非均匀荷载作用下层状岩体矩形裂隙力学特性分析

该文采用已发展的层状材料基本解对偶边界元方法,分析了层状裂隙岩体的力学特性。在分析无限域层状岩体中裂隙时,该对偶边界元方法退化为间断位移法。在建议的间断位移法中,只需沿裂隙一个面离散,采用9结点等参单元和非连续单元离散裂隙面。采用建议方法计算了作用有非均匀荷载矩形裂隙的间断位移。利用裂隙尖端附近的间断位移值,计算了应力强度因子。给出不同岩性组合情形时矩形裂隙应力强度因子的分布规律。     

地铁竖井下横通道围岩危险系数演化分析

竖井转横通道在城市地铁建设中经常遇到,施工时易引起横通道坍塌或地表过大沉降。对竖井转横通道开挖进行了三维数值模拟分析。基于多元模型的屈服接近度指标,借助ABAQUS软件提供的自定义变量子程序,实现围岩危险系数的动态显示;并结合工程施工节点,进行围岩危险系数演化分析;最后对所选用的危险系数指标的合理性作了说明。结果表明:所选指标合理;通过对危险系数分布及演化特征的分析,可以指导围岩分区和开挖支护,并可为塑性区演化判断以及围岩稳定性评价提供依据。     

岩石裂纹亚临界扩展速度的研究

介绍了裂纹亚临界扩展的试验方法及原理 ,应用双扭试件试验 ,研究了三峡船闸花岗岩亚临界裂纹的扩展 ,并得到了岩石的断裂力学参数 .     

裂隙岩体损伤流变断裂力学模型及其工程应用

结合“八五”国家科技攻关项目“三峡船闸高边坡关键技术研究”及国家自然科学基金重大项目子课题“三峡船闸开挖卸荷岩体高边坡的稳定变形机制及加固优化措施”,采用理论和试验分析的方法,从细观尺度到宏观尺度研究了岩石的损伤流变断裂,建立了裂隙岩体的损伤流变断裂力学模型,并将其应用于三峡永久船闸高边坡稳定分析。本论文包括以下内容     

三峡船闸高边坡损伤流变研究及实测分析

采用扫描电镜即时记录下裂纹尖端的微裂纹发育和演化过程,并应用双扭试件测试了三峡船闸花岗岩的亚临界裂纹扩展。推导出压应力状态下,考虑亚临界裂纹扩展时,裂纹流变断裂扩展的计算公式;考虑了裂纹之间的相互作用。运用损伤力学中的平均场模量的概念,将流变裂纹扩展推广到多裂隙岩体中去,建立裂隙岩体损伤流变所裂扩展的力学模型。根据砦模型,采用有限元方法进行了三峡船闸高边坡损伤流变断裂分析,并与实测值做了比较。     

固化人工硬壳层双层地基承载试验及理论研究

在围海造陆工程中为了缩短工期,同时解决砂石填料紧缺、成本高,以及减少弃土的开挖、运输和堆放等问题,常采用就地固化处理形成人工硬壳层,为后续工程的开展提供作业平台。从室内模型试验和理论分析两方面入手研究了人工硬壳层下的地基承载力。结果发现：模型试验中地基破坏的模式为上层固化层剪切破坏,下卧层发生整体剪切破坏;就地固化形成的人工硬壳层可大幅提高地基的承载力。对比两种试验结果可知下卧层的强度对地基承载力影响大。此外,基于双层地基冲剪破坏理论推导了模型试验中方形基础的地基承载力公式,发现其计算结果与试验结果符合良好。最后用应力扩散原理研究了地基承载力,推荐上层土扩散角应大于30°。     

基于Hoek-Brown准则的位移反演分析GSI与岩体波速关系

地质强度指标GSI的选取有地域性,GSI的准确性会直接影响Hoek-Brown强度准则的应用效果。基于Hoek-Brown准则对青岛地铁3号线永平路站—青岛火车北站区间内的地质强度指标GSI、扰动系数D和泊松比进行反演研究,并利用均匀设计表对反演参数进行范围划分和试验点选取,有效降低了试验次数,同时保证了较好的试验效果。借助FLAC^3D软件计算出10个断面的GSI值,并研究了GSI与岩体波速V_p的关系,通过线性拟合得到GSI-V_p关系式,并用于预测青岛地铁3号线重永区间的GSI值。结果表明:GSI-V_p关系式所预测的GSI值用于重永区间数值模拟计算,所得位移值与该区间监测值的相对误差较小,具有较好的一致性,进而验证了关系式的合理性。研究成果为工程上准确获得GSI提供了新方法。     

矿井底板突水路径的搜索方法

根据统计所得现场岩体节理裂隙参数，应用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法模拟原理，生成了裂隙网络。在此基础上，运用线性规划原理和Ｂａｒｔｏｎ节理面强度公式，建立了矿井底板突水路径的搜索方法，以便更好地为矿井突水的预测和防治提供了帮助。     

矿井底板岩体裂隙网络模拟与突水通道搜寻研究

在S.D.Priest等人建立的概率统计模型的基础上,推导出了裂隙长度计算公式,并结合实际工程进行了现场裂隙的统计分析.根据统计所得岩体裂隙参数,应用MonteCarlo法模拟原理,生成了裂隙网络,为进行岩体裂隙特性评价和进一步研究矿井突水通道提供了基础性数据.     

脆性岩石变形与破坏的细观力学模型研究

 岩石的变形破坏与裂纹的发育过程密切相关。将岩石的变形分解为: 岩石介质的变形、张开裂纹的闭合、滑移引起的变形和由于分支裂纹扩展引起的变形。研究了岩石微裂纹的闭合、滑移、扩展以及相互作用的过程, 并给出了裂纹扩展在各阶段引起的宏观变形。将上述三种机制引起的变形叠加, 得到加载过程中岩石的应力2应变关系;与试验数据对比显示, 两者的应力2应变关系吻合较好。