电站隧洞岩爆岩石的微观破坏力学机制分析

分析总结西南某电站辅助隧洞的岩爆发育特征,然后用扫描电镜技术(SEM)对岩爆岩石断口进行微观断裂形貌研究,并总结其破坏力学机制,最终建立起岩爆岩石的微观断裂方式和破坏力学机制与宏观岩爆特征及其烈度的关系。     

岩石抗剪参数的随机-模糊处理方法在边坡稳定性评价中的应用

结合西南某水电站工程岩石抗剪试验资料，详细、系统地介绍了岩石抗剪参数的随机—模糊处理方法，并编写了相应的处理程序，通过大量计算及对计算结果的灰色关联分析证明应用随机—模糊方法处理岩石抗剪参数样本位比传统方法更符合实际。     

鹧鸪山隧道监控量测计算机辅助分析

鹧鸪山隧道地处高原高寒区,为深埋长隧道,工程地质条件极为复杂。隧道开挖初期,围岩局部失稳,过大的变形致使初期支护结构被严重破坏,造成巨大经济损。由此,现场开展了围岩变形和结构应力的监控量测,并开发公路隧道监控量测计算机辅助分析系统,功能包括拱项下沉和周边收敛、围岩内部位移、锚杆、钢拱架、二次衬砌受力监测等分析。用该系统对鹧鸪山隧道现场监测资料进行分析,取得了围岩稳定性的重要认识,并及时反馈,确保了施工安全。     

地下水扰动作用下地基土体渗透破坏试验研究

为分析近年来中国西南地区频繁发生的"天坑"形成原因,从渗流破坏理论出发,通过自主设计循环变水压渗透试验装置模拟地下水扰动过程,研究了地下水扰动作用下地基土体的变形破坏机制。首先通过现场和室内试验获得土样的基本物理化学性质,排除由碳酸盐溶洞导致地表塌陷的可能性。在此基础上,为模拟地下水循环扰动对土体的渗透破坏作用,采用饱和土渗流理论,设计了1种变压型常水头渗透试验装置,通过自动循环地改变水头大小模拟地下水扰动对土体的破坏机制,分析实验前后土样级配组成、水头变化和土样变形破坏特性,试验表明土样在地下水扰动作用下细颗粒明显减少,土体级配结构发生改变,土体承载力降低并最终导致土体塌陷。变压型常水头渗透破坏试验研究表明,该方法较好地阐明了该地区"天坑"形成机制。     

地下水扰动作用下地基土体渗透破坏试验研究

为分析近年来中国西南地区频繁发生的“天坑”形成原因,从渗流破坏理论出发,通过自主设计循环变水压渗透试验装置模拟地下水扰动过程,研究了地下水扰动作用下地基土体的变形破坏机制.首先通过现场和室内试验获得土样的基本物理化学性质,排除由碳酸盐溶洞导致地表塌陷的可能性.在此基础上,为模拟地下水循环扰动对土体的渗透破坏作用,采用饱和土渗流理论,设计了1种变压型常水头渗透试验装置,通过自动循环地改变水头大小模拟地下水扰动对土体的破坏机制,分析实验前后土样级配组成、水头变化和土样变形破坏特性,试验表明土样在地下水扰动作用下细颗粒明显减少,土体级配结构发生改变,土体承载力降低并最终导致土体塌陷.变压型常水头渗透破坏试验研究表明,该方法较好地阐明了该地区“天坑”形成机制.     

高地应力隧道岩爆破坏特征物理模型试验研究

采用岩爆相似材料制作大尺寸物理模型,自主研制隧道开挖装置,进行二维应力隧道岩爆物理模型试验,研究高地应力条件下(侧压力系数λ=2)隧道围岩岩爆等脆性破坏特征。试验结果表明:隧道开挖后,围岩有较明显的压应变波动和突变现象,拱墙处局部出现拉应变;同时,声发射能量表现出剧烈增大现象,在应变、声发射特征这两方面均表现出高应力区隧道岩爆的征兆。高地应力条件下(侧压力系数λ=2),隧道拱顶和拱底压应力集中明显而最早发生破坏,拱墙出现拉应力作用,产生张拉裂缝。围岩脆性破坏从颗粒弹射开始,随后变为碎块剥落和裂缝扩展,其变形破坏特征表现出一定的岩爆特性。     

岩爆柔性防护网及其动力特性分析

参照边坡落石防护网的特点,提出并开发一套运用于隧道岩爆灾害防护的柔性防护网系统,并对其动力学特性以及构件的安全性能进行研究。首先,根据隧道岩爆调查和现场测试的结果,建立岩爆弹射的数值分析模型,并获得不同初始应力条件下岩爆石块的弹射速度。然后依据米仓山隧道的岩爆特征,构建出岩爆防护网设计原型,并建立起数值分析模型。通过设置不同尺寸、不同速度的冲击工况,对石块冲击防护网的动力过程进行数值计算,并得到其非线性动力响应结果。最后,通过对比防护网构件的数值计算结果与材料试验的结果,对岩爆柔性防护网的安全性能进行评价。研究结果表明:(1)岩爆石块的弹射速度随着初始应力的增加而增加;(2)钢丝绳网是防护网的主要吸能构件;(3)钢丝绳网和锚杆是防护网的主要承载力构件;(4)柔性防护网系统可以有效拦截轻微岩爆或中等程度岩爆所产生的弹射石块。     

基于数值评价的隧道衬砌裂缝成因分析与维修设计

地下工程衬砌裂缝是隧道工程常见病害之一。由于衬砌裂缝对隧道结构体受力、防排水等安全方面产生不良影响,有必要对裂缝成因加以分析并采取有效措施来降低裂缝对隧道的影响。以四川省某铁路隧道为研究对象,现场调查衬砌裂缝情况,分析隧道边墙纵向开裂原因。采用应力解除法对该隧道进行地应力测试,测点处围岩初始应力处于极高应力状态,分析得出高地应力作用是导致衬砌开裂主要原因。为检验这一推断,采用扩展有限元(XFEM)对该段衬砌结构性能进行数值模拟,根据XFEM得到破坏区域衬砌结构破坏演化、二衬安全系数,模拟结果与实际衬砌损伤形式一致。最后,针对隧道衬砌结构开裂提出一种具体的维修方案,根据数值计算结果及现场施作情况,验证所提维修方法的有效性及安全性。     

Inconel625/X65冶金复合弯管热煨弯工艺及组织性能研究

对Inconel625/X65冶金复合管进行了热煨弯试制,弯后进行了调质热处理。对冶金复合弯管不同位置进行了硬度、拉伸、冲击测试,尺寸检验和无损探伤,利用光学显微镜对冶金复合弯管不同位置金相组织进行了分析,同时对Inconel625堆焊层进行了点蚀和晶间腐蚀试验。结果表明,冶金复合弯管力学性能优良、尺寸稳定、无缺陷,得到了贝氏体铁素体和粒状贝氏体组织,堆焊层防腐性能良好。     

岩爆的相似材料物理模拟研究

 根据不同配合比相似材料的物理力学性质测试结果,选取最具岩爆倾向的相似材料,结合一水电站引水隧洞典型断面,制作大尺寸模型,采取后开孔的隧洞成洞方式进行岩爆物理模拟试验研究。结果表明：在模型的边界条件保持工程区天然应力状态下,隧洞开挖过程中拱顶、拱肩和边墙部位在不同的时间段内分别有较明显的应力、应变突变现象,围岩声发射次数也表现出剧烈增大现象,说明围岩出现明显的岩爆表征。模型在超载条件下出现围岩剥落、鼓折和开裂现象,表明原型隧道段以剥落、鼓折式张性岩爆为主。