岩石不连续面表面形态的各向异性特征

提出了表征岩石不连续面表面形态特征的参数与计算方法，介绍了表面轮廓线量测的仪器设备与量测方法，结合实测资料，分析论述了各种岩石不连续面的表面形态及其各向异性特征。     

充填物性质影响结构面剪切特性试验研究

通过自主研发的煤岩剪切-渗流耦合试验装置,开展了无充填结构面和充填石膏、岩屑、黄泥结构面的剪切试验。利用三维光学扫描技术,研究了结构面的三维形貌特征和裂隙开度演化。结果表明：充填结构面的峰值剪应力和法向位移由充填石膏、岩屑到黄泥依次递减,受充填物强度影响较大;无充填结构面由于直接接触,剪切后表面发生明显磨损,结构面粗糙度系数（JRC）整体减小且变化最为显著,充填石膏和岩屑结构面的JRC变化次之,充填黄泥结构面几乎没有变化;充填物破坏和结构面磨损主要受裂隙开度演化和局部应力集中的影响。随着剪切位移的增大,在裂隙开度较小的区域,应力分布较大,充填物易沿此处破碎,无充填结构面沿此处严重磨损。     

岩石结构面的表面形态特征研究

本文用理论分析和数值模拟方法对具有不同粗糙度和起伏度的岩石结构面的形态特征作了定量研究, 着重研究了结构面表面形态参数与基本形态特征参数的关系, 并研究了它们的采样效应。得到了一系列在建立表面形态参数与物理量相互关系时对合理选用表面形态参数有重要意义的结果, 并可为选取合理的采样间隔和最小采样长度提供依据。     

硬性结构面表面起伏形态测量及其尺寸效应研究

结构面表面形态与其力学性质密切相关,对结构面表面形态进行精细测量是研究结构面变形和强度等力学机理的基础。在分析国内外结构面测量仪器优缺点基础上,利用自主研制的新型便携式测量仪器———接触打孔器对硬性结构面进行机械化精细测量,应用效果表明:由接触打孔器获得的结构面粗糙度JRC值与结构面表面实际的JRC值十分接近。在此基础上,对硬性结构面进行尺寸效应分析,获得了结构面表面JRC值的统计方差随测量长度逐渐衰减的规律,并且计算分析了粗糙度对结构面剪切强度影响的极限长度,最后通过强风化粉砂岩节理、新鲜砂岩层面、泥岩层面进行了分析。结果表明,对于研究区强风化粉砂岩构造节理,当取样长度大于50cm时,可以消除剪切方向上起伏粗糙度尺寸效应;对于平直新鲜泥岩层面、平直的新鲜砂岩层面,当取样长度大于5cm时,可以消除剪切方向上起伏粗糙度尺寸效应。     

工程软岩表面形态及其摩擦特性研究

在自然状态和接触面掺泥两种情况下,进行了砂岩、泥岩破裂面及其互层接触的摩擦试验。结果表明:在接触面掺泥时,抗剪强度的粘聚力和内摩擦角都有不同程度的降低,其中粘聚力下降明显,并且摩擦位移与剪应力关系曲线有明显不同,而且粘滑现象明显减弱。结合摩擦试验,研究了砂岩、泥岩在摩擦前后破裂面表面形态的变化,分析了它们的粗糙度及其起伏特性在摩擦前后的变化规律,以及表面特性和摩擦强度的关系。     

重复剪切作用下泥质充填结构面剪切力学特性试验研究

结构面的力学特性直接关系工程岩体的变形稳定,而充填物对结构面的力学特性存在较大的影响.为了准确地量化充填前后结构面剪切性能的变化,以三峡库区典型库岸边坡节理岩体为研究对象,采用劈裂法制备了人工节理,按照充填度100％进行考虑,设计进行了充填前、后结构面的重复剪切试验.结果表明:(1)基于重复剪切过程中结构面抗剪性能劣化...     

软弱结构面剪切蠕变特性与含水率关系研究

软弱结构面往往控制着岩体的蠕变变形,含水率又是影响软弱结构面蠕变特性的重要因素,通过开展不同含水率条件下砂岩软弱结构面剪切蠕变试验,得到了不同含水率条件下剪切蠕变曲线,并考虑加载历史对试验曲线进行了修正。在此基础上,通过模型辨识选取Burgers模型描述砂岩软弱结构面蠕变的黏弹性特性。分析了含水率对砂岩软弱结构面剪切蠕变特性的影响,并对含水率影响软弱结构面剪切蠕变特性的机制进行了探讨。     

循环剪切荷载作用下充填物对结构面剪切特性影响试验研究

利用相似材料复制劈裂结构面,进行常法向应力下循环剪切试验,研究无充填、充填黄泥3mm、充填石膏3mm和充填岩屑3 mm条件下结构面循环剪切强度、变形和形貌演化特性。结果表明:(1)循环剪切中占主导地位的破坏模式会发生改变,无充填时由剪断破坏向磨损破坏转化,充填黄泥时主要为滑移破坏,充填石膏时由剪断破坏向滑移破坏再向磨损破坏转化,充填岩屑时由剪断破坏向磨损破坏转化。(2)随着循环剪切次数增加,无充填和充填黄泥时峰值剪应力以减速率减小,充填石膏和岩屑时峰值剪应力先减小再以减速率增大,充填物会弱化结构面循环剪切强度,其中以黄泥的弱化影响最大。(3)不同充填材料条件下,结构面循环剪切中平均剪胀角均以减速率减小,有充填时循环剪切中剪缩现象更明显,其中充填黄泥时剪缩幅度最小,充填石膏时剪缩幅度最大。(4)有充填物条件下,循环剪切后结构面磨损程度比无充填条件下要小,其中以充填黄泥时磨损程度最小,充填石膏时磨损程度相对最大。     

基于结构两相阻力分析的泥石流堆积形态研究

针对泥石流的结构两相阻力特征,采用结构两相阻力对泥石流的堆积形态进行了静力学分析,推导出在一般条件下泥石流堆积形态的公式,并讨论了在不同条件下泥石流堆积形态的特点。分析表明采用结构两相阻力对泥石流堆积形态分析可以较合理的模化阻力项,能够表现泥石流体复杂的成分结构组成,较真实的反映实际泥石流的堆积形态特征。在特定材料条件下,结构两相阻力项转化为单一材料阻力项,所得到的相应结论与已有对单一材料的分析结论一致。     

甘肃北山花岗岩节理表面形态特性研究

花岗岩是中国高放废物处置的候选围岩,大量存在的节理面是核素迁移的主要通道,同时节理面对岩体的力学、水力性质起着支配作用。而节理面的表面形态与这些性质密切相关,因此需要对候选花岗岩体节理面展开多样本、大尺寸的现场表面形态研究。以中国高放废物深地质处置甘肃北山预选区某采石场中的天然节理面为研究对象,运用基于几何理论的测量方法,获得了大量不同尺度、不同方位的现场节理面的表面形态特征曲线。采用Barton直边法和统计参数法处理这些特征曲线,系统分析了特征曲线的尺度效应、各向异性特征以及与不同节理类型的关系。为进一步分析裂隙岩体的力学、水力特性建立了基础。     

基于土体中结构面的岩土工程问题探讨

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多道瞬态面波法在回填地基调查中的应用

利用面波在浅部土层中的传播特性以及面波相速度与岩土力学参数的相关性,采用多道瞬态面波法对勘察场地进行探测,通过数据处理获得场地的面波相速度剖面,根据面波相速度结构来推断场地内回填土的分布范围。钻探资料表明,多道瞬态面波法探测结果可靠,应用效果良好。     

基于粘结和摩擦特性的岩石变形与破坏的研究

就微观结构而言,矿物颗粒之间或相互粘结或相互分离,Coulomb准则的粘结力和内摩擦力在局部不能同时存在.粘结力是在变形作用下丧失的,材料丧失粘结力之后通过摩擦承载.若承载能力降低,屈服破坏仅在局部断面发生,具有脆性特征;反之将发生分布的屈服破坏,具有延性特征.围压增加可以使裂隙能够承载的摩擦力超过岩石材料的粘结力,那么当轴向应力增加到粘结力时,材料发生剪切屈服产生塑性变形,而摩擦力不会增加到其最大值,裂隙也不发生滑移.利用摩擦的概念可以理解不同岩石的变形、承载和破坏随围压变化的特征.      

控制岩体活动的地质因素分析

本文对控制岩体活动的地质因素—岩性、岩体结构、结构面、地应力和水文地质条件等进行了分析。岩性、岩体结构是产生岩体活动的内因。本文将岩体结构划分为六种类型,即整体结构、块状结构、层状结构、碎裂结构、镶嵌结构和散体结构。并对控制岩体稳定性的结构面进行了研究和分类,指出不同结构面对岩体活动的具体影响。通过各种控制岩体活动的地质因素分析,掌握岩体活动规律,对予防灾害性岩体活动,防患于未然有实际意义。     

应用矢量图解法分析岩质边坡的稳定性

矢量图解法是基于岩土体结构面、内摩擦角(含等效内摩擦角)和坡面关系分析的一种边坡稳定性评价方法。在运用该方法对岩质边坡进行稳定性分析时,除了要考虑岩体中的外倾结构面(含隐性的)之外,还应注意岩体受侧向岩压力可能产生的破裂面。文章按无外倾结构面、有外倾硬性结构面和有外倾软弱结构面3种情况对岩质边坡进行了稳定性分析,试图向读者推荐一种简单适用的评价岩质边坡稳定性的新方法。     

“回填反压”措施在滑坡治理工程中的应用与研究

滑坡是地质灾害中最常见的一种类型,因滑坡类型不同,规模不等,危害程度不一,工程治理措施多样。浙江地区属地质灾害多发地区,尤以滑坡居多,特别是近年来,受极端天气影响,台风降雨频繁,人类活动强烈,地质灾害呈多发群发态势,给百姓的生命和财产安全带来了严重危害,社会影响强烈,因此加大地质灾害治理力度势在必行。本文以浙江青田县山区滑坡为例,阐述分析滑坡特征、稳定状况,并重点介绍回填反压在工程中的应用以及治理效果,为以后同类地质灾害的治理提供借鉴作用。     

土体冻结过程中的盐分迁移研究现状与进展

含盐土在冻结过程中盐分随着水分迁移并不断聚集重结晶导致土体膨胀即盐胀现象的产生。加深对盐分迁移机理、盐胀机理的研究对解决实际工程中的盐害及冻害问题具有重要的实际意义。文章综述了近几年来国内外有关这方面研究的新成果。对盐分迁移机理、盐胀机理的研究以及已有盐胀预报模型作了概述,并提出盐分迁移研究领域的工作重点是继续加强盐分迁移及盐胀机理数值模拟的研究以期建立完善的盐胀预报模型为工程建设服务。     

红黏土的动模量与阻尼比的试验研究

红黏土特殊的结构性使其具有高含水量、高孔隙比、高液塑限但力学性质较好的特性。为了研究红黏土的动力学特性,本文通过对取自桂林地区红黏土进行动力学试验,得到桂林红黏土的动应力-动应变关系曲线,该曲线适用于HARDIN的双曲线模型。得到的结论如下：（1）结合不同的试验影响因素的条件,得出桂林红黏土的双曲线模型参数。并得出其特有的应变软化特性。（2）桂林红黏土在不同的试验条件因素下得到的最大动剪切模量,结合围压、固结应力比、结构性等因素,得到了桂林红黏土在不同的影响因素影响下的阻尼比的拟合参数。经试验,该拟合参数能够很好地反映红黏土特性,可以应用于工程实际中。     

基于片上可编程系统的可控震源扫描信号研究与设计

在可控震源地震勘探中,不同的地质条件需要设置不同的激发参数,如何选择合适的激发参数并实现相应的扫描信号是必须关注的问题.在分析可控震源的线性扫描的起止频率、扫描长度、扫描斜坡函数和长度参数及伪随机扫描的阶次与载波频率对扫描信号质量的影响后,通过片上可编程系统设计了VSG硬件IP核与信号发生器系统,依据分析的信号选择原则实现了对应扫描信号的产生,达到扫描信号的技术指标.     

冻土热融下沉研究的现状和进展

从理论、室内试验、数值计算、预测等几个方面对冻土热融下沉研究的国内外进展进行了综述,同时讨论了当前正在被广泛应用的防治融沉措施,建议进一步加强热融下沉数值计算方面的研究,把理论、数值模拟、施工现场结合起来.