地下洞室锚固结构的力学特性与锚固机理研究

将岩体、金属锚杆、砂浆胶结材料看作一种锚固岩体复合增强材料，通过能量等效的原理，建立岩体复合增强材料的层状模型，定量分析和研究锚固岩体的等效力学性质。在此基础上，针对地下洞室的扇形锚固结构，认为随着锚固深度的增加，锚杆的间距也随之增加，因此地下洞室锚固岩体的等效力学性质将随着锚杆间距的变化而变化，通过上述方法可以建立起地下洞室锚固岩体的等效力学参数与锚固深度之间的函数变化关系，并利用有限元方法计算了地下洞室锚固结构的等效性质，验证了理论分析的结果。上述问题的解决将对地下洞室的扇形锚固支护中的锚固机理有更清楚的认识。     

断续节理岩体渐进破坏数值模拟方法及等效力学参数的测定

工程岩体分级标准一般不考虑工程岩体的本构关系,仅提供黏聚力和内摩擦角,岩石的力学参数及现场小尺度的试验结果也不能直接用于工程计算。针对这一问题,利用岩石及结构面的实测参数建立含随机裂隙的岩体数值模型,模拟裂隙岩体渐进破坏过程,并获取岩体等效力学参数的数值模拟方法。计算结果证实,考虑地应力及卸荷条件下,计算获得的岩体强度参数较基于工程岩体分类体系的经验值高30%~50%,各风化、卸荷区结论一致,数值模拟获得的岩体卸载变形模量与工程实测值反演获得的变形模量一致。采用数值模拟方法获取岩体破坏模式、本构关系及相应的强度、变形参数是可行的。     

基于卸荷模拟开挖的地下厂房稳定性分析

根据现场地质条件,对地下厂房工程进行了开挖卸荷模拟,分析了固岩的变形、应力状态和塑性区分布.根据模拟结果,地下厂房开挖后,围岩稳定性良好.受开挖和结构面空间组合作用,上游边墙、下游边墙和顶拱变形量分别在32-60 mm、25-43 mm和10-18 mm之间;变形主要发生在2-4级开挖步;1584-1602高程对围岩的稳定性影响最大;在厂房工程布置的监测仪器所测试结果和数值模拟具有良好的一致性.     

复杂地下洞室群爆破地震波传播的现场试验研究

溪洛渡水电站右岸平行开挖3条大断面近距离的导流洞，形成了多个工作面平行和交叉作业，致使爆破开挖干扰大，安全问题突出。通过对复杂地下导流洞群爆破振动现场试验，研究了导流洞群爆破地震波在开挖主洞和邻近导流洞的传播规律。研究结果显示在爆破作业条件相同的情况下，在其中一条导流洞进行爆破开挖时，其洞内爆破质点振动速度传播规律与与之相邻导流洞的振动速度传播规律存在较大差别，相邻导流洞内的爆破质点振动速度传播具有放大效应，且距爆破点近的内侧壁比外侧壁的放大效应在爆源近场弱，远场强。这为复杂地下洞室群爆破施工的围岩稳定性和施工、支护的设计和安全性提供指导。     

高流动性、高刚性、耐冲击汽车保险杠专用料的研制

研究了不同增韧剂、填料、润滑剂、偶联剂及其用量对汽车保险杠专用料性能的影响。结果表明,以聚丙烯(7760)为基体树脂,聚烯烃弹性体(8003)为增韧剂,滑石粉为填料制备的保险杠专用料,其悬臂梁缺口冲击强度达到40 kJ/m2,弯曲弹性模量为1.46 GPa,拉伸强度为19.8 MPa,达到汽车保险杠专用料的性能指标,可替代同类进口产品。     

泥浆护壁压力分布形态及槽壁稳定控制方法研究

槽壁稳定性控制是地连墙施工的关键环节,由于传统基于极限平衡的力学分析方法具有局限性,目前采用优化泥浆配比参数的经验控制方法,但仍未解决这一关键技术问题。基于泥浆渗透形成抗渗泥皮的试验结果,从泥浆成皮的渗透压力条件及时间演化规律出发,研究了不同开挖阶段泥浆有效护壁压力的分布规律。研究结果表明:泥浆护壁压力在槽壁上的"驼峰"型分布规律是开挖面附近泥浆护壁压力不足的直接原因,使开挖面以上5～10 m范围成为稳定性薄弱环节,通过降低开挖下切速度可有效提高槽壁稳定性控制效果。以福州地铁5号线建新南路站的中砂-黏土交互地层的稳定性控制应用为例,对其进行了声波检测成像分析,结果表明该方法可有效控制富水砂-黏土-卵石富水地层60 m深地连墙槽壁的稳定性。     

锦屏I级水电站地下厂房围岩变形破裂的三维损伤流变分析

锦屏I级水电站处于高地应力区,地下厂房围岩在此是表现有一定塑性的大理岩。在工程开挖后围岩和支护结构的变形开裂特征明显。针对这些特点,采用损伤流变耦合的三维模型和分析方法,结合运用裂隙张开产生的附加变形分析法,对该工程地下厂房洞室群的稳定性进行分析,将厂房若干关键点的位移量与实测值进行对比,取得了较好的结果;同时,对洞室的长期时效变形进行预测分析。     

基于三单元模型分析P–波在充填结构面处的传播规律EI北大核心CSCD

考虑含充填软弱结构面的接触界面与充填材料的共同变形,提出三单元模型描述充填结构面。结合特征线法,推导建立一维P–波在含充填结构面岩体中的传播方程,并与已有理论进行了对比验证,然后展开了入射波频率、接触界面刚度、充填厚度以及充填材料属性对应力波传播规律的参数讨论。最后,基于应力–应变均匀假定,将厚度较薄的充填结构面等效于无厚度位移不连续模型,较厚的充填结构面等效于位移连续的软弱夹层,通过分析等效节理的刚度和等效夹层的弹性模量,反推得到充填结构面的法向变形特性的影响。研究结果表明,采用三单元描述充填结构面是可行的,同时接触界面刚度、充填厚度以及充填材料属性三参数对透射系数均存在一个阈值,当参数值大于该阈值时,其对透射系数的影响较小。透射系数与接触界面刚度和充填材料的波速正相关,而与充填厚度呈负指数函数关系。等效刚度和等效弹模均随着接触界面的刚度增加而增加。随着充填材料的波速增加,等效刚度迅速增加后趋向稳定,稳定值与充填厚度以及接触界面刚度密切相关。     

地下厂房工程卸荷开挖模拟研究

岩体开挖本身就是一个应力调整和不断卸荷的过程，随着开挖空间的加大和深度的加深，其卸荷量也相应地增加，使岩体产生较大的变形。采用有限元软件对地下厂房工程进行了开挖卸荷模拟，研究岩体在不同开挖时步下围岩的位移和不同开挖空间岩体的变形规律。结合硗碛水电站地下厂房工程开挖所安装的多点位移计监测到的不同开挖时步和开挖空间所对应的位移资料，通过分析比较，开挖卸荷数值模拟结果和实际监测到的资料具有良好的一致性。通过卸荷开挖模拟和实测数据对比分析可知，采用数值模拟计算得到的不同时步的围岩位移值，来实现对地下厂房工程围岩的稳定性进行评价和控制是可行的。