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第十届全国岩石力学与工程学术大会

第十届全国岩石力学与工程学术大会

  • 召开年:2008
  • 召开地:山东威海
  • 出版时间: 2008-07-28

主办单位:中国岩石力学与工程学会

会议文集:第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集

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  • 摘要:路堤荷载下影响CFG桩复合地基沉降的因素较多,本文结合淮盐高速公路高填土桥头段CFG桩复合地基软基加固工程,利用有限差分计算程序建立模型.首先通过现场试验实测沉降值验证了数值模拟结果的可靠性,然后计算了桩长、桩间距、垫层模量和厚度等因素对复合地基沉降的影响,探讨了利用这些因素控制地基沉降的方法.
  • 摘要:对4种岩石(花岗岩、细砂岩、中砂岩和石灰岩)试样在自然和水饱和状态下进行了物理量的量测以及超声纵横波波速的检测,并对各种岩石在上述状态下的密度、含水率、纵横波波速以及波速比等参量进行了分析比较,初步探讨了水作用下各类岩石的超声特性及其变化规律.
  • 摘要:岩石的蠕变是目前工程地质学界的研究热点和难点问题之一.文章讨论的主要内容包括:①蠕变特性、蠕变的理论模型;②蠕变现象中的非线性与损伤问题及非线性模型的建立;③蠕变的经验模型;④蠕变模型的辨识.此外还探讨了蠕变现象的进一步研究方向.
  • 摘要:本文结合砂砾地层中旋挖成孔灌注桩施工的工程实践,通过与常规循环工艺相比较,分析了旋挖钻机在砂砾特殊地层中施工的各种优势,并针对本工程施工过程中遇到的难题提出了解决方案,在施工中取得了良好效果,对同类工程具有一定借鉴意义,有利于旋挖钻机的推广应用.
  • 摘要:海底隧道工程施工的最大难点是如何正确选择设计施工方案,以避免在隧道掘进过程中出现涌水、突泥和坍塌等灾难性事故.本文基于厦门海底隧道翔安端施工下行穿越浅滩富水砾砂层的工程案例,对穿越方案的设计思路和决策过程进行了介绍,并对工程实施过程及效果进行了详细讨论、分析和评价.方案的设计思路和实施经验为此类工程难题的解决积累了宝贵经验.
  • 摘要:经过对大量隧道工程的统计分析,发现多数工程项目都超过了工程的原有预算成本.其主要原因是工程预算中对于风险等不确定因素的估计不足.本文引入了基于风险的隧道工程成本预测方法.该方法把隧道工程的总成本分为工程基本成本和由于风险因素产生的风险成本进行考虑,对隧道工程的成本进行预测.通过概率的形式表示隧道工程最终成本的可能范围.成本最终范围取决于隧道建设过程中所涉及的所有确定以及不确定因素.通过Mento-Carlo方法进行模拟,最终算出隧道工程的实际可能成本范围及其概率.最后以某一浅埋公路隧道工程为例,对其可能的成本范围进行了预测.
  • 摘要:中国存在大鼍的废弃矿坑,这些矿坑一方面存在很大的环境隐患,另一方对也存在着重要的军用价值.如果能够对现有的废弃矿坑进行改造,充分发挥其各种军事作用,则不但可解决废弃矿坑带来的环境问题,还可增强我国的军事实力,同时取得很好的社会效益、军事效益和经济效益.
  • 摘要:针对深部开采与受强烈动压影响的两类高应力巷道的特点,在分析目前支护理论与技术存在问题的基础上,提出高预应力、强力支护理论,强调保持围岩完整性的重要性,以及锚杆预应力及其扩散对支护效果的决定性作用,并提出高应力巷道支护设计准则.开发研制了强力锚杆与锚索支护材料,主要包括强力锚杆杆体和附件,强力钢带,以及强力锚索.大幅度提高了锚杆与锚索支护材料的强度及预应力水平,真正实现了高强度与高刚度.将高预应力、强力锚杆支护系统成功应用于新汶矿区千米深井巷道,及潞安矿区受强力采动影响的与回采工作面对穿巷道,围岩变形与顶板离层得到有效控制,巷道支护状况发生了本质性变化.实践表明:高预应力、强力锚杆支护系统为高应力巷道提供了有效支护手段.
  • 摘要:云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿是我国一个千米深井矿山,该深井硬岩矿山开采的基本问题要素是高地应力、富水、破碎围岩,在高地应力环境下的采矿活动往往会诱发微震产生,甚至导致隔水层破坏而产生矿井大量涌水.对于深井矿山的微震问题,采用微震监测和声发射监测是目前国外广泛应用于深井金属矿山安全监测的基本技术手段.针对会泽矿深部矿体复杂的贮存条件,分析了该矿岩爆分布特征,确定了微震监测系统的监测范围;综合分析了微震监测系统特点、方案优化结果、工程可行条件,确定了最佳微震监测系统传感器空间阵列配置方案;基于微震监测系统,进行了人工震源事件微震监测系统定位精度分析.分析结果显示:该微震监测系统布置优化网络能够满足矿山监测要求,可以有效地保证监测数据的可靠性.
  • 摘要:立井井壁是一种厚壁圆筒,厚壁圆筒的应力状态取决于外荷载和组成物体的材料特性.假设泊松比为常数并且圆筒内的应力状态满足预定条件(本文假定σθ为某一常数),作者对梯度功能材料的弹模沿径向方向的特性进行了反演研究.对于立井井壁外壁作用有均布压力的情形,相应的反演结果表明:弹模沿径向方向的变化曲线只有为特定的增函数时,厚壁圆筒的应力分布才可以满足事先给定的应力要求.与经典的均质材料相比,反演所得的梯度功能材料可以使筒壁内的应力分布更均匀(即减小了应力集中),从而可大大提高厚壁圆筒的弹性极限承载力.对于梯度功能材料来说,壁厚的增加可以显著提高相应的弹性极限承载力,而经典均质材料的相应效果却不显著.
  • 摘要:爆破会对海底隧道覆盖岩体造成损伤和破坏,严重情况会引起隧道塌方和突水等事故.根据岩体爆破振动波动方法导出质点峰值振动速度的衰减公式.采用质点峰值振动速度作为岩体损伤的判据,计算了青岛胶州湾隧道海域部分Ⅵ级围岩在爆破振动作用下,掏槽眼和周边眼爆破对覆盖岩体的损伤范围.分析可知钻爆法修建的海底隧道,采用不耦合装药光面爆破技术,可以有效减少爆破对覆盖岩体的损伤.掏槽眼爆破损伤范围较大,为1.227m,但掏槽眼远离开挖轮廓面,爆破损伤范围仅限于隧道开挖轮廓面内的岩体.周边眼采用不耦合间隔装药,爆破损伤范围较小,仅为0.175~0.278m.
  • 摘要:隧道施工中对地层的扰动,引起地层变形和使原生垂直节理张开,致使浅埋黄土隧道普遍存在地表施工裂缝.本文在对郑(州)-西(安)铁路客运专线黄土隧道地表裂缝调查的基础上,通过有限元和3DEC三维离散元计算模拟分析,研究不同覆土埋深、不同隧道施工方法时黄土隧道施工地表裂缝发生与发展规律,为黄土隧道施工决策和地表裂缝处理提供技术依据.
  • 摘要:冻结法是利用人工压缩制冷技术,使地层中的水结冰,将天然土层变成冻土作为围护止水的新技术.根据冻结法的基本原理,在大型锚碇深基坑结构中采用冻结围护是一种新的基坑围护形式,含水土层冻结后的人工冻土壁具有良好的封水性能、墙体刚度和强度较原土层有很大的提高且质量易于控制,本文通过冻结围护结构的三维数值模拟分析,提出冻结围护基坑的工作性状,介绍了以润扬长江公路大桥南锚碇基础冻结帷幕施工实例为原型,探讨冻结围护结构的性状特征等,证明了冻结技术的可靠性和优越性及其在大型桥梁施工中的广阔应用前景.
  • 摘要:在对国内大型锚固工程锚索防腐和运行情况进行调研的基础上,统计分析可得如下结论:①我国最早应用预应力锚固技术的是梅山水电站大坝加固工程,至今已有30多年,未发现因锚杆(索)腐蚀而产生失效的迹象;②对国内运行10年以上锚固工程资料统计显示,绝大多数锚索均采用全长粘结结构,即内锚段和张拉段均采用水泥浆防护;③水泥浆体对钢材有良好的防腐作用,锚杆(索)张拉后对岩体及混凝土的预应力作用就形成,之后进行的张拉段灌浆可起到较好防护作用;④内锚段一般锚至稳定岩体以下一定深度,即使张拉过程中内锚段浆体开裂,防腐难以保证,但张拉段浆体粘结可以发挥作用,锚索自然能发挥作用;⑤全长粘结锚杆(索)即使锚具失效,锚固体不会立即产生破坏,对锚头防护要求低,比较适合我国的施工水平;⑥大型锚固工程均采用群锚方式,少量锚杆(索)或钢绞线失效,不会引起整体破坏;也就是说,因锚杆(索)腐蚀引起锚固结构整体破坏的几率很小.
  • 摘要:本文对地下洞室群施工期安全决策支持系统研发技术作了简要介绍.阐述了该系统研发的理论依据和设计思想,系统的整体结构设计,研发的技术关键和技术路线.探讨了决策支持系统建没中计算机仿真决策环境,决策过程结构化,人工智能技术的应用,原型主系统和各类专业软件的集成挂接等关键性技术问题.本文还探讨了以安全决策支持系统建设作为切入点和突破口,开展岩土工程施工期决策支持系统和数字化软件系统建设的必要性和可行性问题.
  • 摘要:随着社会各方面的用地竞争日益激烈,城市建设用地适宜性评价越来越被重视.本文将可拓学方法应用于城市建设用地工程地质条件分区评价,详细论述了可拓学评价的基本理论与操作程序,总结了影响该分区评价的八大因素:地基土的承载力、地形坡度、地质灾害分区、地面塌陷等级、软土厚度、黄土湿陷等级、液化土等级、地下水位埋深.在此基础上,建立了工程地质条件分区评价的可拓学分级标准,并进行了相应的量化赋值.经过计算机程序化在济南市进行了实践应用,取得了良好的效果,证明可拓方法应用于该领域是切实可行的.
  • 摘要:在对软黏土变形特性进行分析的基础上,结合湖南竹城高速公路工程进行了较多的室内三轴流变试验,研究了湖南竹城高速公路工程软黏土的工程特性,讨论了实验中需特别注意的加载方法、试验数据读取等问题,并且通过试验确定了软黏土本构模型的参数.对影响路基稳定的沉降进行了分析,并对实测的资料进行分析比较,从而阐明了软黏土地基进行变形分析时考虑土体流变性的必要性.
  • 摘要:文章将锚固构件(锚杆、锚索)和巷道顶板裂隙体岩层所构成的力学系统,简化为三铰拱锚固结构力学模型;根据岩层剪胀原理,分析研究了锚固岩层的稳定性与岩层物理力学性质指标、岩层的剪胀特性、岩层锚固强度、锚固构件的锚固力、锚固岩层厚度、巷道跨度等相关因素之间的关系;构建了巷道顶板岩层剪胀锚同理论模型;建立了相应的数学力学关系方程和岩层锚固强度计算方法;为巷道顶板岩层锚同的工程设计提出新的锚固理论和技术支持.该理论计算分析方法已在一些工程设计中得到应用.
  • 摘要:本文介绍了小湾水电站坝基从坝肩开挖前的超前变形、开挖后的卸荷回弹变形、大坝混凝土浇筑后的压缩变形的全过程监测成果.主要通过坝肩位置的多点位移计和滑动测微计在坝肩开挖过程的数据变化,及坝基位置滑动测微计在坝基开挖过程、混凝土回填浇筑过程中的数据变化来分析卸荷裂隙分布情况和张开的位移量,而且定量地分析了坝基卸荷岩体变形发展规律.该监测项目的成功实施和资料的正确分析为评价坝基岩体质量和调整坝基岩体力学设计参数、验证小湾拱坝坝基的开挖设计和指导施工提供了科学依据,对类似工程也很有参考价值.
  • 摘要:试验按照不同的水泥掺入量、含水率、压实度以及养护时间制取击实土样,标准养护7天后,分别测定其不饱水和饱水1天后的单轴极限抗压强度,并计算其水稳系数.依据最小二乘法原理、借助于线性化手段拟合水稳系数与其影响因素的定量关系,利用回归显著性检验证明其合理性.结果表明:软岩或水泥改良软岩与水相互作用后,其水稳系数与水泥掺入量、龄期服从双曲线变化规律,与压实度服从幂函数变化规律,与含水率服从三次多项式的变化规律.该理论研究成果与工程实践结果相吻合,亦可为类似工程的设计、施工和长期稳定性分析等提供理论依据.
  • 摘要:自钻式旁压仪因其扰动小、不受深度及地下水影响等优点,在确定地基土性参数和地基承载力上有广阔的应用前景.工程中常用Gibson法或等容剪切理论推求饱和黏土的不排水剪切强度,然而利用这些方法得到的结果常高于其他原位试验或室内试验结果,造成这种差异的主要原因之一是理论解释方法忽略了旁压仪探头二维几何特征的影响.因此,本文针对不同应力历史的饱和黏土,利用有限元法基于修正剑桥模型分析了自钻式旁压仪长径比对不排水剪切强度的影响,给出了不同应力历史下旁压仪几何尺寸对不排水剪切强度影响的修正系数,并与Cao等的不排水剪切强度解析解进行比较,建议不同超固结比情况下测定不排水剪切强度的应变区间.
  • 摘要:花岗岩边坡岩体多为块状结构,边坡稳定性一般较好.但当块状结构边坡岩体内发育有断层和裂隙时,块状花岗岩体常被切割成似层状结构.这类结构的岩体具有强烈的方向性,结构面的性状和方向控制着边坡岩体的变形和破坏.特别是倾坡外的结构面,控制着边坡的稳定性.本文首先对层状倾坡外结构边坡的变形破坏模式、变形破坏机理进行系统的分析总结.然后以澜沧江某电站左岸导流洞进口边坡为例,通过大量的现场工程地质条件调查,对边坡的岩体结构类型、结构面与坡面组合特征及边坡变形破坏模式进行细致研究.最后通过极限平衡法和FIAC数值模拟法,对工程边坡的稳定性进行深入探讨,以期对此类边坡的变形破坏模式和机理有一规律性认识.
  • 摘要:由土钉墙与止水帷幕、微型桩、预应力锚杆的三者中的任意一个、两个或全部组成的复合土钉墙结构越来越广泛的应用于深基坑工程中.对于复合土钉墙整体稳定性研究虽然均取得了一些进展,但尚缺少考虑组成复合土钉墙基本结构对整体稳定性定量影响的计算方法.工程实践迫切需要一般复合土钉墙整体稳定性计算公式.从已有研究成果出发,对圆弧滑裂面破坏模式的一般复合土钉墙整体稳定性计算公式作了补充完善;同时利用有关文献介绍的方法,以其为基础,增加预应力锚杆、微型桩基本结构,推导了楔形破坏模式的一般复合土钉墙整体稳定性分析公式.
  • 摘要:以连续配筋混凝土路面为研究对象,将路面视为置于黏弹性Winkler地基上的正交各向异性薄板,假设板在荷载运动方向上为无限长,车辆轮载被简化成包含自振频率的矩形均布移动荷载.首先应用三角级数及Fourier变换方法得到了单轮荷载作用下路面竖向位移的表达式,在Fourier变换域内利用叠加原理分别得到了前后双轮荷载和平行双轮荷载作用下路面竖向位移的解析解答,并在此基础上推导出了连续配筋混凝土路面上受四轮重载车辆作用时轮载附近位移的稳态响应表达式,同时利用数值积分方法得到了数值结果.利用计算结果较为全面地分析了荷载间距、相位差、地基阻尼以及配筋率对路面竖向位移响应的影响.
  • 摘要:气体的吸附和解吸作用将引起煤体的膨胀和收缩,研究含瓦斯煤的力学性质和变形特性必须考虑吸附作用对煤体的附加影响.在混合物的理论框架内研究含瓦斯煤的本构关系有利于反映吸附气体和自由气体组分之间的动态平衡和相互转化.体积分数是混合物理论中的一个重要环节,吸附瓦斯体积分数的确定尤为复杂.本文从研究吸附作用引起的膨胀变形着手,假定煤体为各向同性弹性体,且弹性能与表面能的变化相等,得到了吸附相体积分数.根据Levine的吸附试验数据,本文同时研究了孔隙压力和气体吸附性对吸附相体积分数的影响.
  • 摘要:随着经济建设的发展,地下空间开发不断走向深部.目前,世界各国已建成近200条长10km以上的长大隧道,"多、长、大、深"将是21世纪我国隧道工程发展的总趋势.岩爆是长大隧道施工中发生频率较高的突发性地质灾害,岩爆预测预报主要通过对岩体地质力学状态的分析,预测较大区域未来一段时问内发生岩爆的可能性,以指导地下工程设计与施工.本文在系统分析了影响岩爆发生的相关因素的基础上,综合国内外深埋长大隧道工程岩爆判别指标,采用可拓综合评判方法,有针对性地选取了σθ/σc、σc/σt、Wet和Is四类不同的判定准则,应用物元概念及改进的关联函数,建立了岩爆预测的物元模型,对岩爆的发生与否及其烈度进行预测.结合国内外一些典型深埋长大隧道工程实例进行分析计算,通过实际预测分析对比表明,该模型评价结果可靠,精度较高,具有较好的适用性,表明该模型在岩爆预测中有着良好的应用前景.
  • 摘要:结合饱和-非饱和渗流有限元法和Bishop法分析降雨对土质高边坡稳定的影响.对降雨边界处理方法加以改进,使其适用于土质高边坡渗流场的计算;对于渗流参数ky和m2w,利用MATLAB中的pchip函数对已知的离散点进行分段三次Hermite插值,更好地消除了数值弥散现象.通过砂箱模型验证边界条件和入渗参数的改进方法是可行的;将Fredlund抗剪强度公式引入Bishop法土坡稳定分析中,分析结果表明:雨水入渗引起土体基质吸力不断丧失,引起安全系数的不断下降;雨水入渗影响深度越深,土坡内基质吸力丧失的范围越大,安全系数下降越快.
  • 摘要:宏观岩体力学参数的获取是岩石力学界的一大难题.采用渗流场一应力场耦合的观点,推导了用导水系数随深度变化规律求结构面法向刚度的公式,并用于求取黄河小浪底水库左岸岩体中T41地层的结构面法向刚度.在此基础上,综合岩块变形模量和结构面法向刚度,估算了层状岩体(以T41地层为例)垂直于层面方向的宏观变形模量.与现场实测结果对比表明,本方法求得的岩体宏观变形模量是可靠的.
  • 摘要:集对分析法是一种处理不确定性问题的系统分析方法,在工程领域中的应用已越来越广泛.鉴于地下矿山采场顶板稳定性评价系统的复杂性,以集对理论为基础,对采场顶板稳定性评价指标和各评价因素的关联度进行了同、异、反分析,建立了集对分析评价模型.运用该模型对实际采场顶板稳定性进行了评价,结果表明,集对分析方法不仅计算简便,而且具有在评价过程中对信息的利用率较高、评价体系客观合理以及评价结果置信度高等优点.证明了集对分析方法对地下矿山采场顶板稳定性的评价是可行而有效的.
  • 摘要:气动贯通式潜孔锤钻进技术是专门针对硬岩钻进的一种新型技术,为完善该技术,作者运用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的科学研究手段,对影响反循环形成的钻头新增引射孔各参数、底喷孔各参数以及其他相关参数进行优化设计,得到一系列适合不同规格钻头的相关参数值及其回归方程.运用Visual Basic语言,将研究结论与专家的经验总结汇合,编写了钻头参数优选系统软件.研究结论应用于生产试验中取得令人满意的结论,岩矿芯采取率达到98%以上,反循环形成顺利,岩矿芯完整度好.参数优选系统的建立为该项硬岩钻进技术的完善提供了参考性依据.
  • 摘要:随着计算机技术和优化理论的发展,数值极限分析方法获得长足进步.有限元离散技术和极限定理的结合可以将稳定性(下限)问题归结为以稳定系数为目标函数,平衡方程及屈服条件为约束条件的非线性规划问题.利用屈服条件(Mohr-Coulomb、Drueker-Prager等)的几何特性,采用二阶锥(形)规划方法可以避免对屈服条件的线性化近似,提高了计算效率和精度.基于原-对偶预示-校正内点法,利用上、下限定理的对偶性,可以获得准确的下限解,使得极限定理的界定作用得以体现.本文探讨了等效Mohr-Coulomb屈服准则替代Hoek-Brown屈服准则的数值计算理论框架以及加筋材料的在数值模型中的构造方式.最后列举2D和3D情况下的几个土质和岩质边坡稳定性问题,以期证明本文算法的有效性和准确性.
  • 摘要:胀缩性红黏土是一张区域性特殊土,具有较强的失水收缩开裂的能力,并在开裂过程中对建筑的基础产生作用力,对建筑产生较大危害.本文应用非饱和土理论,考虑了吸力和土的抗拉强度,导出了两种情况下地裂对基础作用力的计算公式,可应用于胀缩性红黏土地基上建筑物安全验算.
  • 摘要:牙轮钻头是石油钻井中钻进中深部地层的主要破岩工具,其破岩效率是评价钻头性能和改进钻头设计的重要依据.本文根据牙轮钻头不同的牙齿类型、结构参数、钻井条件和岩石性质,建立了钻头齿圈破岩过程的破碎准则和仿真分析模型,模拟了钻头牙齿的运动、受力和破岩状况,获得了较真实的破碎坑,并且针对重二砂岩在复合运动破岩试验机上开展了钻头齿圈复合破岩试验,对仿真结果进行了分析和验证,获得了较满意的仿真结果.这为科学地分析和评价钻头的破岩效率提供了一套新方法,提高了钻头设计的科学性和可靠性.
  • 摘要:将采场顶板简化为岩梁模型,岩梁的最大拉应力及其极限跨距是采矿工程涉及到的两个重要参数.分别基于材料力学方法和弹性力学差分法计算了不同跨厚比矩形简支岩梁在受相同均布载荷时的最大拉应力及不同厚度岩梁在最大抗拉强度与均布载荷比值一定时的极限跨距,分析了材料力学解相对于弹性力学差分解的误差.结果表明,在将岩梁视为弹性体条件下,当岩梁厚跨比小于2时,基于材料力学计算的最大拉应力相对于差分解的绝对误差大于9.64%,材料力学计算式不再适用;当最大抗拉强度与均布载荷比值小于2.58时,基于材料力学计算的极限跨距相对于差分解的绝对误差大于11.13%,材料力学计算式不再适用.
  • 摘要:本文选取西康某高速公路隧道围岩—石灰岩为研究对象,首先通过常规的单轴及三轴压缩实验,获取石灰岩的常规力学参数,继而进行室内三轴蠕变实验,分析石灰岩在不同轴压条件下的蠕变变形特性,得到了以下结论:①石灰岩存在一个门槛值,当主应力差小于此值时,初始蠕变阶段持续时间随着主应力差的增加大幅度减小;当主应力差大于此值时,初始蠕变阶段持续时间基本保持为一个恒定的较小值.②石灰岩蠕变第Ⅱ阶段蠕变速率随着主应力差的增加基本呈现线性增加的关系,主应力差值越大,第Ⅱ阶段蠕变速率越大.最后,基于流变理论,研究了石灰岩第Ⅱ蠕变阶段的蠕变速率解析关系,并与实验结果进行了对比分析.
  • 摘要:在有限元和计算几何的一些算法中,经常需要判断任意已知坐标点同某个单元或多面体之间的位置关系.倘若算法不优,对于需要大量判断的问题计算量将显著增加,从而降低问题求解速度.此外,因多面体或单元形状的多变性,判断算法在原理和实现上也应具有一般性才能适应各种情形.而通常使用的体积判别法,即计算该点同多面体各表面形成的小多面体的体积之和与该多面体的体积对比来判断该点同多面体的位置关系.该方法虽然在总体思想上具有一般性,但是其核心是多面体体积的计算,由于空间体积计算编程繁琐,并且计算量大,这就给这种判断算法带来了缺点.本文基于空间向量的性质,提出了一种新的判断思想和算法,该算法克服了体积判别法的缺点,在算法思想和实现上都有良好的通用性,具有计算速度快和易于编程实现的优点.
  • 摘要:吸附气体能够引起煤岩膨胀,煤层气注气开采和CO2煤层储存等工程中需要研究膨胀现象对煤岩体力学稳定性的影响.描述膨胀现象的本构模型,例如湿度应力场理论,需要确定煤岩吸附气体时的膨胀系数.目前对该值的研究较少,且试验测定较麻烦.从煤岩各种性质参数是相互联系的思想出发,给出了基于湿度应力场理论的膨胀系数的一个估算方法.通过该方法,可以用煤岩的其他性质参数将吸附膨胀系数表示出来,并给出了膨胀系数的具体的表达式.公式表明,吸附膨胀系数是等温吸附常数的函数.计算表明,本方法估算煤岩吸附膨胀系数是合理的,可以作为煤岩吸附膨胀系数的估计和试验的参考以及用于吸附膨胀力的定性分析.
  • 摘要:为了研究在水溶建腔过程中夹层的稳定性,先根据小挠度的薄板弯曲模型,建立盐岩地层中夹层的力学模型并给出夹层内部应力解析解,从而为强度校核提供理论依据.然后利用FLAC3D对某一工程实例进行数值模拟,分析夹层的稳定性.研究结果表明,盐岩储气库应选择在夹层数量尽量少而薄的地层条件下建造,这样有利于腔体建造过程的连续进行,并能够有效降低溶腔周期.
  • 摘要:岩石在变形破坏的过程中始终和外界进行能量的交换.选用工程中比较常见的花岗岩、玄武岩、大理岩、板岩、砂岩和灰岩六种岩石,进行了加卸载试验和全过程试验,并进行了相应的能量计算.经研究发现,不同种类岩石的荷载位移曲线和应力应变曲线差异很大,但强度和破坏形态之间没有明显的相关性.不同岩石破坏时需要的能量不同,硬岩破坏时荷载大,变形小,存储的弹性能多,而耗散能相对较小,破坏后裂纹少,断口比较平直.软岩破坏时所需荷载小,变形大,弹性能和耗散能基本相等,破坏后裂纹较多.岩石峰值前存储的弹性能在峰值后释放,提供部分破坏动力,造成岩石的破坏.通过研究,作者认为岩石的变形破坏与能量之间有密切关系,并且能量的观点可以更好地描述岩石的变形破坏行为.
  • 摘要:预制拼装式电力工作井相对于传统的现浇工作井具有施工速度快、整体性好、抗震性好、防渗性好等优点.本文设计并实施了预制拼装式电力工作井的动力试验.试验采用直接在混凝土路面上施加汽车动荷载的方法,分析了结构在汽车启动和汽车制动两种最不利工况下的受力变形情况,试验得到的数据与规范值进行了比较.试验包括仪器布设、实施步骤、结果分析等内容,得到了具有价值的结论,对工程实践有参考和指导作用.
  • 摘要:城市地下空间信息表达是实现城市地下空间信息共享的关键环节.本文在XML基础上引入了Geotech-XML,并对Geotech-XML的文档结构、文档类型定义和可扩展样式语言等技术作了深入的探讨;提出了信息交换模式,给出了城市地下空间信息框架结构的DTD文档;作为城市地下空间信息表达的简单示例,本文以南京地铁二号线一期工程上海路站基坑工程相关信息为例,通过编写的XSL转换文档,将地质勘察信息和地下建(构)筑物信息以HTML的形式清晰地展示出来;最后分析了城市地下空间信息标准化表达的必要性和必然趋势.
  • 摘要:提出了采用RQD值及岩样的物理力学性质试验评定桩基持力层,同时结合现场压板载荷试验结果的综合方法确定桩端持力层及承载力的方法,解决了大直径桩基设计的难题.
  • 摘要:在边坡岩体中没有控制性构造及岩层面胶结良好的条件下,采用传统的极限平衡方法进行边坡稳定性分析存在较大的局限性.本文采用数值分析中的强度折减法,得出了白云石矿山边坡的边坡安全系数,为矿山的边坡安全及生产提供了依据.
  • 摘要:本文采用简易混合法和大型离心机模型试验两种方法研究了桩长L=50m、80m、120m(桩径均为D=3.4m)三种桩长方案嵌岩群桩的承载特性,重点研究了超长嵌岩群桩的荷载-沉降关系曲线,桩顶荷载分布规律,桩身轴力沿桩长分布规律、桩侧摩阻力分布规律及桩端阻力分布规律等.
  • 摘要:本文结合具体工程实例-白洋冲一号连拱隧道,阐述了连拱隧道断面形状及衬砌的优化过程.经数值计算,结构在拱脚处易产生较大的应力集中,因此先优化隧道的断面形状,以隧道断面尺寸为设计变量,以拱脚应力为目标标函数,以不增大开挖面积和满足建筑界限要求为约束条件,利用复形法的优化原理并用C++语言进行编程实现优化,经优化,拱脚处受力明显改善.在改善结构受力的基础上进一步优化衬砌厚度和配筋以节省工程造价.
  • 摘要:针对地下厂房洞室群在开挖过程中的诸多问题,本文结合笔者所完成的三大水电工程的物理模型试验实例,阐述了地下洞室围岩稳定性的分析方法.采用地质力学模型试验,对洞室群的开挖顺序、围岩支护和软岩处理效果、围岩的破坏形态和安全度等几个方面的重点问题进行较为准确的模拟与实验,就工程中的经验和问题进行初步的探讨.
  • 摘要:扰动状态理论利用本构模型描述材料响应,材料的真实响应是两种参考响应的加权平均值.扰动状态理论的本质是对常规本构模型的灵活应用.利用各向同性的分级单屈服面模型(HISS)得到材料的参考状态响应,通过叠加一个各向异性的扰动因子对参考状态响应进行修正,得到材料的真实响应.扰动因子是一个向量,其方向与材料单元体应力主方向相同.在选取合适的模型得到参考状态响应之后,只要调整扰动因子的参数取值,就可以得到应力应变的各种发展变化情况.现有应用软件难以直接作为扰动状态理论的计算工具.在MATLAB平台下编译了含有MATLAB命令的FORTRAN源程序.对于非关联流动准则引入的刚度矩阵不对称问题,程序可以直接求解.轴对称岩石常规三轴受压算例表明扰动状态理论用于解决应力各向异性响应问题的有效性.
  • 摘要:根据岩体外塌陷角理论公式预测采煤工作面顶板压力显现值、采动压力传播范围和传播压力大小,可以取得与仪表测量一致的结果.以往通常采用的拱理论、梁理论、板理论计算方法,存在明显缺点.本文用解题的方法分析两种理论方法的差异.
  • 摘要:地下巷道开掘诱发应力重新分布而导致的巷道变形趋于稳定后,围岩的流变速率及流变引起的围岩变形量,不仅和围岩的应力水平有关,而且和围岩本身的物理力学性质以及巷道所受到的人为扰动因素也密切相关.当巷道围岩为软岩时,由于围岩变形具有明显的流变特征,巷道变形长期难以趋于稳定,导致巷道由于变形量过大而不得不一次次地重复翻修.实践证明,注浆加固是改变软岩性质、特别是软岩流变性质的最有效手段之一.通过对注浆前、后软岩巷道实际变形的长期观测和统计分析,得到软岩巷道注浆加固前、后的长期变形规律.通过对两种不同支护情况下变形规律的相互对比,得出了巷道围岩变形规律与巷道稳定性之间的相互关系.
  • 摘要:地基持力层的选择对建筑物基础工程的稳定、建设成本及设计施工方法起着关键作用.然而,持力层的合理选择要考虑诸多具有随机性、模糊性、可变性等特点的因素,使其成为工程界经常面临的一个课题和难题.本文基于物元分析理论和信息熵理论,探讨了地基持力层的熵物元优选模型,建立了充分挖掘评价指标固有信息和考虑专家经验的综合权值确定方法,以实现充分挖掘待选方案的固有信息和决策者的经验信息.实例应用表明基于该模型来优选地基持力层是可行的,且具有优选过程简便,取得较好的效果.
  • 摘要:地下水水位变化是影响边坡稳定性的重要因素,因此,如何正确、合理地分析地下水的作用对边坡稳定性评价显得至关重要.地下水水位变化改变了土坡中土体的有效应力分布,影响土体的抗剪强度,使边坡稳定性受到影响.当土坡稳定系数降低到一定程度时将导致边坡失稳滑动,所以有必要对地下水位变化对土坡稳定的影响进行分析研究.地下水对边坡稳定的影响主要与地下水渗流有关,其影响因素主要为水力梯度、坡体的渗透系数等.以深圳市科城实验学校边坡为例,基于边坡有限元程序,本文建立了考虑地下水作用的地质模型,分析了水力梯度变化对边坡的变形的影响规律;基于强度折减理论,得出不同水位时边坡的稳定系数,分析了水力梯度变化对边坡稳定性的影响规律.分析结果表明:随着地下水的不断升高,土质边坡的稳定性不断减小,边坡表层的竖向位移和水平位移不断增加.
  • 摘要:冻土边坡的稳定性问题是寒区工程建设的重要课题.本文从冻土边坡的实际工作机理出发,采用基于概率统计思想的可靠度理论,充分考虑由于各种计算参数的随机变异性和计算模型不确定性对冻土边坡稳定性的影响,把冻土边坡稳定问题作为一个随机过程看待,进行冻土边坡稳定可靠度研究.首先运用有限元分析法确定出冻结和融化过程中的冻土边坡的最大融深和冻深,在此基础上采用可靠度分析的蒙特卡罗法,把冻土的黏聚力c、内摩擦角妒作为随机变量,应用FORTRAN语言编制了冻土边坡在冻结和融化过程的失效概率和可靠度的计算程序,对冻土边坡在冻结和融化循环过程中的可靠度评价进行了初步研究.结果表明:冻融环境下冻土边坡在融化过程的可靠性由最大融深处的可靠性决定,临界滑动面是边坡的最大融深面;而冻土边坡在冻结过程的可靠性由受温度影响的最大冻结深度的可靠度决定.通过工程算例对所提出方法进行了验证,本文所编制的FORTRAN计算程序可对冻土边坡在冻结和融化循环过程中的临界可靠性指标进行正确有效的计算.
  • 摘要:带预应力岩锚的隧道式复合锚碇作为悬索桥锚固系统的一种新的结构型式,充分利用和调动了岩土体介质强大自承性,拓宽了隧道式锚碇的应用范围和工程条件,提高了悬索桥的竞争力,具有较广阔的工程应用前景.其结构受力合理,安全可靠,造价低,保护生态环境,实现可持续发展,经济效益巨大.在节理裂隙发育或破碎岩层的工程边界进行悬索桥隧道式复合锚碇工程的设计和施工,国内外的研究基本处于空白.论证了该结构形式的拓扑效应、工况复杂性和泊松效应、尺寸效应、锚固形式适应性及刚度匹配、结构和岩土体相互作用、优化设计中的岩体力学参数取值、安全判据、可靠性评价及健康监测等主要岩石力学问题.探讨了利用数值模拟结果反分析,以试验结果和工程类比方法为基础,采用极限分析理论的解决途径和研究方法.
  • 摘要:本文主要论述和介绍了一种广泛应用于煤矿、隧洞等地下工程中快速有效处理和控制用的新型化学灌浆围岩固结、空穴充填及堵水用材料及其配套应用技术,与传统的化学灌浆工艺技术和材料相比,该材料性能特点和工艺技术更具有更加科学性、规范性和稳定性,解决地下工程中的关键问题针对性强.尤其是硅酸盐改性聚氨酯类材料是目前国内所没有的技术,其性能具有一定的独特性.介绍了在国内大型煤矿、隧洞中的典型工程中的广泛应用情况.
  • 摘要:崇明越江隧道工程是长江隧桥工程的重要组成部分,是目前世界上直径最大、一次性掘进距离最长的公路隧道工程.由于存在不良地质条件,周围环境复杂以及长江高水头作用,使得该隧道工程存在很大的风险性.为了控制施工过程中的风险,保证隧道施工安全顺利进行,开发研究了一套远程监控及预警系统;该系统可以对工程现场的数据进行自动采集、传输和及时处理,进行施工全过程的预测分析和动态反馈,对隧道施工的安全状态进行评估,并在施工过程中提出相应的控制对策,以达到监控和指导施工之目的.
  • 摘要:一般岩石力学理论依据岩石试验的最终结果推算岩体应力的变化.本文认为岩石试验结果是岩石试验和岩体运动的一个连接点,运动岩体基本力学参数还会继续发生变化.通过对一组真实岩石试验参数的模拟演变,可以看到,从岩石试验到岩体运动终了是一个岩石力学基本参数连续变化的过程.
  • 摘要:通过对深圳龙华茜坑水厂深厚填土地基的第二次轴阀管注浆处理,弥补了第一次地基处理设计的失误,避免了工程事故的进一步发展.监测数据显示,第二次地墓处理基本消除了第一次处理层下卧松散深厚填十的自重固结和工后沉降,达到了地基加固的目的.工程实例说明,在坡谷地上填筑的地基,地基处理深度应穿透填土层;深厚填土地基处理后,浅层原位载荷试验只能反映浅部的地基承载力,不能作为评价地基处理效果的唯一标准.
  • 摘要:本文主要目的为利用传统隧道开挖断面量测技术结合微软视窗程序语言,研究发展一套视窗程序并应用到实际隧道断面量测数据的处理,不仅体现实际开挖情况的可视性,而且可判定是否有超挖或净空断面不足现象,并作为开炸布孔之参考及修挖或计价的依据.研究内容包含隧道断面量测技术与测量原理探讨、微软Visual Basic视窗程序语言之撰写与测试,以及隧道开挖断面量测资料处理与结果绘图比对等.研究成果包含提出隧道断面量测之修正后方交会法、建制可视化隧道开挖之工程基本数据系统、断面量测数据处理系统、断面绘图系统与程序操作说明系统等.
  • 摘要:本文提出塑性时间的定义,K.C.Valanis的内蕴时间是其特例.研究了积分型塑性时间内时模型"现时近似式"的基本性质,证明了"现时近似式"存在屈服面和塑性位势的必要条件.分析表明:当"现时近似式"存在屈服面和塑性位势时,脉冲函数为核函数的塑性时间内时理论退化为经典的塑性增量理论.同时,任何一个经典塑性增量模型都可以推广为塑性时间内时模型,这就证明了经典塑性增量理论是塑性时间内时模型的一个特例.本文还证明了"现时近似式"的塑性因子等于塑性时间与其Pfaffy型积分分母之积;当Pfaffy型积分分母为正常数时,采用塑性因子作为塑性时间的积分型内时模型与原积分型塑性时间内时模型在表示形式上相同,其原像函数是"现时近似式"位势函数关于应力的一阶导数的反函数,从而避免了内时塑性理论确定塑性(内蕴)时间的困难.文中以Yon Mises屈服条件为例,推导了塑性因子表达式,把yon Mises屈服条件模型推广到积分型内时塑性模型.
  • 摘要:观察试验岩石强度到运动岩体强度的变化过程,寻找两种强度差别的主要原因,可以在岩石工程设计中直接利用岩石试验结果.试验岩石内摩擦角ψ向运动岩体内摩擦角妒ψ1转化的关系式是ψ1=ψ-ψ/n.岩石试验和岩体运动基本力学参数变化是一个连续过程.
  • 摘要:岩石试验和岩体运动既有联系又有差异,反映岩石性质的内摩擦角ψ和粘结力c在岩石试验和在岩体运动中有不同的表现.通过分析内摩擦角ψ和粘结力c的变化特点,可以使岩石试验和岩体运动成为一个连续过程,岩石试验获取的数据可以直接用于岩石工程设计.
  • 摘要:厦门翔安海底隧道是我国建设的第一座跨海隧道,本文结合厦门翔安海底隧道勘察、设计与施工的实践经验,对采用钻爆法修建海底隧道的关键技术进行了较为全面分析,分析认为海底隧道建设中的风险贯穿了隧道勘察、设计、施工以及运营管理等全过程,在海底隧道建设过程中必须充分重视可以降低建设风险方面的关键技术研究,同时认为准确地掌握隧道区域地质条件是搞好海底隧道建设的基础,合理确定隧道顶板最小岩石覆盖层厚度是控制隧道建设风险的关键,根据地质条件差异灵活采用多种衬砌方案及防排水方案是控制隧道造价重点,针对性地采用合理的辅助施工措施是确保海底隧道施工安全的灵魂.
  • 摘要:碳纤维加固技术所涉及的材料主要是碳纤维布和粘贴树脂,将碳纤维布粘贴在混凝土构件受拉区表面,从而达到封闭裂缝或提高构件承载力的目的.实践已经证明,碳纤维具有优异的物理力学性能,抗拉强度高于普通钢材的十几倍,弹性模量与钢较为接近,适用于混凝土结构的加固与修复.如何充分发挥碳纤维加固的优越性能,就在于碳纤维与加固构筑物间的粘贴结合问题,因此选择适宜的粘贴材料就成为碳纤维加固技术的关键问题.本文对碳纤维补强胶结剂GEP系列:GEP570、GEP580、GEP600三种型号环氧树脂类补强胶结材料为研究对象,对其进行室内试验研究,并探讨其工程特性.分别进行了加固沙体和混凝土的试验研究.对其加固沙体强度,耐水性、抗冻融及抗老化等性能指标进行了测试.参照其在道路桥梁加固中的实际应用,测试其加固混凝土块后的抗折性能.实验结果表明,GEP系列胶结剂具有强度高,胶结性能良好,耐久性好等优点,在碳纤维加固技术中具有很好的胶结补强作用,为GEP系列碳纤维补强胶结剂在工程中的应用提供了理论指导.
  • 摘要:基于Bockinghamπ定理,采用量纲分析法对土-结构动力相互作用的离心机振动台试验进行了模型相似关系设计.在模型相似关系设计中,主要考虑的因素为模型试验应能较好地模拟原型中土-结构之间的相互作用,因此相似关系设计的控制因素即为土与结构之间的相对刚度应尽可能与原型保持一致,同时综合考虑了模型材料的性质、模型制作的难易、模型箱边界的影响与仪器设备的实际性能等因素.在相似方案确定的基础上,结构模型的尺寸与制作材料也随之确定.相似方案的确定对离心机振动台试验的顺利进行将产生重要的影响,研究成果可以对相关离心机振动台试验的模型设计提供一定的参考.
  • 摘要:目前,动力离心模型试验技术已在国内岩土工程地震问题的研究中得到应用,在地震破坏机理、抗震设计计算、数值模型验证等方面显示出巨大的优越性,并取得了良好的效果.采用清华大学离心机振动台设备进行了砂土地基-地下结构相互作用系统动力离心模型试验,研究了砂土地基一地下结构相互作用系统在地震作用下的反应情况,给出了部分加速度反应、结构应变反应、土压力反应和位移反应量测结果.试验结果表明:最大弯曲应变发生在结构柱上端,因此柱上端是结构抗震最不利部位;地震作用下结构所承受的总土压力有所增加,并且在地震结束以后土压力维持在较高的水平.
  • 摘要:岩体材料的各向异性特性主要受岩体中各类地质弱面的影响和制约.如何通过试验的方法获取岩体各向异性力学参数值,对岩体工程的合理设计及其使用安全都十分重要.本文作者选取了一种层理结构构造分布特征明显的岩样,完成了常规力学参数各向异性的力学特性的实验室测试与分析,得出了层理面与受力状态对岩体力学参数的一般影响规律,同时指出了为获得更完整的力学参数,下一步需要开展的试验研究工作.
  • 摘要:基于圆柱形薄壳结构理论,建立爆炸荷载作用下隧道结构的动力平衡方程.采用积分变换法,求得Fourier变换域内爆炸荷载作用下隧道位移场的积分表达式.结合具体算例,采用离散Fourier逆变换的数值计算方法,给出了爆心处隧道位移时程曲线、最大正应力时程曲线及某一时刻隧道位移幅值和最大正应力在x方向的变化曲线.
  • 摘要:随着城市规模的不断扩大和市政建设的需要,各类地下管道、隧道采用顶管施工已显示出无比的优越性.由于城市地下空间的限制和已有管线的制约,不可避免的会面临小间距平行顶管施工.本文首先介绍了管道所受外荷载的理论计算方法,然后将上海市合流污水处理三期过江管工程中管道与土体接触压力的实测值与计算值进行对比,指出管道外侧实际荷载分布与目前通用假定模式的差异;通过后施工管道顶进中对先施工管道外侧土压力及管道内力的动态监测,对小间距平行顶管施工的影响机理进行了研究,通过解析方法简化计算顶管施工过程对已有平行管道内力分布的影响.
  • 摘要:深基坑施工过程中,由于工程降水引起的地基土和地面的变形是影响工程安全性的重要因素.本文根据沈阳地铁一号线详勘报告提供的数据,运用基于孔隙弹性理论和Biot固结理论的RFPA2D-Flow分析系统,对沈阳地铁一号线典型地质条件的施工站点因施工降水引起的地表和周边建筑物的变形进行数值分析,得到了地表沉降规律,为车站基坑开挖的施工设计提供了参考依据.
  • 摘要:我国西北干旱区土遗址的主要病害之一是表面严重风化.目前的研究证明,解决风化的出路在于防风化材料的研制以及材料的施工工艺.多年来的研究应用证明PS材料是西北干旱区土遗址防风化加固较为理想的材料,施工工艺的研究迟缓制约了PS材料的大规模推广应用.本文系统了研究了PS滴渗夯土墙表面渗透直径的分布规律,为PS滴渗施工提供了工艺参数.试验结果表明,5%浓度是Ps滴渗理想的浓度,滴渗的理想时间为20~25min,滴渗的最终表面渗透直径为10~15cm.试验结论为正在开展的交河故城抢险加固工程提供了施工依据.
  • 摘要:挤扩支盘桩作为一种新型的桩基,具有优良的工程特性.设计实现了支盘桩-土-上部结构动力相互作用体系的振动台模型试验.研究了支盘桩-土-上部结构动力相互作用体系的结构动力响应.相互作用体系对结构动力特性和结构地震反应均有较大的影响.在振动过程中,土体和相互作用体系的频率变小,阻尼比增大;支盘桩基础和土体对上部结构的约束和对地震波的过滤吸收使得上部结构的阻尼比迅速提高.在地震激励下支盘桩-土-上部结构相互作用能够较好地起到减震作用.
  • 摘要:针对CFG桩复合地基因成桩机理、地质条件及孔隙水排水条件等复杂而难以采用已有固结方法计算其地基固结度这一现状.基于CFG桩成桩效应的圆孔扩张理论,并把桩侧土的固结简化成轴对称平面应变问题,基于Biot固结方程求得桩体施工引起的超孔隙水压力消散解析解,进而采用贝塞尔函数推导出一种由超孔隙水压力求解CFG桩复合地基固结度的计算方法,并编制出相应的计算程序.最后,结合某工程实例进行了应用,对比分析结果表明,本研究方法的计算值与实测情况吻合较好,是一种简单可行性的新方法.
  • 摘要:本文首次将三维强度折减法应用到地下洞室围岩稳定性分析中,对安全系数进行分类,并且提出新的失稳判据.根据失稳过程,把安全系数分为局部安全系数和整体安全系数;根据受力性质,把安全系数分为拉伸安全系数、剪切安全系数以及拉剪综合安全系数.最后给出一个计算实例,借助岩石破裂过程分析强度折减法系统(RFPA-SRM)对一连拱隧道进行稳定性分析,计算出不同情况下的各种安全系数,并把计算结果同相似物理实验结果对比.结果表明,RFPA-SRM能够比较准确的评估洞室围岩稳定性,值得地下岩土工程应用和推广的新型评价方法.
  • 摘要:本文在充分考虑到岩石的非均匀性,存在的节理、裂隙等的基础上,运用岩石破裂过程分析系统(Rock Failure Process Analysis,RFPA)对灵新煤矿在开采过程中诱发的上覆岩层移动、离层以及垮落过程进行了的数值试验,并与相应的相似模拟结果进行了对比.结果表明,数值试验结果与相似模拟结果有较好的一致性.通过数值试验,不仅直观地反映了煤矿在开采过程中上覆岩层的动态变形、离层及其相应的破裂过程,更莺要的是可以通过数值试验,观察岩层移动过程中的应力场,从应力场的角度上分析诱发岩层移动破坏的本质.数值试验克服了物理试验中的高费用,周期长等缺点,为快速地对岩层移动进行预测、预报,避免灾害事故的发生,或者对采矿工艺进行优化等提供了新的方法.
  • 摘要:利用RFPA2D-GasFlow软件建立数值模拟模型,其该模型充分考虑了煤岩体破裂过程中煤岩体渗透性、瓦斯压力和煤岩体变形之间的耦合作用及煤岩介质的非均匀性等特点.为了充分体现瓦斯压力对煤岩体中应力的影响,对含瓦斯煤岩体和不含瓦斯煤岩体开采过程中应力场的变化进行了对比研究.研究结果表明,随着开采的进行,煤岩体中的应力场在不断发生变化,应力峰值随开采的进行不断向工作面前方转移,而且其值也在不断变大,峰值增加的幅度及工作面前方的应力梯度随开采的进行逐渐增大.煤岩体中瓦斯压力的存在对煤岩体中应力场的变化具有一定的影响,瓦斯压力对煤岩体中垂直应力和水平应力均有较大影响.
  • 摘要:通过考虑Biot固结方程与热力学方程变分的相似性,可利用具备热传导计算功能的商业软件,较为准确地计算超静孔压消散对后期沉降的影响.通过推导比较,如果能合理控制热传导方程的边界位移约束和热传导率,则可以计算出真实的超静水孔压力和超静水孔压随时间的变化,从而进一步得出较符合实际的固结沉降变化.
  • 摘要:在含夹层的岩盐中建造地下天然气储库工程必须研究天然气在夹层和层间裂隙的渗漏规律,以确保地下储气库工程安全运行.提出了双重介质固气耦合模型的求解策略并开发三维有限元计算程序.对含夹层盐穴储气库的天然气渗漏规律进行了数值研究.得出:在内压P=8MPa下.在2a的运行期间,仅在距库壁125m处夹层和层间裂隙内出现0.2MPa的气压值,气体渗漏率先增后减最终保持平稳.初步得出:从研究天然气渗漏角度出发在含夹层岩盐矿床内建造地下储气库应该是可行的.可为我国在建设地下天然气储库时确定气库的运行气压提供一些依据,为评价天然气储库的稳定性提供参考.
  • 摘要:层状岩体具有显著非均质性,常规岩体变形试验基于岩体为均质弹性体假设计算的变形模量只是一种等效变形模量.结合清江水布垭水利枢纽地下厂房层状围岩刚性承压板法现场变形试验,通过开展数值模拟试验,研究了变形试验加载尺寸D(承压板直径)及岩层组合形式对层状岩体等效变形模量Ed的影响.结果表明:上软下硬型层状岩体的D-Ed关系呈对数函数正相关,上硬下软型层状岩体的D-Ed关系呈负幂函数负相关;随承压板直径的增加,Ed逼近底层岩体变形模量,反之,随承压板直径减小,Ed逼近表层岩体变形模量;表层岩体厚度越大,使等效变形模量趋于稳定所需承压板直径越大.由于层状岩体变形模量试验值因尺寸效应的不确定性,对其的采用应基于试验尺寸效应的研究进行.
  • 摘要:结构面破坏了岩体完整性,对岩体的物理力学性质起着控制性作用.而其结构面的性质又与其形成机制密切相关.根据现场研究表明,西南某地的结构面发育在不同方向上具有明显的不均一性和分区性.综合分析认为,这些结构及其分布是受右行走滑剪切带的控制.笔者从地质背景、结构面性状与发育规律、力学机制等方面,深入分析了这些结构面的形成机制.
  • 摘要:基于边坡稳定性分析的任意条分方法,引进作用在边界块体上的虚拟平衡力,同时在满足三维极限平衡条件下,求解岩质边坡中块体组合安全系数,得到最不稳定块体组合.在单面滑动的块体组合分析中,初始地应力作为已知量来考虑,并且满足静力平衡条件中的未知数和方程数目相等.在双面滑动的块体组合分析中,初始地应力作为主动力考虑,并且满足静力平衡条件中的未知数的数目超过了方程式的数目,从而必须对多余未知数作假定.该块体组合安全系数求解方法能为具有不同产状结构面的岩五边坡稳定性分析提供理论依据.
  • 摘要:为了测定阳江抽水蓄能电站地下厂房的围岩应力场,采用空心包体式钻孔应变解除法进行了三维地应力测量.测得最大主应力量值在10.2~13.5MPa之间,属中等应力水平,最大水平主应力方向在291°~315°之间.最大水平主应力与地下厂房初期布置方向接近正交,不利于围岩稳定.为此提出了调整地下厂房布置方向的建议.
  • 摘要:在一维太沙基固结理论的基础上,推导了渗透系数变化的一维固结解析解,因解中表达式的复杂性,该文结合数值方法给出了解析解中变系数的求解方法.作者重点分析了渗透系数线性变化的一维固结特性,并与经典太沙基固结理论进行了分析和比较.该文为渗透系数以其他函数形式变化的一维固结问题提供了解题方法.结果表明:土层中孔隙水压力的消散对渗透系数较为敏感,不同方式变化的渗透系数对于固结有着不同形式的影响,因此渗透系数的变化对于固结在实际工程中的应用具有十分重要的意义.
  • 摘要:预应力管桩工作机理研究对完善预应力管桩承载力分析理论和工程桩基设计具有参考价值.本文结合具体工程,基于现场水平载荷试验和有效应力数值分析方法,探索了预应力管桩在水平荷载条件下的工作性状和桩土相互作用机制.研究得出桩身侧向变形主要位于桩头附近,桩身弯矩随着水平荷载的增加而增大,但桩身最大弯矩位置随着变形阶段转变而向上迁移,桩头、桩底处弯矩较小;桩土相对侧向位移随着水平荷载的增加而增大,最大值出现在地表附近,而桩身中下部数值较小.
  • 摘要:微型斜桩的抗震性能受液化场地特性和桩土相互作用的影响与控制,液化场地微型斜桩的地震响应分析是一个极其复杂的难题.本文应用基于多重剪切塑性本构模型和液化状态面的有效应力分析方法,探索了液化场地微型斜桩的抗震性状和桩土动力相互作用机制.数值仿真试验设计了不同倾斜度微型斜桩的计算模型,来分析斜桩的变形、弯矩和加速度等响应特征,研究得出微型斜桩的水平变形和弯矩要比垂直微型桩小,且随桩身倾斜角度的增大而减小,斜桩模型中左、右桩的弯矩分布并不相等,液化场地中微型斜桩的变形、弯矩和桩土相对位移差明显比非液化场地要大和复杂.研究结论为液化场地微型斜桩的抗震实践提供了可靠的依据和参考.
  • 摘要:三峡大坝建成后,库水位将在175~145m范围内波动,其周期性涨落将打破库区原有地质环境的平衡状态,加剧滑坡等地质灾害的发生.仁沱滑坡距江津市区约14km,其破坏方式为滑移型塌岸,目前沿江道路变形和岸边塌滑变形破坏十分明显.三峡水库蓄水运行后,涉水岸坡土体强度降低,在库水位的变化所产生的动静水压力作用下,极易造成岸坡失稳滑移,这将会威胁到仁沱镇500余居民的生命财产安全.通过对该滑坡进行详细的地质勘察和试验分析,明确了该滑坡的变形破坏特征、滑动面和滑带土的性质,在此基础上,分析了影响该滑坡稳定性的因素.采用传递系数法对该滑坡在多种工况下的稳定性进行了计算,对其稳定性做出了评价,并给出了治理措施的建议.
  • 摘要:数字照相量测是利用数码相机、数码摄像机、CCD摄像机、CT扫描、激光照相等作为图像采集手段,获得观测目标的数字图像,利用数字图像处理与分析技术,对观测目标进行二维或三维变形或特征识别分析的一种现代量测新技术.针对室内试验应用,按岩土材料的不同,介绍了数字照相量测在砂土、黏土、岩石、混凝土、铜筋与复合材料中的研究实例;针对工程现场应用,从工程类别的角度,介绍了数字照相量测在水利、地下、矿山、桥梁、建筑、道路工程方面应用情况,说明了数字照相量测技术应用研究新进展,并讨论了数字照相量测在岩土工程中应用中存在的问题及其解决途径.
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