堆石料注浆技术及注浆后力学性质试验研究

采用自密实砂浆对砂岩堆石料进行现场注浆试验,验证堆石料注浆扩散范围的可控性及注浆技术的可行性;该注浆技术施工简单,注浆后堆石料之间形成砂浆胶结结构,减小了堆石料的孔隙率,改善了堆石料的力学性质。同时开展了室内静力大三轴试验,对比分析了注浆前后及不同级配特征情况下注浆堆石料的力学特性;研究了围压、粗颗粒含量对注浆堆石料力学性质的影响,讨论了不同围压、不同级配特征堆石料的强度参数和变形特征。试验表明,注浆极大提高了堆石料抵抗变形的能力;粗颗粒含量越高,骨架作用越显著,注浆后能形成相对稳定的胶结结构,堆石料的强度参数越高,抵抗变形的能力越好。     

裂隙岩体损伤断裂分形研究

介绍了岩石内部含有大量的微观、细观缺陷损伤,是影响岩石力学性质的重要因素。分形几何是定量描述岩石材料损伤断裂宏观、细观、微观力学行为的有力工具。与其它方法相比,分形理论在研究岩石类材料损伤方面具有定量化、直观、方便、易于掌握等特点。对裂隙岩体损伤断裂分形研究现状、基本概念进行了总结,并对发展前景进行了展望。     

单裂隙层状岩体渗流模型研究

介绍了岩体渗流研究所涉及的渗流介质、岩体结构、分析方法，以及渗透系数；界定了层状岩体渗流模型的材料特性和定解条件，推导了单裂隙层状岩体渗流模型，讨论了应用该模型的方法，以期能为裂隙岩体渗流研究提供些许理论参考。     

单裂隙水流稳定温度场理论分析

对描述单裂隙内渗流对温度分布影响机理的数学模型进行了初步探讨和分析，认为：①在假定裂隙水流为常物性、稳定二维层流、不可压牛顿型流体的前提下，得出的单裂隙水流稳定温度场表达式表明水流速度场分布与温度场没有关系，由数学模型得出的温度场可叠加到渗流场上，但不影响该渗流场，而且结果具有普遍性；②温度场中的温度是渗流场中渗流流速的函数，渗流速度变化越大，温度场的分布变化也越大；③对单裂隙水流稳定温度影响的研究，有利于裂隙水流温度场和非连续性裂隙岩体渗流与温度相互作用关系的研究；④在稳定温度场下，推导出的单裂隙水流温度不再变化时裂隙的变化长度与裂隙宽度的关系式具有一定的理论价值。     

D-P准则与岩石断裂韧度KⅠc,KⅡc关系的研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P破坏准则,经推导得出D-P准则与岩石断裂韧度KⅠc,KⅡc的相互关系.并以三峡永久船闸高边坡为例,说明该推导的合理性.     

裂隙岩体水-岩传热分析

水-岩传热机理研究是有着重要应用背景的新研究领域。通过对裂隙岩体热传递过程的分析,发现流体力学与传热学中的边界层理论可用于水-岩传热研究;结合传热学相关理论,归结出裂隙岩体中水-岩传热机理。通过分析单一裂隙面与水流对流传热机理,得出了求解裂隙水流微元体温度增量的3种方法。     

富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律研究

为了研究富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律，以袁大滩煤矿主斜井为研究背景，从理论分析、现场实测和数值模拟三方面研究了富水砂层斜井冻结壁温度场分布规律。给出了单根冻结管条件下斜井冻结壁温度场分布数学模型，并根据场的叠加原理给出了多根冻结管下斜井冻结壁温度场分布数学模型|斜井冻结壁现场实测结果表明：距离冻结管越近，冻结壁降温速度越快，冻结锋面发展速度也越快，且埋深对冻结壁温度场的发展有一定影响，但影响较弱|对比斜井冻结壁温度场数值模拟结果和现场实测结果可知，冻结过程中斜井冻结壁温度变化趋势基本一致，各测点温度差值小于2℃，说明文章提出的斜井冻结壁温度场数值模拟分析是可靠有效的，能较好地反映冻结冻结壁随冻结时间发展的一般规律。     

边坡工程中卸荷岩体的探讨

岩体卸荷是水利水电工程建设中常见的工程地质问题,岩体卸荷裂隙是影响边坡岩体稳定性的重要因素.文章介绍了边坡工程中卸荷岩体的形成机理、裂隙类型、分带依据及卸荷岩体加固时应注意的问题.     

高温作用下卸荷损伤花岗岩力学特性试验研究

近年来公路隧道火灾发生频次逐年升高,由隧道失火诱发的非衬砌段隧道围岩稳定性及其安全问题需要重视。为研究开挖卸荷叠加火灾高温效应对隧道围岩物理力学特性的影响,开展了以卸荷损伤试样为对象的高温及三轴再加载试验,对比了高温后卸荷试样质量、波速及表观特征的差异性,分析了试样力学特性及其破坏特征随温度的变化规律。结论如下:(1)高温作用后卸荷损伤试样力学特性劣化明显,温度荷载越大,试样峰值强度降低越多;(2)三轴再加载过程中,峰后应变与卸荷围压和温度关系密切,温度越高,峰后加速应变越大;(3)卸荷效应为高温改变试样的物理力学特征提供了作用通道,不同高温后卸荷岩样颜色差别较大,600 ℃后波速降低显著,平均降低64.73 %;(4)温度荷载加剧了卸荷损伤试样的裂隙演化、扩容及结构松弛,卸荷量级与温度改变了试样主破裂面的展布形式,低温条件下围压对试样变形破坏起主控作用,高温条件下温度荷载为主控因素。研究结果可为非衬砌段隧道围岩的工程设计提供理论参考。     

长隧道独头掘进压入式施工通风数值模拟

在长隧道施工中,通风问题往往成为影响其爆破周期的重要因素。基于计算流体力学理论,对压入式通风气流运动采用三维紊态RNGk-ε湍流模型进行三维数值模拟。通过对某公路隧道模型的计算分析,得到了施工期隧道内流场和浓度场随时间在洞内的分布变化规律。研究表明,爆破后的有害气团在隧道内的运动可总结为＂移动＂和＂扩散＂的过程,移动的结果使有害气团从爆破掌子面向洞口排出,扩散的结果使有害气团在移动的过程中逐渐扩大范围并稀释。另外,根据CO的进入浓度和允许浓度对工作人员的进洞时间进行了研究。