节理分布对岩体破坏影响的数值模拟研究

为研究含断续节理岩体的宏观破坏过程和特征，采用岩石破裂过程分析RFPA^2D系统，分析了断续节理岩体中裂纹的产生、扩展机理与过程．结果表明，当节理倾角从30°，45°到60°时，岩体强度从小到大增加，并且破坏前期的声发射现象增强、变形增大；随着节理密度的增大，裂纹的产生从互不影响到相互抑制，裂纹扩展长度减小；中间节理受压剪作用很快与相邻节理贯通导致节理岩体破坏．据此，明确界定断续节理产生贯通破坏的范围就是围岩破裂区．     

断续节理岩体中围岩破裂区的试验研究

为了研究断续节理对围岩破裂区形成与扩展以及破裂区大小的影响,采用真三轴巷道平面应变模型试验台,运用数字照相进行变形量测的方法,研究分析了断续节理岩体中裂纹的产生、扩展与贯通机理及其围岩的破坏失稳行为．结果表明：在断续节理岩体中,围岩破裂区是由于新生裂纹与原有节理相互贯通,导致岩体中产生纵横交错的贯通裂隙所致;在断续节理的影响下,巷道围岩破裂区并不是均匀发展,而是首先产生于顶板节理附近,然后向巷道周边其它相邻部位发展;最终的破裂区厚度在平行于节理方向最大,而在垂直于节理方向的厚度最小．     

围压对节理岩体变形破坏行为的影响（英文）

节理岩体的力学特性对于工程岩体的安全至关重要。为了更好的掌握节理岩体的变形破坏规律,采用离散元程序对不同围压作用下的断续节理岩体进行了模拟实验研究。首先,以室内试验数据为基础,标定了能够反映节理试件宏观力学行为和变形破坏特征的数值模型细观参数。然后,研究了节理倾角和围压对节理试样应力应变曲线、破裂模式和接触力分布的影响规律。结果表明：试件的抗压强度和弹性模量随围压的增加而增加,随节理组倾角的增加呈现出先减小后增大的变化趋势;不同节理组倾角下试件的强度和弹性模量对围压的敏感性不同,其中节理组倾角为90°时影响最小;在低围压下,试样的破坏模式由节理组倾角控制;随着围压的增大,拉裂缝的萌生和扩展逐渐受到抑制,破坏模式由拉破坏向剪切-压缩破坏转变。最后,进一步探讨了预应力锚固支护对工程裂隙岩体的加固作用。     

基于3DEC节理岩体隧道开挖与支护的数值模拟

隧道在穿过节理裂隙较发育的地质环境时,地下水与支护条件等因素会对隧道开挖后围岩的稳定性产生影响.因此,以国内某山岭高速公路隧道为背景,基于离散元理论,考虑裂隙水压力作用,分析了砂浆锚杆与混凝土衬砌等支护条件在隧道开挖后对围岩稳定性的影响,并基于3DEC软件,对裂隙岩体隧道的开挖与支护进行了数值模拟.模拟结果表明:地下水...     

柱状节理岩体开挖卸荷效应及破裂区分布规律

为了分析柱状节理洞室的变形和破裂区分布特征,研究岩体开挖扰动后的卸荷效应.在构建的复合型多弱面本构模型的基础上,建立柱状节理岩体开挖卸荷过程中弹性模量随应力水平的变化机制,提出适用于柱状节理岩体的理论公式,并成功嵌入本构模型,实现了柱状节理岩体的卸荷效应.结合取得的研究成果,进行柱状节理洞室开挖的计算分析,获取了围岩的变形特征及塑性区分布规律,发现节理面的屈服破坏与节理的倾向关系密切.研究各组节理面在塑性区开展过程中的影响,结果表明,垂直于开挖面的主节理面影响最大.揭示了柱状节理洞室围岩破裂区的开展过程及分布规律,即主节理面破裂贯通的过程并伴随次节理面的破裂扩展及岩体的开裂.     

断续节理洞群渗流效应的数值模拟

采用三维有限差分FLAC3D程序,以二滩工程地下洞群为背景,考虑断续节理是影响地下洞室围岩稳定的重要因素,为有效反映其影响,本文提出Interface界面模型模拟断续节理的力学效应,对考虑与不考虑节理岩体渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟。得到相应的结论,可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考。     

断续节理洞群渗流效应的数值模拟

采用三维有限差分FLAC^3D程序,以二滩工程地下洞群为背景,考虑断续节理是影响地下洞室围岩稳定的重要因素,为有效反映其影响,本文提出Interface界面模型模拟断续节理的力学效应,对考虑与不考虑节理岩体渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟。得到相应的结论,可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考。     

断层破碎带隧道围岩稳定性分析

为研究断层破碎带隧道开挖过程中围岩稳定性以及拱顶沉降变化规律,对某断层破碎带隧道施工过程实施了监控,并采用回归分析的方法预测了该隧道两个断面的最终沉降.以该隧道为原型,基于有限元原理与岩体的弹塑性本构关系,采用ADINA软件,建立了有限元模型并进行了隧道开挖过程的模拟计算并预测了最终沉降.模拟计算结果表明:隧道开挖过程中最大垂直位移始终位于拱顶,上台阶左侧及上台阶右侧土体开挖后,拱顶下沉及周边收敛速率增大.现场监测结果与有限元模拟结果都证实了在断层破碎带围岩中采用预留核心土的隧道开挖方法能够有效控制拱顶沉降并预防塌方、冒顶等事故的发生等.研究成果可为隧道围岩稳定性研究提供理论依据,为隧道施工提供技术支持.     

地下硐室围岩结构稳定性特点研究

采用数值模拟方法建立地下硐室模型，研究围岩结构稳定性特点，通过先进物探手段（探地雷达）实测结果的验证，得出地下硐室围岩塑性区的形成具有严格的时间性和一致的规律性，且围岩破碎区发育具有结构特点。     

深部硐室围岩分区破裂化现象数值模拟研究

围绕深部岩体工程的分区破裂化现象,通过数值模拟方法研究了深部硐室围岩分区破裂化现象产生的力学机理及其应力的变化规律。针对深部圆形硐室围岩,分别对应力状态PyPx、Py=Px、PyPx进行数值模拟,发现了深部围岩产生的应力集中现象。当应力集中的应力值超过岩石的强度时,就会产生分区破裂化现象。     

拱坝坝肩含断续节理岩体破坏机理研究

结合金沙江溪洛渡高拱坝坝肩岩体断续节理的特点,采用模型的试验研究方法,根据断裂力学理论模拟了含断续节理岩体抗剪强度的相似性,研究了坝肩岩体的破坏过程,破坏形态和破坏机理。     

Numerical Analysis on Displacement Law of Discontinuous Rock Mass in Broken Rock Zone for Deep Roadways

On the basis of the characteristics of broken rock zone, using the program of "discontinuous deformation analysis(DDA)", the changing law of influential factors of discontinuous rock mass in large broken rock zone was researched quantitatively for the first time. Based on the results of computation, the concept of "key part"of roadways and its stability criterion were brought forward, and it was pointed out that in inclined coal and rock seams the"key parts"of roadways are the upper side and the floor of surrounding rocks, especially the former.     

用地质雷达测试围岩松动圈的原理与实践

论述了用地质雷达测试巷道围岩松动圈的原理 ,提出了松动圈的实测方法 ,并在煤矿综采放顶煤工作面顺槽中进行了测试实践 .测试获得了整个巷道断面松动圈的分布 ,结果表明综采放顶煤工作面巷道围岩松动圈的大小在断面不同部位有较大差异     

非连续岩体中锚杆横向作用的新研究

采用数值分析软件ANSYS建立3D模型。分析了锚杆的横向作用机理，用对比方法分析了加锚非连续岩体与锚杆的错动变形和受力规律。模拟了加锚非连续岩体变形过程。获得了非连续岩体与锚杆的相互作用规律以及非连续岩体和错杆的变形规律。研究发现了剪切时锚杆起“导轨作用”的特殊现象，指出其对非连续岩体的稳定性有负面影响。     

地下洞群围岩稳定的试验研究

本文采用模型试验的方法．研究地下洞群围岩稳定的问题．模型使用一种特制的新型地质力学模型材料，它基本上满足模型与原型全相似的要求．由于采用这种材料，使得模型加载装置得以轻型化．试验通过平面应变和三维两种破坏模型进行．平面应变模型为立式的．试验成果与相应计算成果很相接近．     

大型窑洞式地下厂房围岩稳定性试验分析

本试验利用自制的地质力学模型材料(MSB),在窑洞式地下厂房的立式平面应力模型的周边上,按实际主应力方向进行加载。成功地模拟了原始地应力场,得出了洞室在实际开挖过程中围岩应力变化、洞室变形状况及破坏形态。     

地下洞室围岩开挖稳定分析

地下洞室围岩二次应力分布是一个复杂而重要的问题,影响因素很多,本文着重论述了开挖方式、地应力特征及地质构造对二次应力的影响。     

软岩巷道围岩松动圈变形机理及控制技术研究

通过对软岩巷道工程特征的研究,提出用定量指标——稳定的围岩松动圈厚度值Ｌｐ（Ｌｐ≥１５０ ｃｍ ）来判定“软岩巷道工程”的方法．以此为基础,进而分析了围岩松动圈碎胀、水胀及复合等变形机理,提出对大松动圈碎胀变形Ⅳ,Ⅴ类软岩采用锚喷网支护,Ⅵ类软岩采用联合支护,对水胀变形软岩首先采用综合防治水措施的新思路,并被大量的工程证明是正确的．