Hoek-Brown经验强度准则的修正及应用

对Hoek-Brown强度准则中岩体地质力学指标GSI和扰动参数D的评估值进行统计分析发现,不同评估者对岩体GSI值的评估有较强的一致性,而对D值的评估则呈现很高离散性.扰动参数D的评估值的离散性是岩体力学参数估计值可靠度降低的主要原因,因此,对Hoek-Brown经验强度准则而言,给出一种更为准确的D值确定方法是十分必要的.通过分析现有的岩体扰动参数确定方法的局限性以及基于声波测试理论的岩体完整性评价方法,探讨了基于声波传播速度的扰动参数D的确定方法以及在实际工程中考虑或忽略开挖扰动的基本原则,并通过有限元算例与Hoek等人的理论进行了比较.     

爆破地震波穿越边坡软弱夹层时的衰减特征

为防止含软弱夹层的岩质边坡受爆破地震波的影响发生滑动变形而失稳,形成滑坡灾害,研究了地震波穿越软弱夹层时的衰减特征。建立相似实验模型和动力有限元数值模型,对软弱夹层两侧岩体的振动速度、加速度进行了对比。结果表明,地震波穿过软弱夹层后其振动速度和加速度显著减弱,软弱夹层与两侧岩体的波阻抗比值越小,地震波振动速度衰减程度越高,若夹层与两侧岩体的波阻抗之比达到1∶10以上时,振动速度可降低80%以上。地震波穿过顺倾软弱夹层时衰减幅度较反倾夹层略大。由于软弱夹层振动幅值发生突变,软弱夹层内产生了附加剪切作用力,可导致软弱夹层的损伤或破坏。     

落锤冲击作用下钢筋混凝土短梁响应及破坏试验研究

钢筋混凝土短梁是建构筑物的关键承力构件，为研究其在冲击荷载作用下的动力响应及破坏机制，结合应变式传感器、高速摄影、数字图像技术(DIC)等测量手段，开展了不同冲击体质量、冲击速度和冲击能量下的落锤冲击试验。结果表明：(1)冲击荷载作用下钢筋混凝土短梁破坏形式表现为拱形震坍裂缝和整体弯曲变形，与浅梁破坏形式有明显差异；(2)钢筋混凝土短梁跨中轴向应变由拉应变转为压应变，随着冲击能量增加(18 061 J≤E≤49 831 J),跨中轴向峰值拉应变、残余压应变均先增大后减小，钢筋混凝土短梁依次处于弹塑性挠曲变形、冲剪破坏模式阶段；(3)冲击荷载作用下钢筋混凝土短梁的裂缝萌生和扩展过程并不是单向的，裂缝多次多向扩展形成裂缝带，进而形成塑性铰，导致短梁整体破坏；(4)梁体变形程度主要取决于冲击速度而非冲击能量，具体表现相同冲击能量(30 000 J)下，随着冲击速度增加(5.53 m/s≤v≤7.13 m/s),梁体跨中峰值挠度和残余挠度相应增大(26.81 mm≤w_p≤29.85 mm; 17.12 mm≤w_r≤21.66 mm)。研究成果可为钢筋...     

深埋隧洞节理密集带TBM掘进围岩破坏范围研究

针对"引大济湟"工程引水隧洞施工中遇到的节理密集带问题,采用有限元理论对双护盾TBM支撑系统与围岩的相互作用以及支撑压力作用下围岩的破坏机理进行了研究.计算表明,单组节理的走向与隧洞走向相一致时,随着节理倾角的变大,支撑荷载施加后节理张开区的面积有先增大后减小的趋势.节理密度较大时,会增加支撑荷载对围岩的扰动程度,增加坍塌的危险.随着地应力水平的提高,支撑荷载对节理围岩的扰动程度明显降低.     

山岭隧道掘进机施工超前灌浆技术

TBM在通过断层破碎带及含水地层等不良地质地段时,采用超前灌浆可有效维护掌子面与洞壁围岩的稳定,阻断渗水通道,保证TBM安全通过。文章结合戴云山铁路隧道施工中遇到的断层破碎带和涌水问题,分析了超前灌浆的加固机理,对TBM超前灌浆工艺中的浆液选择、预灌浆岩体力学和抗渗性能以及灌浆设计参数等问题进行了探讨。     

武汉地铁2号线区间隧道小导管注浆施工措施探讨

武汉地铁2号线1期工程武昌段的区间隧道工程以浅埋暗挖法施工为主.为保持开挖工作面的稳定,在Ⅴ级围岩中采用超前注浆小导管对围岩进行加固.工程实践表明,在以风化泥岩、粘土为主的低渗透性地层中,小导管注浆的效果难以保证.结合武汉地铁区间隧道的工程实际,对小导管注浆在地铁隧道超前加固中的适用性进行了分析,并提出了建议措施.     

混注蒸汽与非凝析气的井筒流动动态分析

建立多组分混合流体的井筒蒸汽干度和温度梯度模型,利用Begs-Brill方法研究了不同注汽条件下的井筒气液两相流动动态.结果表明,混注非凝析气能够使得蒸汽组分的分压降低,蒸汽干度提高,混注烟道气时井底干度可提高5%-10%;与单纯注蒸汽相比,烟道气混注的流体重力梯度较小,沿程流体温度和压力相对降低;井筒流体流态以分散流或段塞流为主,混注非凝析气时气液比较大,流态以分散流为主.     

双护盾TBM在软弱地层中的掘进模式选择

 双护盾岩石掘进机(TBM)采用双护盾模式掘进时,支撑靴的支撑压力常会造成围岩的破坏进而引发其他事故,针对青海“引大济湟”工程中双护盾TBM在软弱地层中掘进模式的选择问题,提出模拟双护盾TBM掘进过程的三维有限元模型,分析支撑压力作用下围岩的破坏机制及不同地应力分布情况下支撑压力对软弱围岩的影响。分析结果表明,支撑压力作用下围岩的破坏形式主要为剪切破坏和拉裂破坏。在浅埋自重应力场下,当侧向压力系数l＜1时,支撑压力一般会使软弱围岩的塑性区有较大程度的扩展,且在隧洞埋深较小时还可能造成大面积拉裂区的出现;其次,对支撑压力导致塑性区扩展的围岩临界强度的分析表明：在自重应力场下应采用单护盾模式或掘进参数降低的双护盾掘进模式掘进。在埋深较大且地应力侧向压力系数l≥1时,支撑压力对围岩的影响相对有限,一般不会导致新塑性区的产生,但可能造成旧塑性区的进一步破坏,此时,可谨慎地采用双护盾模式掘进。     

高地应力硐室光面爆破孔间应力相互作用与成缝机制

针对高地应力条件硐室光面爆破，首先采用柱腔激发模型计算光爆孔孔间爆炸应力场，并分析地应力与孔间爆炸应力场的叠加规律；然后，采用验证过的RHT数值模型，模拟单孔、双孔、三孔及地应力条件下爆炸环向拉应力场，并研究径向不耦合系数、孔间距和地应力对光面爆破孔间成缝的影响；最后，给出考虑地应力影响的光面爆破参数选择建议，并成功应用于锦屏二级水电站引水隧洞爆破开挖。研究结果表明：爆炸应力波相互叠加导致光爆孔连线中点附近的爆炸环向拉应力峰值增大，呈现峰状凸起特征，而地应力重分布产生的径向压应力与光爆孔孔间爆炸环向拉应力作用方向相反，会抑制光面爆破孔间成缝和贯穿；受地应力影响，爆生裂缝扩展体现出明显的方向性，更倾向于沿最大主应力方向扩展。因此，对于一般光面爆破设计(孔径42 mm、药径32 mm、光爆层厚度0.6 m)，地应力由20 MPa增大至40 MPa时，光爆孔孔间距应由0.75 m减小至0.60 m，炮孔宜沿最大主应力方向布置，以确保孔间成缝和硐室开挖成型。