边坡岩体力学作用的研究

将边坡岩体分为透水介质、隔水体介质和复合质三种介质，论述了它们中地下水所产生的不同的不同力学作用，并结合实例研究了确定边坡地下水力学作用的方法和可能出现的问题。     

节理对岩体力学性质的影响

构成地壳的岩体受力的作用后发生变形，当变形达到一定程度时，岩体的连续性与完整性遭到破坏，产生各种大小不一的破裂，如果沿破裂面没有发生显著的位移，这个破裂面就称为节理；如果发生过显著的位移，就叫做断层。     

渗流对岩体强度影响的机理研究

渗流作用对岩体强度的影响主要表现在渗水对岩体的物理化学作用和力学作用,并结合材料力学理论推导出了存在空隙水压力的岩体中任一面上的有效应力及岩体抗剪强度的降低量,其结果对评价渗流作用下工程岩体的稳定与破坏具有十分重要的意义.     

有地表入渗的岩体渗流分析

地下水的来源主要是大气降水产生的地表入渗.许多与工程有关的岩体渗流问题,如研究域相对较大或是孤立的或半岛形山体及丘陵地带,地表入渗常为地下水唯一补给源.本文对这类岩体渗流问题分析方法及程序处理进行了讨论,并给出了工程实例.     

浅析节理对岩体物理力学性质的影响

岩体中含有大量的节理裂隙.裂隙由张开到关闭形成的应力应变曲线是非线性的,裂隙间的摩擦引起了加卸载间的滞回和应力波的衰减,而剪胀又是新的裂隙形成的重要标志.研究表明裂隙对岩体的物理力学性质有重要影响,岩体也因此具有特殊的“塑性屈服”--裂隙间的相对滑移而非位错.     

浅析节理对岩体物理力学性质的影响

岩体中含有大量的节理裂隙。裂隙由张开到关闭的应力应变曲线是非线性的,裂隙间的摩擦引起了加卸载间的滞回和应力波的衰减,而剪胀又是新的裂隙形成的重要标志。研究表明裂隙对岩体的物理力学性质有重要影响,岩体也因此具有特殊的“塑性屈服”－裂隙间的相对滑移而非位错。     

岩体裂隙渗流的频率水力隙宽

基于宽配曲线,首次提出频率隙宽的概念,它具有表征隙宽分布情况、均匀程度、充分体现隙宽组成等重要意义。特别是频率水力隙宽的提出,为解决现有水力隙宽应用中出现的局限性具有极大的帮助作用。借助现有研究成果,通过实例分析得到,水力隙宽eh基本与中值隙宽e50相应,再通过随机裂隙的计算机有限元模拟,频率水力隙宽可取e48。     

甘肃北山预选区岩体力学与渗流特性研究

通过现场管理调查、地应力及高压压水试验及室内岩石力学试验，研究了甘肃北山预选区岩体力学和渗流特征。研究结果表明：甘肃北山岩体节理以陡倾角的剪节理为主，节理倾向分布可用正态函数进行有效地拟合，而开度分布可用负指数函数进行拟合。甘肃北山岩均具有高密度，低含水量，低吸水率和低孔隙率的特性，岩石致富，但浅部岩石均匀性较高；英云闪长岩岩性不均匀，而300m以下似斑状二长花岗岩的岩石均匀较好，其单轴抗压强度和弹性模量较高，该区最大水平主应力为17.52MPa，而最小水平应力为11.12MPa，属中等应力区；岩体的渗透系数为10^-7-10^-5cm/s，属低渗透性岩体。为此，编制了渗透张量计量和节理三维模拟程序，可较好地反映岩体的渗透性质和节理的三维分布。     

三峡永久船闸预应力锚索加固对周边岩体力学性状影响的研究

结合在三峡永久船闸边坡的锚索施工，进行了锚索加固对周边岩体力学性状的影响的研究。重点介绍了锚索张拉前后岩体的波速,变形以及弹性模量的变化，揭示了预应力锚固改善周边岩体力学性状的影响，该成果对分析预应力锚索加固作用机理和改进预应力锚固工程设计有重要作用。     

基坑工程地下水渗流模型试验系统研究

设计了符合基坑工程条件的模型试验系统,可以模拟基坑地下水渗流。模型试验系统由土箱、排水箱、进水箱、上水箱、下水箱、测压装置等组成。通过给定进水箱与排水箱的水位可以实现基坑内外水头恒定,从而形成稳定的渗流。利用模型试验系统已经完成的试验为悬挂式截水帷幕基坑地下水渗流以及完整井条件下的层状含水层渗流,获得与实际工程相符的渗流流网形态,用来研究地下水渗流场的特征和规律。试验结果可指导实际工程设计,同时可用来修正基坑规程中地下水涌水量、坑外水位降深以及降水引起的沉降计算等。     

复合岩体的TBM破岩机理数值模拟

为了指导TBM刀盘刀具的研制和不同地质条件下刀盘刀具的选型,TBM破岩机理的研究成为核心。在TBM滚刀的作用下,岩体中裂纹的生成、扩展和连接规律是深刻理解TBM破岩机理的前提,因此,TBM滚刀破岩机理的研究具有重要的工程应用价值。目前,TBM滚刀破岩机理的研究主要集中在单一岩体中,但在TBM施工过程中会遇到各种复杂的地质条件。笔者采用离散元方法,研究了复合岩体的破岩机理,复合岩体中岩片的形成不同于单一岩体,其裂纹的最终连接是由起裂于复合岩体交界面上的微裂纹的扩展,将两滚刀之间的赫兹裂纹连接,最终形成岩片。因此,在一定情况下复合岩体更有利于TBM隧道施工。     

裸露岩体防渗加固的灌浆技术

针对裸露岩体灌浆的特点和常用工程措施的不足，介绍了水泥基浆液灌浆控制措施及孔口止浆工艺，并通过具体工程实例，证明此灌浆工艺的合理性。     

隧道工程地下水处理的环境地质效应

现行隧道规范规定隧道工程中的地下水处理必须遵循"防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理"的原则,但在工程实际中大多采取以排为主的处理方法。分析隧道排水可能导致的不良环境地质效应,并辅以工程实例,探讨缓解、消除不良环境地质效应的途径;倡导在隧道选线、设计、施工各个环节中将隧道地下水合理处理作为重要因素考虑,探询更为环保科学的施工方法,以缓解隧道开挖和排水所引发的不良环境地质效应。     

贵州岩溶地区层状岩质公路边坡类型划分

在简单介绍岩质边坡的破坏模式的基础上,根据岩层倾角、边坡坡角以及岩层走向与边坡走向（即边坡开挖方向）之间的相对关系,将层状岩质公路边坡划分为水平层状岩质边坡、缓倾层状岩质边坡、中倾层状岩质边坡、陡倾层状岩质边坡、切向坡、垂向坡、反倾坡7种类型。     

简单复合岩体中TBM多滚刀破岩机理离散元分析

采用引入考虑胶结尺寸的微观接触模型的PFC^2D离散元软件,对全断面岩石掘进机（TBM）盘形滚刀作用下简单形式的复合岩体破岩机理进行数值模拟研究。进行了单滚刀、双滚刀和三滚刀作用下的复合岩体破碎过程的模拟。模拟结果表明：滚刀破岩过程可以分为三个阶段：加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段。通过双滚刀和三滚刀侵入复合岩体的推力-侵深曲线分析,软岩上的滚刀比硬岩上的滚刀进入各阶段稍慢,略有滞后;不同滚刀间的峰值法向推力相差较大,易造成滚刀磨损。对于花岗岩-绿片岩复合岩体,破岩时接触力链被岩体分界面分割,硬岩区胶结破坏数目较多,双滚刀、三滚刀侵入时易形成贯通裂缝;破岩效率由大到小为双滚刀效率、三滚刀效率、单滚刀效率,而且双滚刀能够将效率提高一倍左右。     

地下水渗流条件下地埋管换热器的传热模型

提出了有限长线热源渗流传热模型,根据获得的解析解分析了地埋管换热器周围介质的温度响应。比较了有限长线热源和无限长线热源两种渗流模型,分析了地下水渗流速度及地埋管相关参数对热扩散的影响。研究表明,地下水渗流可改善地埋管换热器的换热性能,提高换热量,从而可降低系统的初投资。     

岩体裂隙面粗糙度对其渗流特性的影响研究

为了研究岩体裂隙面的粗糙程度与渗流机制间的相互关系,将裂隙沿长度方向均匀分割成若干段,通过设置每一段末端的随机高度,生成两侧对称的粗糙裂隙面。基于格子Boltzmann方法,采用不可压缩流体的D2G9模型,验证了经典的Poiseuille流,计算了不同相对粗糙度岩体裂隙的渗流特性,讨论了裂隙面粗糙度对渗流流态的影响。研究结果表明:裂隙结构壁面对流体的阻碍作用,使得流体在壁面附近的流动产生急剧调整,同时随着裂隙相对粗糙度的增加,在裂隙隙宽急剧变化的部位,局部伴随着旋涡的形成,导致流体内部摩擦阻力作用增大。在单位时间截面渗流流量及每一段平均隙宽相等的条件下,将本数值解与多平行板理论解进行了对比,对于相对粗糙度δ=0.01674的裂隙方案,由于多平行板理论解忽略了粗糙裂隙隙宽变化而引起的局部压降,其裂隙中线处压降产生的最大误差达到15.2%。当相对粗糙度较小时,裂隙中线处的压力与光滑平板流相类似,近似呈线性变化。随着裂隙相对粗糙度增大,压力变化偏离直线方向,且在断面由窄突然变宽的部位,压力变化偏离线性尤为显著。     

地下水对引水式电站隧洞围岩稳定性影响的研究

基于大型通用有限元软件ANSYS对引水式水电站引水隧洞开挖与衬砌过程进行数值模拟。隧洞开挖与衬砌采用ANSYS软件中的生死单元来实现。通过模拟隧洞的开挖与衬砌,改变地下水水位,进而对各水位对应下的引水隧洞洞身段围岩及衬砌稳定进行评价。故在计算结果的基础上．结合工程实际情况和经验．研究地下水水位对隧洞围岩稳定性的影响,并得出几点有益的结论,以期为实际隧洞工程施工及设计提供依据。