陡倾角层状岩体中小夹角洞室围岩变形破坏机理分析

在岩体基本力学介质中,当层状岩体结构和性状符合某些特征时,它的力学机理从总体上能够采用板壳理论进行分析.根据这一成果,具体分析了陡倾角层状岩体地下工程中,其长度远大于直立高度的岩体的应力分布问题;并根据材料力学,建立薄板力学模型,以大金坪两库引水隧洞为例,分析了陡倾角层状岩体中洞室围岩的变形破坏机理.     

考虑层状岩体各向异性强度的地下厂房稳定分析

针对层状岩体的各向异性强度特征,基于带拉伸截止限的摩尔库伦准则,建立了综合考虑岩体和层面强度的各向异性强度准则,并且还考虑了岩体损伤对其强度的影响,给出了该强度模型的有限元实现方法,并据此专门编写了相应的Fortran有限元程序。将该模型应用于某水电站地下厂房三维有限元开挖计算中,研究了层状岩体各向异性强度对地下厂房围岩稳定性的影响。研究结果表明:与各向同性强度准则相比,考虑层状岩体各向异性强度后洞室围岩的应力和变形分别增加了1.4 MPa和20 mm左右,总的破坏量增加了8.7%。与现场监测数据的对比表明,考虑层状岩体各向异性强度进行地下洞室围岩稳定性分析更加合理。     

复杂层状建基岩体可利用性及开挖深度优化研究

建基岩体的可利用性及开挖深度关系到水电站工程的可行性、合理性及经济性等,是技施阶段重要研究内容之一。基于对坝基不同岩性及其组合的岩石力学特性试验、岩层厚度、RQD值、波速测试及配套的现场大型变形试验等,研究了复杂层状建基岩体的结构特征和质量标准,并基于岩体波速建立岩体结构、岩体质量及变形参数的预测评价模型,确定了复杂层状岩体的可利用性标准,并对开挖深度进行了优化研究。结果表明：在砂岩类占比约60%的整个坝基岩体中,微新及以下复杂层状砂板岩以坚硬岩为主,且原位状态下岩体层面效应基本消失,完整性大幅提高;岩体波速与岩体结构、岩体质量及变形参数间具有很好的对应性;基于岩体波速建立了建基岩体利用标准,并将河床建基面开挖深度整体抬高约10 m,减少了岩基开挖和混凝土浇筑量并缩短了工期。     

层状岩体的破坏特征及其迭代计算方法研究

层状岩体沿层面和层面法向方向的物理力学特性各异，为明显的各向异性，其破坏形式和破坏机理与一般岩体也不同。根据层状岩体的物理力学性质分析了其破坏特性及其迭代计算方法，推导了损伤状态应力表达式和损伤刚度修正表达式。采用三维非线性弹塑性损伤有限元数值计算方法，通过工程实例分析了岩层倾角对洞室围岩稳定的影响。通过对各种岩层倾角方案的计算和比较，结合工程经验，得出层状岩体中地下洞室的合理布置方式。分析结果与工程实际相吻合，本文的研究为层状岩体中的工程设计提供了比较可靠的理论基础和有益参考。     

锦屏水电站高边坡层状岩体本构关系的研究

层状岩体在岩土工程中是经常遇到的,锦屏一级电站工程规模巨大、层间挤压错动带、节理裂隙等构造结构面发育,对边坡在施工期和运营期的安全构成严重的威胁,因此有必要对其层状岩体的本构关系进行研究。根据边坡开挖区的地层岩性、地质构造和层状岩体的特性,研究边坡层状岩体的本构关系,对合理施工和工程安全具有十分重要的意义。     

倾斜层状岩体地下洞室变形数值模拟研究

层状岩体具有明显的横观各向同性及沿层面错动破坏的特征,在其中开挖大型地下洞室时,围岩的变形情况十分复杂.介绍了有限元计算原理.对于某水电站大型地下洞室工程,利用横观各向同性模型和Goodman节理单元进行了洞室开挖变形的精细模拟计算,分析了洞室整体及局部变形特征、洞周应力场及塑性区的分布情况,得出了一些比较符合工程实际情况的结论.     

层状岩体的破坏特征及其迭代计算方法

层状岩体的物理力学特性沿层面和层面法向各异,为明显的各向异性,其破坏形式和破坏机理与一般岩体也不同。本文根据层状岩体的物理力学性质分析了其破坏特性及其迭代计算方法,推导了损伤状态应力表达式和损伤刚度修正表达式,改进了三维非线性层状各向异性弹塑性损伤有限元数值计算方法并运用于工程实例中。计算分析了岩层倾角对洞室围岩稳定的影响,对各种岩层倾角方案的位移、破坏体积、破坏类型和能量耗散等指标进行对比分析和综合评价,结合工程经验,得出层状岩体中地下洞室的合理布置方式。分析结果与工程实际相吻合。     

地下厂房监测系统设计及围岩稳定性研究

西龙池抽水蓄能电站地下洞室群围岩呈缓倾角互层状结构，层理发育，岩性复杂，洞室开挖过程中，各种地质因素交互作用，洞室间相互影响。对复杂地质环境下的主厂房围岩进行了各种因素作用下的综合稳定分析，并依据多种测试手段，对开挖后围岩的稳定性和变形进行实时监测，掌握了洞室层状围岩变形破坏特征。研究了围岩的动态力学特征和变形规律，得出一些有益的认识和结论，对施工开挖方案的优化具有重要参考价值。     

加锚节理岩体断裂损伤模型及其应用

基于等效应变能原理，在分析压剪、拉剪应力状态下加锚节理面的受力与变形特点的基础上，运用断裂损伤力学的方法建立了加锚断续节理岩体的本构模型及其损伤演化方程，并将该成果应用到黄河小浪底水利枢纽工程地下厂房洞室群施工稳定性分析中.结果表明，该模型能较好地反映加锚节理岩体力学特性及开挖卸荷过程中围岩渐近破坏的规律。     

白鹤滩水电站地下厂房围岩开挖松弛深度分析

地下洞室开挖后,在洞室围岩周围形成一定深度的松弛带,松弛带深度的确定对评价围岩稳定性和指导洞室支护设计都具有重要意义.基于白鹤滩水电站地下厂房开挖期间声波测试结果,分析地下厂房松弛与开挖深度、时间的关系,为指导施工开挖和岩体松弛加固设计提供依据.