基于阵列分析的传感器布设效果研究

基于Itasca公司研制的InSite-Lab软件进行传感器阵列分析,包括Misfit space(失配空间)分析和Magnitude sensitivity(震级敏感度)分析。通过建立涵盖传感器阵列规模及空间布设形态的四组岩石试样尺度模型以及工程尺度隧道简化模型,对二者进行阵列分析,探究传感器阵列布设方案与震源定位之间的内在联系及影响机制。研究表明:4组岩石试样尺度模型的阵列分析可得到在全空间内传感器阵列布设优劣性排序为:模型四模型三模型二模型一。传感器阵列数量增加会使空间上的Misfit最小值更接近于真实震源位置,并且会增强震级敏感度;同时,传感器阵列空间覆盖性也对Misfit的分布起到很大作用,传感器阵列布设方式主要控制了震级敏感度的分布特征。隧道模型的阵列分析得出,对监测区域具有良好空间覆盖性的布设方案效果更佳。     

瓦斯剧烈爆炸隧道衬砌损伤数值模拟与机理分析

洛带古镇隧道瓦斯爆炸致灾为近年来唯一、典型的公路隧道内剧烈爆炸案例,为探究隧道衬砌在剧烈爆炸效应下的损伤机理,对爆源进行等效、量化研究,采用RHT模型模拟衬砌并修正部分关键参数,在LS-DYNA中使用ALE技术建立与隧道横断面尺寸一致的流固耦合数值模型,模拟了隧道衬砌的损伤过程并分析其受力状态。研究表明:爆心距0~5.1 m范围的衬砌在爆炸冲击波剧烈冲压作用下由局部破坏发展为完全破坏;爆心距5.1~10.9 m范围衬砌上密集的损伤裂缝在拉、压交替作用下扩张将衬砌分割成块状结构形成严重破坏区;爆心距10.9 m以外衬砌主要在拉应力下产生纵向、环向损伤裂缝,为一般损伤区;衬砌受损部位主要位于拱部、曲边墙处,曲边墙脚处的“犄角结构”使得该处破坏尤为严重。数值模拟结果与隧道实际损伤调查情况及基于SDOF法对隧道损伤评价结果基本一致,表明研究方法合理、计算参数取值可靠,可为大型复杂结构体内爆炸或可燃气体爆炸问题研究提供参考。     

Hoek-Brown屈服准则及其在边坡工程中的应用

介绍了Hoek-Brown屈服准则的发展历程,结合工程实例,应用Hoek-Brown屈服准则,建立了有限元计算模型,通过边坡稳定性分析,指出Hoek-Brown屈服准则能有效反映岩体的非线性破坏特征,适于节理岩体的强度计算及稳定性分析。     

粘弹性岩体中圆形巷道位移反分析的唯一性研究

为了研究粘弹性岩体位移反分析的唯一性问题，本文根据弹性岩体径向位移推导了粘弹性岩体中符合Maxwell模型的圆形巷道位移解析解，并根据参数可辨识性条件对粘弹性岩体中圆形巷道位移反分析的唯一性进行了研究。结果表明，无论布置多少个测点都不能唯一地反分析出所有的5个参数；必须至少已知2个参数，才有可能唯一地反分析出其他参数；侧压力系数是否为1和地应力是否为0对反分析唯一性有明显的影响；随着已知参数的增多，参数的可辨识性增强；地应力和侧压力系数的可辨识性最好，弹性模量、泊松比和粘滞系数次之。研究结果对于岩体参数的反演计算具有一定的指导意义。     

基于细观特征分析的单节理岩石破裂机理研究

为揭示不同节理方位对岩石破裂机理的影响,利用PFC软件模拟岩石裂纹孕育、发展和贯通过程中产生的大量声发射数据,基于矩张量理论、P-T图法和T-k图法研究了岩石破裂各阶段中声发射事件的空间位置、破裂方位、破裂类型、应力状态、矩震级等破裂参数及其演变规律。试验结果表明:1)岩石破裂方位受加载方向和节理方位影响,当节理方位与加载方向呈一定夹角时,主压应力分量逐渐分布在与节理方位对应的P-T图位置附近。2)线性张拉破裂所占比例随节理角度的增大而减小,线性剪切破裂、混合破裂和双力偶剪切破裂所占比例随节理角度的增大而增大。3)张拉破裂主要分布于节理面上,其矩震级(能量)较小;剪切破裂和混合破裂主要分布于节理面与临空面的交线上,其矩震级较大。运用矩张量理论、P-T图法和T-k图法可有效掌握岩石破裂机理及其宏观演变规律,可为分析岩体稳定性及其发展趋势提供一种新的技术手段,是传统分析方法的有效补充。     

硐室特大塌方区的高压劈裂注浆治理

在对某矿５＃引水隧硐特大塌方区地质资料综合和实地调查的基础上，通过对高压劈裂注浆圆孔扩张理论的分析，选定了一套适用于该特大塌方区治理的总体方案，并作出详细的设计和施工。     

非煤露天矿山岩质边坡稳定性评价标准探讨

根据露天矿山的生产工艺特征,将岩质边坡划分为总体边坡、路间边坡和台阶边坡三种尺度,并对其控制因素、破坏模式进行了分析;结合土木工程边坡规范和非煤露天矿山边坡规范的边坡设计安全系数取值,讨论了国内外非煤露天矿山边坡设计安全系数的要求,提出了六条建议;综合考虑服务年限、边坡尺度规模的设计安全系数改进方案,并引入失稳概率,拓展了不同尺度边坡稳定性评价的设计标准,可有效提升非煤露天矿岩质边坡稳定性评价的合理性和科学性,进一步完善了矿山边坡设计理论和方法。      

基于滑面应力状态的边坡安全系数确定方法探讨

边坡发生破坏时,岩土体的强度参数,黏聚力(c)和内摩角(φ),发生衰减的速度和程度均不相同,采用非等比折减方案进行边坡稳定性分析,为求取边坡的安全系数,引进参照边坡概念,根据边坡潜滑面上岩土单元体的应力状态,分别计算真实边坡和参照边坡潜在滑动面上各单元体的抗剪强度,然后以折减前后单元体抗滑力之比定义安全系数,进而根据滑面各单元体的安全系数提出确定边坡综合安全系数的算法.结合案例对比研究表明,等比折减方案下边坡安全系数的计算结果与极限平衡法的结果基本一致,验证了该算法的合理性,可应用于非等比折减方案条件下边坡综合安全系数的求解.