岩体工程

摘要： 随着科学技术的日益发展,许多工程都在不断研究新的技术手段.为了使工程高效、安全地进行,对岩体工程探测方面提出了更高的要求,以往的接触式探测技术已不再适应现在高效安全的施工作业,更先进、更高效的技术应运而生.主要研究了声发射技术、红外探测技术、粒子成像技术、地质雷达声波技术等无损探测技术在岩体工程中的应用,分析总结了各类技术的原理与特点,以更好地应用在岩体工程探测.

摘要： 随着科学技术的日益发展,许多工程都在不断研究新的技术手段。为了使工程高效、安全地进行,对岩体工程探测方面提出了更高的要求,以往的接触式探测技术已不再适应现在高效安全的施工作业,更先进、更高效的技术应运而生。主要研究了声发射技术、红外探测技术、粒子成像技术、地质雷达声波技术等无损探测技术在岩体工程中的应用,分析总结了各类技术的原理与特点,以更好地应用在岩体工程探测。

摘要： 文章分别阐明了岩土工程地基施工处理技术要点和工程勘察技术要点,希望能够为相关主体提供有益借鉴和行为指导,推动岩土工程的健康发展.

摘要： 为了克服一般弹塑性损伤模型不能反映岩体结构、岩块强度、应力状态的影响以及非线性破坏特征等问题,该文基于广义的 Hoek-Brown(HB)屈服准则,考虑损伤引起的刚度退化和塑性导致的流动两种破坏机制的耦合作用,同时引入修正有效应力原理来考虑孔隙水压力的作用,建立了岩体弹塑性损伤本构模型,给出了损伤变量定义及演化方程。针对该模型在数值求解过程中存在的奇异点问题,从主应力空间推导了弹塑性损伤模型的完全隐式返回映射求解算法,包括弹性预测、塑性修正和损伤修正三个步骤。通过 ABAQUS 软件的用户子程序接口 Umat,实现了弹塑性损伤模型的数值求解过程。采用单轴、三轴压缩试验和隧道算例对模型算法进行验证和分析,结果表明,所建立的 HB 损伤本构模型能够很好地描述岩体材料的力学特性,在实际岩体工程的损伤模拟中效果令人满意,计算结果对工程有指导意义。

摘要： 为了描述岩石稳定蠕变阶段的非线性特征,现基于Kachanov提出的损伤律推导了损伤变量在衰减、等速蠕变阶段随时间的演化方程,然后根据Lemaitre应变等效原理得到了有效应力随蠕变时间、初始损伤变量和最小损伤变量的变化关系,再将有效应力代替广义开尔文蠕变模型中的Caucy应力,从而建立了考虑初期损伤的广义开尔文蠕变模型.根据泊江海子煤矿砂质泥岩的三轴压缩蠕变试验数据对广义开尔文蠕变损伤模型进行辨识.辨识结果表明:考虑初期损伤的广义开尔文模型理论曲线和试验曲线吻合度非常高,对衰减和等速阶段的描述效果远好于传统广义开尔文模型.

摘要： 随着农业生产需水量不断增加,各流域内降水量减少,修建水库对于解决上述问题起到很大作用,但由于各地区地质条件差异较大,对水库施工造成很大的困难.通过对石湖水库下坝址下坝线岩体工程的勘察,分析石湖水库下坝址区岩体风化特征、岩体完整性、岩体透水性,并对其坝基各岩土层适宜性、坝基渗漏及开挖问题、坝肩岸坡稳定性进行评价,结合勘测成果,保证石湖水库修建工作的安全进行.

摘要： 针对柿竹园矿井下高垂悬顶与边坡内部岩体绝对变形位移量在线监测预警工程技术难题,开发研制了经济实用的多通道非接触式岩移在线监测预警系统,实现了对高垂悬顶与边坡内部岩体绝对变形位移量的在线实时监测,测量精度为1 mm,解决了工程岩体垂直方向下沉变形量与激光测距值两者相互关系的工程技术难题,实现了监测值超过设定预警值时自动发出预警短信的功能,并在预警设置上解决了限幅滤波的技术问题.近4年来的监测数据说明,截止到目前,高垂悬项与边坡除靠近临空面处有小范围的开裂与变形沉降外,其整体仍处于变形趋于收敛与稳定的状态.

摘要： 时代在进步与发展，社会的经济发展水平不断提升。民众的生产与生活用水量不断增加，由此也导致了水利水电工程数量也在逐步提升。另外，水利水电工程质量以及安全影响会在很大程度上受到水利水电工程场地与周边环境的岩体工程地质状况的影响。在开展水利水电工程勘察工作时，就要注意将岩体工程地质力学的知识充分运用起来，对水利水电工程场地与周边环境的岩体工程的地质状况进行深入的勘察与分析。基于此，需要在水电水利工程勘察过程中对工程地质力学的应用状况进行客观分析。对此，文章重点分析了岩体工程地质力学应用到水电水利工程的主要状况。

摘要： 以叶巴滩水电站深部变形破裂岩体为研究对象,开展深部变形破裂波速测试和现场变形试验,通过对相关动静试验结果进行分析,推导出波速与变形模量之间的关系,并据此评价了深部变形破裂岩体变形模量.研究表明:轻微松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为17.22 GPa,损伤大多不超过50％;中等松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为12.02 GPa,损伤为40％ ～70％;强烈松弛型深部破裂岩体变形模量平均值为7.3 GPa,损伤超过50％.

摘要： 岩土力学数值分析在岩土工程得到了很大的发展,出现了各种各样的数值分析方法.常用的数值分析方法分为连续变形分析方法与非连续变形分析方法两大类,归纳和总结了前人关于数值分析方法的研究成果,对各种方法的研究现状和最新进展进行评述,并作了岩体工程问题的现代数值分析方法总的概论,最后提出了解决问题的思路、方法和建议.

摘要： 岩体工程特性参数,如岩体抗剪强度参数、岩体变形模量等是工程设计中最重要的基础依据,关系到工程的经济与安全控制.但是由于岩体是一定的历史环境中形成的复杂地质体,其中包含了大量的随机发育的结构面,因此,如何确定岩体工程力学特性是工程设计中的重要问题,也是长期困扰工程界的难题.上世纪,美国爱荷华州立大学开发研制了能够在工程现场岩石钻孔中进行直剪试验的岩石钻孔剪切仪,利用该设备可以在勘察现场快速得到岩体抗剪强度参数,与传统的岩石剪切试验相比,不仅具有试验方法简单、效率高等特点,而且可解决无法取岩芯、最大程度保持原应力状态的难题.中国水科院于2009年引进了该设备,随后在向家坝水电站坝基岩体中进行了钻孔剪切试验研究,并针对钻孔剪切仪工程应用中存在的问题,进行消化吸收改造,研制开发了第一代岩体原位测试设备——钻孔剪切弹模原位测试仪,为岩体工程力学参数的确定提供了重要的新途径.

摘要： 近些年来,国内外学者大量研究了温度对岩石力学行为的影响.论文对温度作用下岩石物理特性、力学特性、损伤以及本构理论的研究现状进行了归纳总结.研究温度对岩石力学行为的影响对核废料存储、深部岩体工程以及地下资源的开发与利用等重大工程具有十分重要的现实意义.

摘要： 随着岩体工程和工程地质的发展,利用超声波波速来研究岩土材料的物理力学性质及地质性质已成为一种有效的方法和手段,超声波波速测试作为一种无损检测已经广泛应用到岩土工程行业,其检测方法也已列入国家规范(工程岩体试验方法标准《GB/T50266-1999》),该测试方法也是获得岩土体物理力学参数的有效方法.超声波在冻土中的传播特性反映了冻土材料的动力学特征,因此利用超声波速度测试技术可以直接测试冻土的动力学弹性参数.目前鲜有关于冻土的声波测试的技术和方法,已有的冻土声波测试都是在垂直方向上忽略换能器的质量且是在常温下快速测试声波通过时间,因此难以满足测试精度.鉴此,在购置常温声波测试主机(武汉中科智创岩土技术有限公司生产,该主机的工作温度为-5°C～+40°C)的基础上设计了一种适用于多种类型的冻土超声波换能器支架和恒温箱,恒温箱意在提供适合不同温度下的冻土测试的低温环境(-30°C～+30°C),换能器支架可供低温、提供多种尺寸冻土试样的横波和纵波的测试平台.为避免垂直测试中换能器和土样自身对测试的影响,除了支架提供水平测试平台外,在调节换能器与土样接触距离的螺杆顶端放置应变片测试冻土样与换能器之间的接触程度以提高冻土声波波速的测试精度.利用该测试系统对不同负温下冻土样品进行测试,数据结果证明了该测试系统的实用性和良好的测试精度.

摘要： 岩体力学参数是岩体工程最重要的参数,受场地条件等外界因素的影响,往往无法通过现场原位测试获得.目前,相对成熟的是利用Hoek-Brown准则对岩体参数进行预测,该准则2002版引入了地质强度指标(GSI)和岩体扰动系数(D)这两个关键参数,但基本上以主观判断为主,误差相对较大,为此,许多研究者都对这两个参数进行量化,本文通过利用岩体纵波波速对GSI和D进行量化,并将结果运用于对某一城市地下电缆隧道穿越岩体的力学参数预测中,以该层岩体纵波波速和室内岩块饱和单轴抗压强度为基础,通过定量化的GSI和D计算参数mb、s、a,进而预测电缆拟穿越岩体的各项力学参数.该方法提供了一种缺少原位测试数据或无法开展原位测试时的经济、便捷、实用的方法.因此,在地下电缆穿越岩体时,为提供相关岩体力学参数具有较好的参考价值.

摘要： 结构面连通性的判别是岩体工程中的一个应用难题,究其原因是其理论基础欠缺,因此,开展其原理与判别方法研究具有重要理论意义.运用空间几何和向量等数学方法分析工程岩体空间上任意两结构面的共面条件;基于结构面的地质特征论证两结构面的相似条件;给出结构面连通性判别条件,推导结构面相关度计算公式,从而形成一套完整的结构面连通性原理与判别方法理论体系.结合广西铜坑矿锌多金属矿体开拓巷道结构面调查数据,开展连通性原理与判别方法的应用验证研究.应用表明:利用探讨的原理与方法,可以快速有效地判断工程中两结构面的连通性.研究成果可为其他岩体工程中结构面连通性的判断提供理论依据.

摘要： 研究与工程经验表明,工程岩体的稳定性取决于结构面的力学特性,而影响岩体结构面力学性质的最根本因素是结构面的几何学特征和物理性质,而结构面粗糙度系数JRC是最难以确定、最复杂多变的参数.采用三维数码技术对某种不确定环境下的多种尺度对象实现几何测量,对结构面起伏体高度和起伏波长等基本表征参数信息进行调查分析,对比分析直边法、修正直边法、分形法和直边图解等多种方法统计估测的岩体结构面粗糙度系数JRC值,综合获得粗糙度系数JRC可靠的取值区间.

摘要： 研究与工程经验表明,工程岩体的稳定性取决于结构面的力学特性,而影响岩体结构面力学性质的最根本因素是结构面的几何学特征和物理性质,而结构面粗糙度系数JRC是最难以确定、最复杂多变的参数.采用三维数码技术对某种不确定环境下的多种尺度对象实现几何测量,对结构面起伏体高度和起伏波长等基本表征参数信息进行调查分析,对比分析直边法、修正直边法、分形法和直边图解等多种方法统计估测的岩体结构面粗糙度系数JRC值,综合获得粗糙度系数JRC可靠的取值区间.

摘要： 研究与工程经验表明,工程岩体的稳定性取决于结构面的力学特性,而影响岩体结构面力学性质的最根本因素是结构面的几何学特征和物理性质,而结构面粗糙度系数JRC是最难以确定、最复杂多变的参数.采用三维数码技术对某种不确定环境下的多种尺度对象实现几何测量,对结构面起伏体高度和起伏波长等基本表征参数信息进行调查分析,对比分析直边法、修正直边法、分形法和直边图解等多种方法统计估测的岩体结构面粗糙度系数JRC值,综合获得粗糙度系数JRC可靠的取值区间.

摘要： 研究与工程经验表明,工程岩体的稳定性取决于结构面的力学特性,而影响岩体结构面力学性质的最根本因素是结构面的几何学特征和物理性质,而结构面粗糙度系数JRC是最难以确定、最复杂多变的参数.采用三维数码技术对某种不确定环境下的多种尺度对象实现几何测量,对结构面起伏体高度和起伏波长等基本表征参数信息进行调查分析,对比分析直边法、修正直边法、分形法和直边图解等多种方法统计估测的岩体结构面粗糙度系数JRC值,综合获得粗糙度系数JRC可靠的取值区间.

摘要： 地质力学模型试验是研究岩土工程问题的重要方法之一.针对目前模型试验内部测试技术难题,构建了内部压力、应变测试系统和洞壁收敛位移的量测方法,并在深部围岩开挖卸荷模型试验中应用.研究了电阻应变式传感器在三向载荷条件下的单向输出问题,PDA/B-PA微型压力计因微型、高精度、侧向刚度大等优点可很好应用于模型试验内部压力的测量;探讨了电阻应变片和光纤Bragg光栅应变传感器在模型试验中应用方法,光纤光栅应变传感器在松香基相似材料中的应变传递效率一般为0.118～0.347;基于小角法原理,通过全站仪测量角度变化的方法可很好解决模型试验洞壁收敛变形量测,精度可达0.01mm.研究表明,上述方法可有效解决模型内部压力、应变及洞壁收敛量测难题,在模型试验应用前景良好.

摘要： 一种岩块试件，包括圆柱形本体，所述圆柱形本体的两端面各加工有至少一个导水盲孔。一种裂隙岩体试件，由上述的岩块试件通过岩体形成模拟试验得到，所述岩体形成模拟试验是对各岩块试件在施加围压下进行三轴压缩全过程试验，将岩块试件压裂，并使岩体试件中的破裂面与导水盲孔形成连通的渗流通道。一种裂隙岩体水岩耦合试验方法，步骤如下：（1）采集待建工程岩体中的岩块，将所述岩块加工成上述形状和构造的岩块试件；（2）将一组岩块试件安装在岩石力学试验设备上，依次进行岩体形成模拟试验、应力调整试验、天然状态试验、水岩耦合试验，即可得到水压对待建工程岩体力学参数影响的定量描述。

摘要： 一种岩块试件，包括圆柱形本体，所述圆柱形本体的两端面各加工有至少一个导水盲孔。一种裂隙岩体试件，由上述的岩块试件通过岩体形成模拟试验得到，所述岩体形成模拟试验是对各岩块试件在施加围压下进行三轴压缩全过程试验，将岩块试件压裂，并使岩体试件中的破裂面与导水盲孔形成连通的渗流通道。一种裂隙岩体水岩耦合试验方法，步骤如下：（1）采集待建工程岩体中的岩块，将所述岩块加工成上述形状和构造的岩块试件；（2）将一组岩块试件安装在岩石力学试验设备上，依次进行岩体形成模拟试验、应力调整试验、天然状态试验、水岩耦合试验，即可得到水压对待建工程岩体力学参数影响的定量描述。

摘要： 本公开涉及煤岩体等地下工程安全领域，本公开提出一种多点三向煤岩体应力计及煤岩体应力监测方法，该应力计中单向应力监测单元包括压电陶瓷、导线、分别设置于压电陶瓷上下表面的上保护层和下保护层；多个骨架包括主骨架和次骨架，主骨架的一端连接护帽、另一端连接次骨架，骨架呈管状，主骨架的靠近护帽侧嵌入有沿骨架轴向布置的一个单向应力监测单元和沿骨架径向布置的至少两个方向垂直的单向应力监测单元，次骨架的靠近主骨架侧嵌入有沿骨架径向布置的至少两个方向垂直的单向应力监测单元，沿径向布置的单向应力监测单元的压电陶瓷与骨架的外壁共面，导线布置于骨架内空心管路中。根据本公开的应力计能够提高应力监测数据的精度。

摘要： 本发明提供了一种锚固岩体试样以及岩体工程锚固机理试验系统，能够测量锚固岩体内不同界面之间的相对变形。本发明所提供的锚固岩体试样，其特征在于，包括：岩体；纵向贯穿孔，纵向贯穿岩体；锚杆，设置在纵向贯穿孔的正中间；砂浆层，形成在纵向贯穿孔中，并且将锚杆和岩体相固结；多组第一横向安装孔，用于砂浆层与锚杆的相对变形测量；多组第二横向安装孔，用于砂浆层与岩体的相对变形测量；多个第一U型变形引伸计，每个第一U型变形引伸计与一组第一横向安装孔相对应；以及多个第二U型变形引伸计，每个第二U型变形引伸计与一组第二横向安装孔相对应。

摘要： 本发明涉及一种岩体工程单孔多点光纤光栅空心包体三维应力测试装置。它主要由两个以上单元光纤光栅圆柱空心包体应力计、刚性连接杆、对中支架、波长解调仪和计算机组成，单元光纤光栅圆柱空心包体应力计由环氧树脂空心包体、刚性连接端环、光纤、光栅构成，光纤缠绕固定于应力计外表面的轴向、径向和螺旋凹槽内。测试装置安装于岩体中的钻孔内，通过注浆液与钻孔孔壁岩体耦合，实现对岩体工程三维扰动应力分布及其时空演化规律测试。本发明耦合了光纤光栅和空心包体技术，耐腐蚀、抗地下水和电磁干扰，测试精度高，对岩体工程复杂地质和水文条件适应性强，可广泛应用于水利水电、矿山、交通等工程的地下隧洞和边坡岩体三维扰动应力测试。

摘要： 本发明提供了一种锚固岩体试样以及岩体工程锚固机理试验系统，能够测量锚固岩体内不同界面之间的相对变形。本发明所提供的锚固岩体试样，其特征在于，包括：岩体；纵向贯穿孔，纵向贯穿岩体；锚杆，设置在纵向贯穿孔的正中间；砂浆层，形成在纵向贯穿孔中，并且将锚杆和岩体相固结；多组第一横向安装孔，用于砂浆层与锚杆的相对变形测量；多组第二横向安装孔，用于砂浆层与岩体的相对变形测量；多个第一U型变形引伸计，每个第一U型变形引伸计与一组第一横向安装孔相对应；以及多个第二U型变形引伸计，每个第二U型变形引伸计与一组第二横向安装孔相对应。

摘要： 本发明公开了一种基于统计岩体力学的岩体工程参数计算方法及系统，该计算方法以岩石单轴抗压强度、变形参数和岩体结构面网络、结构面摩擦角的现场测试数据为基础，计算岩体的各向异性弹性模量、泊松比、渗透椭球与渗透系数、抗压强度等工程设计参数，以及各类参数的各向异性比和弱化系数，并进行全空间方向岩体质量分级。采用本计算方法，通过适量的原位测试数据的对比校订，可为工程设计提供更为可靠的计算参数，不仅可以大幅减少大型原位试验工作量和投资，且可显著缩短工程前期勘察的周期，由此产生巨大的工程与经济效益。

摘要： 本发明涉及一种岩体工程单孔多点光纤光栅空心包体三维应力测试装置。它主要由两个以上单元光纤光栅圆柱空心包体应力计、刚性连接杆、对中支架、波长解调仪和计算机组成，单元光纤光栅圆柱空心包体应力计由环氧树脂空心包体、刚性连接端环、光纤、光栅构成，光纤缠绕固定于应力计外表面的轴向、径向和螺旋凹槽内。测试装置安装于岩体中的钻孔内，通过注浆液与钻孔孔壁岩体耦合，实现对岩体工程三维扰动应力分布及其时空演化规律测试。本发明耦合了光纤光栅和空心包体技术，耐腐蚀、抗地下水和电磁干扰，测试精度高，对岩体工程复杂地质和水文条件适应性强，可广泛应用于水利水电、矿山、交通等工程的地下隧洞和边坡岩体三维扰动应力测试。

摘要： 本实用新型提供了一种锚固岩体试样以及岩体工程锚固机理试验系统，能够测量锚固岩体内不同界面之间的相对变形。本实用新型所提供的锚固岩体试样，其特征在于，包括：岩体；纵向贯穿孔，纵向贯穿岩体；锚杆，设置在纵向贯穿孔的正中间；砂浆层，形成在纵向贯穿孔中，并且将锚杆和岩体相固结；至少一组第一横向安装孔，用于砂浆层与锚杆的相对变形测量；至少一组第二横向安装孔，用于砂浆层与岩体的相对变形测量；至少一个第一U型变形引伸计，每个第一U型变形引伸计与一组第一横向安装孔相对应；以及至少一个第二U型变形引伸计，每个第二U型变形引伸计与一组第二横向安装孔相对应。

摘要： 本实用新型涉及一种岩体工程单孔多点光纤光栅空心包体三维应力测试装置。它主要由两个以上单元光纤光栅圆柱空心包体应力计、刚性连接杆、对中支架、波长解调仪和计算机组成，单元光纤光栅圆柱空心包体应力计由环氧树脂空心包体、刚性连接端环、光纤、光栅构成，光纤缠绕固定于应力计外表面的轴向、径向和螺旋凹槽内。测试装置安装于岩体中的钻孔内，通过注浆液与钻孔孔壁岩体耦合，实现对岩体工程三维扰动应力分布及其时空演化规律测试。本实用新型耦合了光纤光栅和空心包体技术，耐腐蚀、抗地下水和电磁干扰，测试精度高，对岩体工程复杂地质和水文条件适应性强，可广泛应用于水利水电、矿山、交通等工程的地下隧洞和边坡岩体三维扰动应力测试。