳定性分析

基于科学、实时的岩体工程监测数据,并结合其变形发展规律,采用摩尔-库伦弹塑性模型的有限差分数值模拟方法,对隧洞出口岩体变形与稳定性做了分析与计算。位移计算结果与实际变形监测具有较好的一致性,风险预测结果对岩体开挖、支护设计与施工具有一定的指导意义。     

三维分析与评价

许多重要工程的基础不得不设置在岩体斜面上，但是至今为止此类工程基础的分析理论以及设计方法并没有完全确立。基于一种考虑岩体的低抗拉强度特点的三维弹塑性有限元数值分析，对岩体斜面上设置的刚性桩基础的水平承载力进行了分析与评价，并与现场试验结果进行了比较分析。结果表明，用相对简单的三维有限元分析，可以较好地反映现场试验中所观测到的变形与破坏现象，是一种有效的评价方法。采用同样的方法，对桩到斜面项端距离以及斜面倾斜角度的变化所带来的对刚性桩基础水平承载力的影响，作了定量的分析与评价，其结果对斜面岩体上刚性桩基础的水平承载力的理论分析以及实际设计具有一定的参考价值。     

顶板断裂失稳电磁辐射特征研究

电磁辐射信号随着煤岩受载变形破裂速率的增加而增强,电磁辐射强度主要反映煤岩体的受载程度及变形破裂强度,脉冲数主要反映煤岩体变形及微破裂的频次。应用电磁辐射技术可以非接触监测煤岩体的受载及变形强度和变形及微破裂频次,从而对矿山顶板的稳定性做出评价。现场应用实践表明,采掘工序对电磁辐射监测信号有微弱影响;地质构造带等地应力异常区域电磁辐射幅值明显增加,波动幅度较大;顶板稳定性异常区域电磁辐射脉冲数明显增多,可以应用电磁辐射技术非接触监测评价矿山顶板的稳定性。     

大冶铁矿巷道变形监测研究

为了解大冶铁矿尖林山巷道变形规律，在-40m水平布置了4个收敛计和3个多点位移计测试断面，经过一年多的观测，获得了满意的观测数据。对数据分析后，得到的主要结论为：巷道总体稳定性较好，出现大规模垮塌的可能性不大。巷道的顶板变形较小，其稳定性较好。巷道破坏主要出现在有进路一侧两进路之间的岩体上。巷道的破坏与采动有明显的相关关系，影响范围为100m左右。收敛监测系统能满足尖林山巷道生产期围岩稳定性预测预报的需要。     

岩体斜面上刚性桩基础水平承载力的三维分析与评价

许多重要工程的基础不得不设置在岩体斜面上，但是至今为止此类工程基础的分析理论以及设计方法并没有完全确立。基于一种考虑岩体的低抗拉强度特点的三维弹塑性有限元数值分析，对岩体斜面上设置的刚性桩基础的水平承载力进行了分析与评价，并与现场试验结果进行了比较分析。结果表明，用相对简单的三维有限元分析，可以较好地反映现场试验中所观测到的变形与破坏现象，是一种有效的评价方法。采用同样的方法，对桩到斜面顶端距离以及斜面倾斜角度的变化所带来的对刚性桩基础水平承载力的影响，作了定量的分析与评价，其结果对斜面岩体上刚性桩基础的水平承载力的理论分析以及实际设计具有一定的参考价值。     

外界因素对岩崩变形的影响分析

本文在用卡尔曼滤波处理变形观测资料的基础上，引入外界因素影响因子，用以分析外界因素对变形体的影响大小。利用所建立的模型处理了长江三峡西陵峡链子崖危岩体的岩体位移与降雨、温度和蒸发量等监测资料，结合具体情况，详细分析了这些外界因素对岩体位移的影响。     

西宁市林家崖危岩和滑坡特征及其稳定性评价

在对西宁市林家崖危岩体及滑坡的详细勘测基础上，就其特征和成因机制进行了阐述；采用萨尔玛法、简布法、剩余推力法三种极限平衡法对各个断面进行了稳定性计算，评价其稳定性；其计算结果与监测资料和宏观变形相吻合。     

层状裂隙岩体稳定性分析的主要问题

结合小浪底地下厂房及江阴大桥等国家重点工程的岩体稳定性研究 ,对层状裂隙岩体稳定分析中的地质模型、计算参数及计算方法等主要问题作了探讨。提出了建立概化地质模型及计算参数的多种方法综合取值 ,并采用考虑结构面变形的非线性有限元分析方法等 ,计算结果与施工监测成果基本吻合。     

富水软岩隧洞变形特征及变形机制分析

 基于库尉引水隧洞现场监测资料,对富水软岩隧道的变形特性及变形机制进行分析。研究表明：侧墙收敛变形是拱顶沉降变形的2～3倍,且前者稳定时间长。土质软岩隧道的变形受时空效应综合作用的影响,即使在开挖面影响范围之内,时间效应也能产生很大比例的变形。侧墙变形受空间效应影响范围为4D～5D,与拱部变形相比,其时间效应更为显著。围岩–支护结构的变形在不同部位的特性主要是由各部位的围岩变形方式和应力释放规律所决定的,侧墙处围岩应力释放时间效应明显,塑性区不断增长发展,形变压力也随时间增长难于稳定。拱顶处存在一定深度范围内的围岩整体下沉现象,围岩压力稳定时间短。该研究对软岩隧道施工、监测具有一定指导意义和参考价值。     

西龙池地下洞室围岩的现场监测及其稳定性分析

西龙池地下洞室群围岩呈缓倾角互层状结构，层理发育，岩性复杂，洞室开挖过程中，各种地质因素交互作用，洞室问相互影响。对复杂变化地质环境下的主厂房围岩进行了各种因素作用下的综合稳定分析，并依据多种测试手段，对开挖后围岩的稳定性和变形进行实时监测，掌握了洞室层状围岩变形破坏特征。以地下洞室开挖为算例，研究了围岩的力学动态，得出一些有益的认识和结论。围岩位移量计算结果与监测数据较好吻合，为施工开挖步序提供了可靠的依据。     

光照水电站坝基岩体质量检测研究

 光照水电站大坝为目前国内在建的最高的碾压混凝土重力坝。坝基开挖后,为复核坝基岩体力学指标,分析前期勘测设计工作的合理性,并考虑在适当的条件下对200 m级大坝的建基面进行优化,受业主委托,中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院对建基面进行了全面、系统的地质检测及岩体质量研究。此过程中采用了地质雷达、孔间声波CT、钻孔彩色录像、钻孔变形模量测试及钻探、压水试验、现场试验和室内物理力学试验等综合手段,获得了丰富的坝基岩体力学参数资料。结合地质编录资料,地质人员对检测成果进行了详细的地质分析。根据检测结果,该电站坝基岩石坚硬、岩体完整、岩溶相对不发育、地下水不甚活跃,坝基岩体具有足够的抗压强度、完整性、均一性,具有足够的抗滑稳定性及比较均一的岩体变形参数。经设计复核,除沿F1断层带需经专门处理外,前期所推荐大坝建基面高程的岩体质量及相关力学参数指标能满足坝基变形及抗滑稳定要求。     

长江小南海水利枢纽坝基弱风化岩体 工程力学性质研究及可利用探讨

 小南海水利枢纽为长江上第三座大I型水电工程,坝基为典型的红层软岩,岩体风化层次分明。坝基覆盖层及强弱风化带平均厚约18 m,其中弱风化带平均厚约6 m,若全部挖除,相当于总开挖深度的1/3,开挖工程量巨大。从坝区大范围岩体波速的分布、工程岩体质量分级、岩体变形特性及强度特性等方面对比研究弱风化岩体与微风化岩体的差别,探讨弱风化岩体作为建基面的可能性。本阶段的试验研究结果说明,弱风化与微风化岩体均为IV级,弱风化岩体的岩石力学参数与微风化岩体差别不大,具备作为建基面的工程力学条件。     

溪洛渡拱坝施工期岩体质量评价与大坝稳定分析

 以溪洛渡工程为例,通过施工期声波试验和变形监测手段,采用分区、分段、分层、分级对标验收评价思想,对溪洛渡拱坝建基面岩体质量进行重新评价验收。采用非线性有限元方法,对施工期典型阶段的大坝基础整体稳定工作状态进行三维数值精细模拟,分析结果与现场变形和压应力的监测值进行对比反馈,得到大坝施工期的整体稳定工作状态,预测大坝运行期的工作性态,从而指导大坝的现场施工。该岩体质量评价验收新思想对同类工程具有指导意义。     

韧性岩石常规三轴压缩试验及变形与损伤演化规律研究

 利用岩石全自动三轴伺服仪,对向家坝水电站坝基挤压带强风化砂岩进行不同围压下的常规三轴压缩试验,并对岩石变形和破坏机制进行研究。试验结果表明：该强风化砂岩表现出显著的非线性变形和延性破坏特征,属于韧性岩石。在偏压作用下,岩石轴向和侧向应变分别为5%和4%,体积膨胀量为4%以上。岩石变形力学参数随荷载的变化而变化,随偏应力的增大,岩石弹性模量减小,泊松比增大。围压可提高岩石抵抗变形和破坏的能力,围压越大,岩石发生扩容的起始偏应力越大。基于密度方法研究岩石损伤演化规律。加载初期,岩石被压密,处于无损阶段;当偏应力超过一定水平时,岩石出现损伤,且损伤量与等效应变呈线性关系,密度损伤阈值低于0.12。试验结果对向家坝水电站坝基稳定性分析有重要参考价值。     

瀑布沟水电站库首右岸拉裂变形体变形特征与分析

 随着我国水电建设的大力发展,越来越多的大型工程遇到松动岩体稳定问题,松动岩体的变形特征及失稳机制十分复杂,亟待进一步研究。以瀑布沟水电站库首右岸拉裂变形体监测资料和地质资料为基础,总结出用监测数据分析拉裂变形体变形特征及失稳机制的方法,并与清江隔河岩茅坪滑坡、瀑布沟堆石坝上游坝坡的监测资料分析结果对比,验证该方法的可靠性。研究结果表明：(1) 拉裂变形体以块体错动的方式变形,且地形控制其优势错动方向;(2) 拉裂变形体的变形模式是局部渐进式错动,目前不同部位的岩体错动方向、错动时间等均存在较大差异,空间上未形成整体、时间上未形成统一的错动;(3) 根据竖直测斜孔监测分析结果反映的特征,将错动带分为两大类(I和II),且将第I类进一步分为两小类(I1和I2);(4) 利用锚索进行深部治理时应重视辨别错动带的类型,重点控制第I类错动带,同时还应重视随机锚杆的浅部治理;(5) 拉裂变形体的变形对降雨和蓄水不敏感。     

水电工程岩体变形模量与波速相关性研究及应用

 水电工程常常用原位岩体承压板法变形试验的变形模量E0与对应部位岩体的纵波速度VP之间的关系来确定大范围及深部岩体宏观变形参数,E0-VP的相关性与试点的地质代表性、测试方法、试验数量、选用的函数关系等有关。介绍建立E0-VP关系的试验方法及影响因素,以典型工程为实例,从试验数量、地质代表性、试验条件及函数关系4个方面研究E0与VP之间的相关性及对宏观变形参数的影响程度,分析国内10多个水电工程建立的E0-VP关系特点及一般规律。研究表明,在考虑主要影响因素后,建立的E0-VP关系具有一定的普遍性和适用性。对评价不同勘探阶段大范围岩体和深部岩体变形参数具有十分重要的工程意义。     

裂隙岩体非饱和水力应力耦合的不连续介质模型研究

目前对于裂隙岩体饱和水力应力耦合的研究取得了一些进展,但在很多工程领域不能简单地采用饱和渗流分析,而是要考虑岩体饱和-非饱和渗流、应力耦合作用对工程岩体的强度和稳定性的重要影响.因此在总结众多学者对裂隙岩体水力耦合研究成果的基础上,根据DDA力学计算和非饱和渗流计算原理,提出了基于非连续介质方法的--DDA方法的非饱和水力应力耦合模型;并给出了降雨入渗工况下的边坡水力耦合算例.计算结果表明,边坡稳定性随着降雨入渗时间的增加而减小,降雨强度越大,边坡稳定系数的降幅越大;考虑水力耦合时的边坡稳定性要小于不考虑水力耦合时的边坡稳定性,且在同一时刻,若降雨强度越大,考虑水力耦合与不考虑水力耦合的稳定系数差值越大.仿真试验和工程应用表明其计算成果是符合实践规律的,由此说明了所提出的水力耦合模型能正确反映裂隙岩体的水力学特性,验证了该模型是可行有效的,可付诸于实践.