首页>中文会议>其他>第十一次全国岩石力学与工程学术大会
第十一次全国岩石力学与工程学术大会

第十一次全国岩石力学与工程学术大会

  • 召开年:2010
  • 召开地:武汉
  • 出版时间: 2010-10-18

主办单位:;中国岩石力学与工程学会;;

会议文集:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集

会议论文
全选(0
  • 摘要:宜昌-万州(宜万)铁路马鹿箐隧道DK255+978 m通过一高压富水隐伏溶腔(水压高达160 m、水量高达1×106 m3),先后发生多达19次的突涌水(泥)灾害事故.基于隐伏溶腔水量大、水压高、泥沙含量高、破坏力极强,没有先兆、具有突发性与间歇性,兼具延滞性和突发性矛盾等特征,依托溶隙、脉管及填充物由于压力差从渗流扩大呈汇流,袭夺周围脉管和溶隙的地下水,溶腔地下水潜蚀充填物封堵而集中释放的溶腔溃水机制,界定排或堵等防治措施的适应性,研究认为,对高压富水隐伏岩溶隧道,必须采用释能降压原理,释放溶腔所存储的能量,降低水土压力对隧道的稳定性影响,避免隐伏溶腔的高压作用产生的塑性区和隧道开挖及排水(泥)压力差形成的塑性区贯通,才能规避施工及运营过程中潜在的风险.建议采用综合地质预报手段探明溶腔边界、内部充填物特性和分布特征等,根据溶腔的水压、水量,特别是触发隧道溃水的临界距离等参数来确定放水承压岩盘的厚度.分析和验证钻孔泄水(不泄泥)→泄水支洞在高位揭示溶腔→控制爆破低位揭穿溶腔,"高位排水,低位排除填充物"的立体交叉分步降压方案的可行性.
  • 摘要:在复杂工程地质条件下,煤矿深部Y型大断面交岔点严重变形,牛鼻子部位破坏尤为严重.通过现场调查及理论研究,总结深部Y型大断面交岔点的典型破坏形式.研究表明深部高应力、牛鼻子部位两侧无约束分别支护是其破坏的主要原因,提出深部Y型大断面交岔点双控锚杆支护技术.将研究成果应用于夹河矿深部交岔点工程中,应用效果良好.
  • 摘要:目前确定石油工程中地应力的方法均存在各自的局限性,为了得到直接反应地应力大小和方向的信息,提出一种基于实钻资料确定地应力的新方法,不将井眼看作理想的圆筒,而是通过力学分析建立井壁围岩的变形程度与岩石物理力学性质、地应力、孔隙压力及钻井液密度的关系,在此基础上由钻井液录井和常规测井,反演出地应力及孔隙压力,并进一步计算井壁坍塌和破裂压力.研究发现,破裂压力计算值与实测值符合较好,而反演得到的孔隙压力与实用钻井液密度符合,说明该方法合理可行.若结合随钻测量,该方法可实现地应力及井壁稳定的实时预测,应用前景广阔.
  • 摘要:顶管穿越已固结完成的高速公路地基,将引起土体扰动和土层损失,使路堤产生纵、横向不均匀沉降.分析表明,在顶管施工及降水过程中可采用路堤纵、横坡改变量不大于0.5%的指标对由不均匀沉降引起路堤稳定性进行动态控制和预警,有效防止路面裂缝的发生.现场试验和实测规律表明,顶管穿越过程中扰动区的沉降具有瞬时性和超前性,对于砂土地基,扰动区范围要大于按软土计算的理论值,扰动区主要发生在管壁外1 m范围内,并以此向四周扩散.顶管轴线以上土层扰动后强度降低,压缩系数改变量超过50%,孔隙比改变量可达35%,塑性指数有不同程度减小,土体发生扰动再固结,是引起地表沉降的内因;轴线以下土体主要以压密为主.顶管在穿越砂土地层的路堤时,在两侧沉井及顶管的施工过程中应重视施工降水对高速公路路堤的影响.
  • 摘要:隔水层的采动稳定性模拟是开展煤层采动水土流失规律和保水开采控制研究的关键,隔水层相似材料的研制与配比变化规律研究是隔水层稳定性模拟的基础和前提.针对黏土隔水层物理力学特性及水理性,选取多种原料进行正交试验对比,得出硅油是最佳的低强度非亲水胶结剂,而凡士林为最佳的塑性变形的胶结剂,黏土对强度、塑性以及水理性都具有显著影响.通过强度、塑性和水理性的配比试验,可以模拟隔水层的应力-应变全程相似和水理性相似的"固-液"耦合模拟材料配比,解决隔水层塑性和水理性模拟难题.根据榆树湾煤矿地质原型,进行长壁工作面开采的"固-液"耦合相似模拟试验,验证相似材料配比的可行性,实现塑性隔水层的相似模拟,发现影响隔水层采动稳定性的关键因素是上行裂隙和下行裂隙.
  • 摘要:中墙作为连拱隧道的主要承载结构,自身的稳定性直接影响着隧道工程整体的稳定性,是连拱隧道设计和施工的重点.中墙失稳的主要力学原因是中墙受力不均而产生偏压失稳,因此,控制中墙稳定的关键是控制中墙偏压及其偏压程度.中墙偏压的出现源于隧道工程自身的地层偏压和非对称式施工产生的施工偏压,根据中墙受力状态可以确定地层偏压、施工偏压下中墙偏压的条件及偏压发生部位;利用有限元计算方法对地层偏压、施工偏压条件下不同施工工序进行计算,分析不同工序对中墙偏压的影响;根据得到的规律对施工工序进行优化分析;最后,给出双向八车道连拱隧道的工程实例.
  • 摘要:通过对位于浙江省衢州市南宗孔氏家庙中2个建造于1520年的流纹岩灯台的风化进行研究,不仅得出流纹岩在潮湿环境下的风化速度为0.4~9.7 mm/(100 a),而且发现不同灯台之间、同一灯台的不同部位之间以及同一灯台同一部位不同朝向之间的风化速度都有较大的差异.如:(1) 灯台1和2上圆盘上表面朝北向的风化速度分别为4.3和9.7 mm/(100 a),大于朝南向的风化速度,分别为基点(即未风化点)和2.1 mm/(100 a);而下圆鼓则恰恰相反:灯台1朝西南向和灯台2朝南向的风化速度则是其下圆鼓中最大的(分别为3.08和2.05 mm/(100 a)).据分析,造成这种差异的原因是灯台所处的微环境(如风、降水、太阳辐射等)的不同.(2) 与其他部位相比,两灯台上圆盘插烛孔的风化速度最小,其最大值为1.0 mm/(100 a).这可能是因为插烛孔内常年积水而隔绝空气所致,可以通过采取改善石灯台风化环境的措施对其进行长期保护.
  • 摘要:对水力压裂过程中射孔孔眼摩阻和管柱沿程摩阻计算方法进行分析.列出射孔孔眼摩阻计算公式并讨论其中的各个影响因素,给出压裂液密度和孔眼流量系数的计算公式,提出新的孔眼直径计算公式.基于大庆油田的施工数据,建议一种修正的降阻比计算公式,能够得到更为准确的管柱沿程摩阻历程曲线.通过有限元软件ABAQUS对大庆油田肇15-平56井2 150.0~2 160.0 m井段分段压裂过程进行数值模拟,模拟得到的井底压力、井口压力曲线与现场施工曲线吻合良好,验证计算模型和管柱沿程摩阻计算公式的正确性.对大庆油田南214-平324井限流压裂过程进行数值模拟,模拟得到的压裂作业曲线和现场施工曲线吻合良好,验证射孔孔眼摩阻计算公式的正确性.
  • 摘要:岩石在周期荷载作用下的力学性能是影响岩体工程长期稳定性的重要因素之一,需研究循环荷载作用下岩石的特性及演化规律.首先采用声波纵、横波波速测量方法,对岩样进行筛选.设计灰岩在施加不同围压和恒定循环上限应力作用下,三轴变围压循环加卸载下岩石变形特征测试方案.三轴变围压循环试验在GCTS-1000型岩石力学测试系统上进行,通过对试验结果的分析表明:(1) 灰岩在变、恒围压加、卸载循环中,形成一封闭的塑性滞回环.在轴向变形上滞回环面积逐次缩小;而变围压循环在径向变形上滞回环面积逐次增大,而恒围压循环在径向变形上滞回环面积几乎相等.(2) 在三轴变围压循环压缩试验中,围压增加和循环上限应力不变,残余变形量随着循环次数的增加而呈现出一个递减的趋势,轴向应变和径向应变的发展趋势是相反的.(3) 在整个循环加卸载过程中,各个加卸载阶段变形模量值不同,卸载阶段变形模量高于加载阶段变形模量.(4) 变围压循环加、卸载阶段变形模量的值大于恒围压循环加、卸载阶段下变形模量的值.通过试验,揭示灰岩在三轴变围压循环下,加载和卸载2种力学状态时变形特性的差异.同时分析变围压循环和恒围压循环状态下岩石弹性参数的差异性.
  • 摘要:为揭示陡坡上高约72 m的高填石路堤填筑过程中的动态稳定性,为施工质量控制提供参考,通过对斜坡上高路堤破坏模式和施工中地基处理措施分析,确定高路堤在填筑过程中的潜在滑动面为圆弧滑动面形状.在分析筋-土相互作用和借鉴前人三轴试验结果的基础上,阐述土工格栅提高路堤稳定性的机制.基于极限平衡理论中瑞典圆弧法,将高路堤填筑过程分为72步,研究不同填筑层位路堤潜在滑动面的特征,搜索出最危险滑动面的位置,计算相应的最小安全系数.结果表明:随着路堤填筑高度的增加,最危险滑动面表现为向路堤堤身和路堤坡脚移动的趋势;最小安全系数随路堤填筑高度和地表坡度增大逐渐减小,最小安全系数发生在路堤填筑完成的层位,路堤整体稳定性要求满足规范要求;受陡坡地形变化影响,在32~48 m范围内,路堤最小安全系数的变化最大.因此,施工填筑过程中应注意填筑高度和地形变化对路堤安全系数的影响,并结合监测结果采取相应的稳定性控制措施.
  • 摘要:大截面的双排抗滑桩具有复杂的受力特性.建立有限元模型,分析不同排距下双排桩对推力的分担,分析结果显示:双排桩上的推力总和要大于只设前排桩时的推力;当排距较小时,滑坡推力几乎全由后排桩承担,由于后排桩的遮蔽作用,前排桩达不到最佳抗滑效果,随着排距增加,前排桩分担的推力逐渐增加,当达到一定排距后,双排桩完全独立工作,各自承担一部分滑体,前后双排桩均达到最佳抗滑效果;并在推力分担、支挡后稳定系数的计算基础上,提出以双排桩的推力和、稳定系数和双排桩承担的推力差为目标,建立用于双排抗滑桩的多目标优化,优选出具有多种属性的双排抗滑桩的排距和推力分担.
  • 摘要:采用双剪统一强度理论主应力型表达式和平面应变假设,首先将挡土墙土压力问题视为平面应变问题,通过广义虎克定律确定出中主应力σ2=v(σ1+σ3),并根据朗肯土压力分析原理确定出另外一个主应力,最后结合双剪统一强度理论主应力型表达式分别推导朗肯主动土压力和被动土压力的计算公式.该公式除了引入考虑中主应力影响的系数b,还通过广义虎克定律把材料的泊松比v引入朗肯土压力计算公式中.经典的朗肯土压力计算公式仅为该统一解的特例.该统一解可以灵活地运用于各种不同特性填土材料的土压力计算.最后通过一算例讨论不同权系数b对计算结果的影响.分析表明:采用经典的朗肯被动土压力理论所得到的结果是偏小的,而采用经典的朗肯主动土压力理论所得到的结果是具有一定的安全储备;双剪统一强度理可以更好地发挥材料的强度潜力,可取得一定的经济效益.
  • 摘要:针对目前国内外水利工程中大跨径地下尾水岔洞开挖与衬砌稳定分析现状,对其存在的主要问题进行讨论.总结大跨径尾水岔洞开挖与衬砌稳定的分析方法,包括数值模型建立原则、分析内容、流程、评价指标等.应用此分析方法,对溪洛渡水电站尾水岔洞开挖与衬砌稳定开展研究,包括大跨径尾水岔洞开挖过程中变形、应力及屈服区分布特点,以及不同应力释放荷载条件下的喷锚支护效果;针对运行和检修工况,分析岔洞围岩、衬砌结构的变形及应力分布情况,变形计算结果与监测结果一致.通过实际工程分析与应用,表明所建议的大跨径地下尾水岔洞开挖与衬砌稳定分析方法可用于指导同类岩土结构工程设计.
  • 摘要:以上海地区一紧邻地铁枢纽的超深基坑工程为分析对象,考虑土体的小应变刚度特性,建立地铁区间隧道和邻近基坑的二维有限元分析模型,探讨土体小应变条件下超深基坑的变形特性.算例分析表明,考虑土体小应变刚度特性可以显著减小超深基坑的变形,计算结果与实际情况更为吻合.对于紧邻地铁枢纽的超深基坑,开挖顺序对于基坑变形也有着显著影响,在同样的计算模型下,先开挖大基坑再开挖紧邻地铁枢纽的小基坑,可以明显地减小超深基坑的变形,这与上海地区已有的工程实践经验是一致的.所获得的结论对于紧邻地铁枢纽的深基坑工程设计与施工具有重要参考价值.
  • 摘要:以应变锚杆为工具,对全长树脂锚固锚杆的最大锚固力及位置、锚固力沿锚杆长度的分布特征以及锚杆的最大弯矩等参数在巷道开挖阶段、开挖后、回采前及回采过程中进行全面的观测,以研究全长树脂锚杆在不同采矿阶段的工作特征.根据观测结果发现,在巷道掘进阶段,锚杆的工作特征主要受到由于巷道开挖后引起的应力重新分布的影响,应力重新分布后锚杆的工作特征与围岩的蠕变特征相一致,锚固力变化非常有限.在回采过程中,锚杆锚固力随工作面的推进而增加,当工作面推进距离锚杆1 m时,锚固力发生明显衰减,这表明连接锚杆与围岩的锚固剂已经发生破坏,导致锚杆不再对围岩移动起约束作用.另外,通过比较回采前后最大锚固力的变化,发现动荷载条件下的锚杆锚固力比静荷载条件下提高36%.根据对锚杆弯矩的观测可知,最大的弯矩发生在2种不同岩层的结合部,弯矩的大小取决于巷道顶板横向滑移的大小,回采前后弯矩增量最高达54%.由此可知,全长锚固锚杆对层状顶板具有2种主要的支护功能:第一,阻止不同水平的岩层垂直变形;第二,提供剪切阻力以阻止巷道顶板层间的相对横向变形.
  • 摘要:以平煤集团香山矿戊9-0-22090大倾角煤层工作面为工程背景,通过室内光弹性模拟模型试验和工作面现场矿压实测,对大倾角煤层工作面开采后采场围岩矿压分布规律进行研究.光弹试验和现场实测结果表明:倾角对煤层工作面开挖后采场围岩应力分布、支承压力的分布有显著影响.大倾角煤层工作面开采后,采场顶板岩层的变形、破坏和运动形式不同于一般缓倾斜煤层工作面,采场支架载荷的分布、来压显现程度、来压步距沿采场倾斜方向均不同.工作面煤层开采后,采场顶板应力分布是高度不均匀、不对称的,在采空区两侧保护煤柱角高度集中,形成支承压力区,采空区上方形成支承卸压区.采场顶底板应力释放,两侧煤柱出现应力集中,采场四个角部位出现较大剪应力.剪切应变主要出现在采场下端部顶板和上端部的底板,而体积应变主要出现在煤层较近顶板和两侧煤柱.研究成果,对香山矿和类似条件下大倾角炮采煤层工作面的开采和顶板的支护的优化和管理具有一定的指导意义。
  • 摘要:从理论上分析采煤工作面回采后底板隔水层受力状态的变化规律和空间分布特征,通过对采煤工作面底板隔水层中岩体应力随采掘过程变化特征的观测研究,验证和揭示理论分析结果的正确性和客观存在,通过钻孔测试回采工作面底板岩层渗透性能随采掘过程的变化规律.分析回采工作面底板应力状态变化对诱发底板突水的内在机制,得出随着工作面的推移底板隔水层中张应力区交替推移的重要认识,张应力区一般位于距回采迎头0~20 m范围内,张应力区岩层渗透系数较其他区域大,这一范围是工作面回采过程中最易于发生底板高压水突出的位置.
  • 摘要:采用YTJ20型岩层探测记录仪,对新汶孙村煤矿埋深1 300 m、侧临采空的2222东回风巷内顶板破裂分区进行探测研究,结果表明:深部高应力是深部岩层分区破坏的根源;在侧空开采条件下,处于深部高支承压力集中的区域,顶板岩层内分区破裂数量将大于处于卸荷、大变形区域岩层分区破裂数量,但受岩层沉降大变形的影响,沿着卸荷、大变形区域岩层内原宽裂缝或离层的下部,在张裂作用下破裂区将进一步扩展,因此可以通过观测离层来确定深部较大尺度岩层分区破裂的位置;同时,岩性对分区破裂有一定的影响,粉砂岩比砂岩更易出现分区破裂现象.研究结果为进一步研究深部关键层结构及其力学特征,深部岩层分区破裂和深部岩石力学致灾机制之间的关系提供依据.
  • 摘要:基于温度示踪法的基本原理,结合心墙堆石坝的温度分布特征,进行梯度法与热脉冲法的选型对比,验证梯度法监测心墙堆石坝集中渗漏的不足.鉴于此,基于FBG传感系统,提出适用于土石坝心墙集中渗漏监测的热脉冲法.该方法以多孔介质-热源-FBG的共轭传热数学模型为理论基础,首先采用ADINA进行数值模拟,得到温升与渗流速度、加热功率的关系.随后,进行心墙堆石坝集中渗漏的数值模拟,得到各监测剖面的渗流速度分布.根据温升与渗流速度、加热功率的拟合公式,将其换算为温升分布,进行集中渗漏监测的数值仿真.结果表明:该方法能进行渗漏通道的准确定位,监测系统离心墙下游面越近,监测效果越好,集中渗漏强度越大,温升异常越明显.
  • 摘要:基于传递系数法的概念,在建立地震作用下岩质边坡倾倒破坏地质力学模型的基础上,提出考虑地震作用边坡倾倒破坏的解析分析方法,并进一步分析地震作用对边坡倾倒稳定性的影响.该方法采用边坡几何力学参数以及潜在倾倒岩块编号来表征边坡倾倒稳定性分析中变量,从而使每个倾倒岩块的计算变量具有统一的表达式,因此很容易采用Microsoft Excel进行程序化分析.分析结果表明,地震作用下边坡的破坏模式取决于地震影响系数与其临界值的关系,地震影响系数临界值的大小取决于地震力方向以及缓倾结构面的倾角和内摩擦角,当地震影响系数小于该临界值时,按倾倒破坏分析边坡稳定性,否则边坡发生滑动破坏;边坡倾倒稳定性受地震力作用方向和地震影响系数的影响,地震作用方向对边坡倾倒稳定性影响较小,而边坡倾倒稳定性随地震影响系数的增加而显著降低.
  • 客服微信

  • 服务号