岩芯卸荷扰动的声学敏感性试验研究

国内外学者广泛认为原位岩体的纵波波速小于其中岩块的波速,且岩体愈破碎小得愈多.这是将岩体与岩块纵波波速比的平方定义为岩体的完整性系数并写入现行规范的认识基础.然而在部分工程围岩声波测试中却发现,用通常手段得到的大部分岩体的测井波速反而大于岩芯波速.本文围绕声波速度、岩性、坚硬程度、裂隙特征、胶结程度、完整程度、地应力情况对某地铁隧道工程基岩20余个钻孔150余块岩芯进行多种手段的对比研究和综合分析,探讨了岩芯卸荷扰动的声学敏感性及其影响因素.     

模糊综合评价方法在边坡岩体卸荷程度分级中的应用

岩体卸荷特征是岩质边坡质量分级的重要影响因素,也是进行边坡稳定性分析评价的主要内容之一。为研究岩质边坡岩体的卸荷特征,基于模糊数学理论,选取卸荷裂隙总条数、卸荷裂隙累计宽度、岩石质量指标RQD、岩体透水率、岩体波速比等要素作为评判指标,采用数值特征分析和模糊统计方法确定岩体的隶属度函数,同时采用要素比较矩阵法确定各要素的权重,建立岩体卸荷等级的模糊综合评判模型来对岩体卸荷情况进行评价。运用该法对某水电站坝肩边坡岩体卸荷程度分级情况进行了研究。结果表明,该模糊综合评判研究结果与边坡卸荷特征实际情况基本一致,说明该评价方法用在边坡岩体卸荷程度分级评判方面是可行的。     

西南地区坝基深部玄武岩工程地质特性研究

受自身高强度和形成条件影响,西南地区玄武岩深部岩体具有几何尺寸上的不完整性和力学特性上的似完整性,同一位置采用不同指标划分岩体结果不同.鉴于现有测试手段和评价方法,深部玄武岩工程地质特性研究具有相当难度.岩体透水率、纵波波速等指标能较好反映岩体工程特性,其测试方法相对简便,且与岩体力学参数有较好的相关性,故可用于深部玄武岩结构、风化、卸荷划分,利用纵波波速、吕荣值与变形模量的相关性推算深部岩体变形参数,辅以室内试验,最终综合评价深部玄武岩.以西南某水电站坝基玄武岩为例,综合坝址区平硐、钻孔纵波速度、吕荣值、力学参数等指标获得坝基岩体质量分级方案,并进行岩体划分,为该水电站建基面选择提供依据.     

岩体基本质量分级模糊综合评价法研究

深入分析影响岩体基本质量的关键因素,根据国标岩体基本质量分级,采用岩石坚硬程度和岩体完整性系数作为评价指标.考虑权重的动态变化将主观权重和客观权重组合,修正正态分布隶属函数,构建岩体基本质量模糊综合评价法模型,最后在全域范围内与国标分级结果进行对比.结果表明:两种方法在全域上的吻合率为67.2%,最大相差等级为2级;相差一级和相差两级的比率分别为28.5%和4.3%.采用动态组合权重,相较于常权吻合效果更佳.研究发现,国标岩体基本质量分级和岩土工程中的风险矩阵分析较为类似,分级具有风险特征.在岩体基本质量分级时,国标方法分级不可能高于最差单因素评价的等级,最终分级由最差因素决定;模糊综合评价法的实质是加权平均,最终分级是所有因素的折衷结果.因此,模糊综合评价理论在运用于岩石力学问题评价中时,必须考虑工程的实际要求,确保分级合理可靠.     

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。     

边坡工程中卸荷岩体的探讨

岩体卸荷是水利水电工程建设中常见的工程地质问题,岩体卸荷裂隙是影响边坡岩体稳定性的重要因素.文章介绍了边坡工程中卸荷岩体的形成机理、裂隙类型、分带依据及卸荷岩体加固时应注意的问题.     

高地应力条件下岩体松弛时间效应检测

锦屏一级水电站枢纽区位于构造应力与高自重应力叠加造成天然状态下的高地应力区。查明高地应力条件下大跨度地下洞室和高陡坝基开挖后各部位岩体波速以及松弛岩体随时间变化情况,正确评价高地应力区岩体开挖卸荷松弛程度和岩体质量,为指导施工开挖和岩体卸荷松弛加固设计提供依据。     

岸坡应力场及卸荷带划分量化指标研究

由于河谷下切或者人工开挖造成的边坡卸荷以及卸荷带是我国西南地区的一种常见地质现象,而卸荷带的划分直接关系到岩质边坡的稳定性,从而影响建基面的选择.在分析金沙江梯级开发某水电站岸坡应力场的基础上,结合卸荷带的成因,使用卸荷裂隙线密度、张开度、弹性波波速和完整性系数4个量化指标进行卸荷带的划分.结合工程实际,使用卸荷量化指标对卸荷带进行划分,提出了对该工程区域卸荷带划分标准的建议.     

不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷力学特性试验研究

开挖卸荷岩体在实际工程中随处可见,卸荷时的应力水平对其力学特性有较大影响。基于此,以三峡库区典型砂岩为研究对象,开展了不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷试验,研究了不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷力学特性。结果表明:岩样卸荷起点应力水平越高,岩样的初始损伤越大;岩样的峰值强度、峰值应变与卸荷起点应力水平呈线性关系;岩样围压卸荷量与垂直变形量之间的关系曲线与卸荷起点应力水平有较大关系。该研究成果一方面验证了卸荷起点应力水平与岩样内部损伤之间的关系,另一方面也可为岩体开挖施工提供参考。     

高边坡卸荷岩体稳定性分析

岩质边坡在长期的地质作用下往往会被多组结构面所切割,形成复杂的卸荷裂隙岩体,而高边坡中的卸荷岩体直接影响到整个边坡的稳定性.依托西南某拱坝右坝肩高边坡工程,从地质分析的角度,对边坡卸荷岩体进行分区节理统计,进而划分出可能的局部不稳定块体,并定性评价了边坡的整体稳定性.在此基础上建立了三维地质模型,分别采用强度折减法和关键块体理论分析并评价了该工程高边坡卸荷岩体的局部稳定性,并提出了在地质勘察、安全监测、加固处理和施工控制等方面的建议.研究结果表明,该高边坡卸荷岩体整体稳定性较好,但局部存在潜在不稳定块体.该研究成果对类似工程具有重要的参考价值.     

不同卸荷路径下节理岩体的松动机理研究

利用应力波理论研究了节理岩体在不同卸荷路径下高速卸荷后的运动规律,分别从理论和数值上进行了分析.结果表明,应用动力学的方法求解高速卸荷是适宜的,高速率的卸荷会使岩体产生整体的刚体位移,导致节理面张开,同时使岩体产生振动速度,这些都会造成岩体松动,延时卸荷对岩体的松动作用要低于瞬时卸荷对岩体的影响,相同的卸荷时间下岩体的松动效应受卸荷路径的影响.因此,在工程实践中,可以通过延长卸荷时间、减少一次卸荷量和控制卸荷速率的变化路径等措施来减小卸荷对保留岩体的松动损伤作用.     

Numerical Simulation of Rock Burst in Circular Tunnels Under Unloading Conditions

Rock burst in a circular tunnel under high in-situ stress conditions was investigated with a numerical method coupled the rock failure process theory (RFPA) and discontinuous deformation theory (DDA).Some numerical tests were carraied out to investigate the failuer patterns of circular tunnel under unloading conditions.Compared the results under loading conditions, the shapes of failure zones are more regular under the unloading conditions.The failure patterns in the same type of rock mass are clearly different because of non-homogeneity of the rock material.The extension of cracks shows some predictability with an increasing of in-situ stress.When the homogeneity index of rocks (m) is either relatively high or low and lateral pressure coefficients (λ) is high, the number of regular shear slide cracks decreases and the probability of a rock burst also becomes lower.Our numerical simulation results show that the stability of surface rock and the natural bedding stratification of rock material greatly affect rock bursts.Installing bolts with due diligence and suitably can effectively prevent rock bursts.However, it is not effective to control rock bursts by releasing the strain energy with normal pre-boreholes.     

开挖卸荷岩体锚固等效力学参数数值模拟研究

以某水电站溢洪道开挖卸荷边坡系统锚杆锚固岩体为研究对象,考虑开挖卸荷过程的影响,对一定锚固密度的卸荷岩体其锚固等效力学参数特性进行了比较全面的研究.结果表明,对于同一种岩体,如卸荷程度不同则其锚固等效力学参数也就不同,卸荷程度高,则其锚固等效力学参数提高倍数大,反之则小,从而说明系统锚杆对软岩的加固作用比对硬岩的加固作用好.同时认为系统锚杆对边坡锚固等效力学参数的提高非常有限.     

预应力锚索在卸荷岩体中的作用机理

预应力锚索是岩土工程中常用的,也是效率比较高的一种支护形式。文中采用有限元分析方法和ADINA软件。岩体在加载和卸载条件下,其力学特性有本质的区别。文中重点分析了在卸荷条件下,预应力锚索同一数量不同倾角的变化对岩体变形参数如变形模量E和泊松比v的影响。不同倾角对岩体位移变形量的约束程度。文中提供了一种有效且比较符合工程实际的计算方法,等效变形参数法。这种方法可以算出含有节理的岩体的变形模量和泊松比,以及加有锚索后岩体的变形模量和泊松比。     

Research on Mechanism of Rock Burst Generation and Development for High Stress Rock Tunnels

Through the investigation and analysis of high stress distribution in surrounding rock during the excavation of rock tunnels,the key factors to cause rock burst and the mechanism of rock burst generation and development are researched. The result shows that the scale and range of rock burst are related with elastic deformation energy storied in rock mass and the characteristics of unloading stress waves. The measures of preventing from rock burst for high stress rock tunnels are put forward.     

盐岩损伤测试中卸载模量研究

利用MTS815 Flex Test GT岩石力学试验系统,对盐岩和大理岩进行了单轴压缩下的7级加卸载试验和低周循环加卸载试验测试,对盐岩和大理岩的卸载模量进行了探讨。低周循环试验加载波形采用正弦波,频率1Hz,循环应力幅值小于其平均抗压强度,单级应力幅值为30个振动循环。通过试验,得到了盐岩应力应变滞回环均为条带状,大理岩则均为尖叶状;盐岩在加卸载部位具有较大不可逆变形,对应弹性响应较慢,大理岩则反之;盐岩卸载模量变化趋势受加载测试方法影响较大,而大理岩在2种试验条件下得到的卸载模量变化趋势相似;加载应力幅值比加卸载循环数对盐岩不可逆变形增量影响更加显著。损伤变量研究结果表明,利用低周循环加卸载方法测试具有显著时间效应变形岩石的损伤弹性模量,能更真实反映其损伤特征。     

开挖卸荷条件下边坡的变形分析

岩体工程具有加载和卸荷两种不同的力学状态,在此力学形态各异的情况下,岩体的力学特性有本质区别.岩石边坡开挖为卸荷力学条件,运用加载的力学理论和方法研究卸荷岩体的变形,往往与实际有较大的出入;采用卸荷岩体力学的方法分析边坡的位移变形比较符合实际.     

岩石卸荷破坏的试验研究

对岩样进行了常规三轴加载后保持轴向变形不变的卸围压试验,得到了峰前、峰后卸围压全过程曲线。对岩样破坏特征和试验结果的分析表明:峰前卸围压岩样表现出脆性剪切破坏的特征,而峰后卸围压表现出张剪破坏的特征,峰前卸围压破坏比峰后卸围压破坏更具有突发性;峰前、峰后卸围压岩样都表现出明显的侧向扩容现象;岩样破坏时的轴向承载能力对围压都很敏感,反应了试件沿破裂面摩擦滑动的结构效应。     

卸荷区岩体屈服准则

由于工程建设的需要,常常要进行岩体的开挖,岩体开挖以后,地应力释放,岩体应力重新分布,大部分岩体处于卸荷的状态.由于卸荷条件下岩体的屈服特性与加载条件下岩体的屈服特性有本质的区别,因此由加载试验所得到的C-M屈服准则将不再适用于卸荷区岩体.结合卸荷条件下岩体会出现拉应力和拉剪应力的特征,以试验数据为依据,拟合出了适用于卸荷区岩体的抛物线型C-M屈服准则,并推导了抛物线型Coulomb-Mohr屈服准则的抛物线型Drucker-Prager准则的外接圆、内接圆、内切圆类型,比较了抛物线型Coulomb-Mohr准则与Hoek-Brown准则的异同.