岩体结构面

摘要： 地质编录是隧道施工过程中重要的一项工作,而传统的人工地质素描难以快速准确地反映隧道的地质状况。介绍一种从隧道三维点云数据自动提取隧道掌子面岩体结构面的方法。首先根据三维激光扫描仪的原理,采用先球面投影两次后平面投影的方法将三维点云投影到平面上,并保持点云间的相对拓扑关系,然后采用Delaunay算法重建隧道三角面片表面模型,最后计算每个三角面片的产状和到扫描中心的距离,采用聚类算法识别和分类隧道开挖岩体的结构面,并用不同颜色显示。通过对干巴沟隧道扫描数据分析,结果表明,采用该方法自动识别隧道结构面具有较好的效果,基本可以识别大部分岩体结构面。研究成果为隧道地质快速编录提供了一种方法。

摘要： 滇西北普朗斑岩型铜矿地处我国西南三江成矿带中段,通过对矿区20~30钻孔岩体构造调查及岩石物理学测试工作,收集到了结构面倾角、间距、张开度及岩石单轴抗压强度等大量数据,对各项数据进行初步统计分析后,证明区内岩体结构面发育,从结构面的发育程度、空间展布特征与矿体产出位置、产状(倾角)等影响因素来看,整体情况符合自然崩落法条件;但在今后工作中,还应对坑道开展岩体构造调查工作,并结合地应力测试、钻孔测井等资料加强综合研究,充分利用好本次所收集到的数据。

摘要： 路堑岩质高边坡开挖变形破坏受岩体结构面及软弱夹层控制,故在某高速公路岩质边坡开挖过程中,利用现场地质调查,分析该岩质高边坡稳定性影响因素,结合岩体结构面统计调查研究边坡开挖面岩体结构面发育特征,确定了该岩质高边坡主要变形破坏模式楔形体滑动。利用锚杆监测轴力数据反演楔形体结构面抗剪强度参数,分析了不同开挖平台不同工况下楔形体稳定性。引入可靠度理论,采用Monte Carlo方法对楔形体稳定性进行可靠度分析,研究发现楔形体都具有滑动的可能,故对该路堑岩质高边坡各楔形体进行加固支护是很有必要的。对于类似楔形体稳定性分析具有参考价值。

摘要： 岩体结构面粗糙度的准确表征对结构面力学性质的精准描述具有重要意义。为查明天然岩石节理粗糙度评价结果中正负尺寸效应相互矛盾的发现,以浙江省青石镇采石场大尺寸岩体结构面为例,采用三维激光扫描技术,基于4个二维粗糙度统计参数(Z_(2)、S_(F)、R_(p)和θ^(*)_(max)/(C+1)2D)对大型天然岩石节理面粗糙度进行量化。通过与变异函数方法中的分形参数进行比较,得到高度一致的结果。研究表明:节理表面粗糙度具有明显的非均匀性,且非均匀性对不同节理尺寸下粗糙度参数的计算结果具有重要影响;节理尺寸相关的尺度效应随着粗糙度均匀性的增加而减小。这表明节理尺寸引起的尺度效应一定程度上是源于节理表面粗糙度的非均匀性。

摘要： 岩体内部赋存的随机不连续面、结构面及软弱面等会降低岩体强度,减弱岩体的稳定性,开展岩体结构面的研究工作可为明确岩体力学参数、进行岩体稳定性分级与分区奠定基础。以昆阳磷矿二矿采场边坡岩体为背景,分别采用详细线观测法、极点密度图法、赤平极射投影图法等对岩体的结构面进行调查,并分析岩体结构面对采场边坡的稳定性影响。结果显示,该矿山采场边坡岩体的结构面较发育,大多为陡倾类型,且以闭合节理为主,结构面分布对采场的破坏方式主要是片帮和冒顶。

摘要： 根据产状对结构面进行分组是研究岩体结构面发育特征的常用方法。针对现有分组方法的不足,将模糊C均值算法与遗传算法相结合,以Xie-Beni指标作为适应度函数,使用新的染色体编码方法和变异算子,提出一种岩体结构面产状自动聚类方法。利用C++语言对算法进行实现,并将其应用于某地下水封储油(气)洞库岩体结构面产状数据的分析。结果表明,该算法能够自动确定最优的结构面组数和相应的聚类结果,并使其有效性得到验证。

摘要： 围岩中的结构面组合是诱发山岭隧道施工灾害的重要地质因素,对隧道施工面前方岩体结构面网络进行预测,从而采取针对性的支护措施是保障隧道施工安全的重要环节。通过Hilbert变换对GPR数据多域空间特征进行提取,建立残差网络预测模型可以实现对开挖面深度方向上的结构面信息获取,从而通过“随机-预测-确定”的结构面网络生成算法得到更接近真实的结构面网络分布模式,实现对隧道冒顶段的准确预测。

摘要： 塌方、掉块、围岩整体失稳等是隧道施工中要解决的主要难点问题.浙江雁荡山地区的铁路客运专线和货运专线两个项目分布有28 km双线隧道、6.4 km单线隧道.各隧道所穿越的山体地形、岩石地层等存在一定差异,围岩稳定性、施工工况具有丰富性和多样性.雁荡山地区工程地质条件较好,但在隧道进出口、浅埋地段,特别是风化层深厚地段,隧道施工易发生拱顶塌方冒顶;加之围岩压力过大、隧底软化,地基承载力不足,易导致围岩整体变形下沉.本文结合雁荡山地区火山运动及成岩背景,分析了该地区岩体结构、隧道工程地质条件,并结合隧道施工中出现的问题提出改进隧道设计、施工、现场管理的建议,可为本地区以后隧道工程的勘察、设计及施工提供参考.

摘要： 地下水封洞库是国家战略石油储备的主要模式,其主洞室轴向的合理布置,不仅对洞室稳定有利,而且可节省支护成本.库址区岩体结构面特征是洞室轴向布置的决定要素.通过对地下水封洞库工程区地表和深部结构面的调查,确定了库址区岩体的4组优势结构面特征;通过设置不同的主洞室轴向布置方案,运用块体理论分别计算了不同方案下洞室可能形成的关键块体的稳定性;以不稳定块体的体积、支护力、不稳定块体数目为评价指标,进行洞室轴向的布置优化,得到了该地下水封石油储备库的主洞室最佳布置轴向为NE0°～40°.研究结果对地下水封石油储备库主洞室的优化布置具有一定的工程指导意义和参考价值.

摘要： 提取边坡岩体结构面几何信息,分析结构面分布组合规律是研究岩质边坡变形规律与破坏机理的基础.传统的采集方法工作效率极低,无人机摄影测量技术具有非接触、高效率的突出优势,建立的三维实景模型可以全方位展示岩质边坡实际状态,易于解译其中携带的地质参数.目前,许多学者开展了应用该项技术获取岩体结构面几何信息的研究工作,取得了丰硕的成果.本文总结了运用该项技术研究岩体结构的代表性成果,并分析未来的发展方向.

摘要： 基于澜沧江藏东流域岩体结构面的现场编录资料和分形理论,验证了研究区岩体结构面具有自相似性,符合分形特征.通过对研究区35个平硐、5000余米长度平硐揭露的岩体结构面进行计算分析,用分形维数定量描述了岩体质量等级、岩体卸荷风化强弱分带.尝试通过细化计算平硐内结构面分形维数,实现运用分维值对工程中岩体质量进行评价和对岩体卸荷风化强弱进行划分.

摘要： 大型岩质滑坡往往伴随热效应,热效应引起的摩擦系数降低可以用来解释高速远程现象.为了研究岩体结构面剪切破坏后表面热量产生特征,首先,分别利用红外热成像仪和三维激光扫描仪对直剪试验破坏后的结构面表面进行拍摄与扫描,得到其表面温度分布与精细几何信息.然后,利用数学统计方法获取剪切破坏后结构面表面温度分布情况;利用改进的2D divider方法获得结构面表面三维模型的分形维数,进行粗糙度评价.最后,结合直剪试验正向应力数据,分析岩体结构面剪切破坏后表面平均温度与其所受正应力以及粗糙程度两参数之间的拟合关系.结果显示:滑坡启程阶段(低速剪切)破坏中(1)岩体结构面表面粗糙程度影响剪切过程中热量的产生,表面越粗糙,产生的热量越多,并且热量主要集中在结构面表面凸起部位;(2)岩体结构面所承受的正压力影响剪切过程中热量的产生,正应力越大,产生的热量越多;(3)岩体结构面表面粗糙度对剪切破坏热量产生的影响较所受正应力略大.研究成果为大型岩质滑坡破坏过程中的能量研究提供了技术参数与理论支持.

摘要： 岩土工程中,岩体力学特性研究是确定其强度参数的重要内容,但岩体中大量存在的各种不连续面,如断层、节理、裂隙等,是影响岩体工程力学特性的最重要的因素,因此,对岩体中广泛存在的结构面工程特性的研究具有重要的工程意义.本文在动力显式方法的基础上,对规则锯齿状的结构面进行了剪切破坏特征分析,并进行了室内模型试验,对数值分析与模型试验的结果进行了细致的对比,验证了动力显式分析方法对岩体结构面剪切破坏特性试验模拟的可靠性.通过研究可知,在一定的正应力水平下,规则锯齿状结构面剪切破坏是随着剪切位移的增长不断地扩展,主要表现为结构面上的等效塑性应变分布范围不断扩大,最后达到纯摩擦的残余强度状态;等效塑性应变的扩展规律一般是在剪切方向上从试样两侧逐渐向中间扩展;对于下侧结构面而言,在达到剪切应力峰值之前,剪切应力主要分布在试样中远离剪切速度的是施加侧,在剪切峰值之后,随着结构面的磨平再造,应力分布趋于均匀;随着正应力的不断增大,由结构面爬坡角引起的爬坡剪胀效应逐渐减小,峰值剪应力所对应的破坏模式逐渐变为不爬坡的直接剪断锯齿破坏,这时结构面抗剪强度应为岩体中岩块抗剪强度.

摘要： 影响岩质边坡稳定性的因素很多,重点讨论了岩体结构面对边坡稳定性的影响,编写了快速建立夹有结构面岩质边坡三维模型的程序,利用程序通过改变结构面的不同参数进行了多组数值模拟对比计算分析,证实程序对此类边坡的稳定性分析评价快速、准确,得到的结论对深路堑岩质边坡的勘察设计、施工运营有一定的参考价值和指导意义。

摘要： 为探索爆破振动作用下岩体结构面对爆破振速峰值叠加的影响,采用ANSYS/LS－DYNA动力有限元软件分别建立某露天矿含结构面和不含结构面的边坡爆破模型,对地震波穿越结构面振速叠加效应进行分析.数值模拟结果表明,在相同爆心距的条件下,17ms双孔延期爆破的振动叠加放大系数最大,25ms次之,42ms最小;当地震波穿越结构面后,随着爆心距的增加,爆破振动放大更加明显,其中在爆心距为120m处,含结构面与不含结构面边坡爆破质点振动放大系数分别为1.42,1.26;此外,微差爆破的延期时间越长,各分段爆破产生叠加的起始位置越远.

摘要： 结构面采样与分析是地下水封洞库地质勘察核心任务之一,受采样露头的限制、地表风化、卸荷影响,钻孔数量有限等各种因素影响,传统结构面采样方法对于结构面迹长和隙宽量测上的精度远远不够,不足以作为结构面三维网络建模与发育特征分析的基础.鉴于此,本文在传统工作方法的基础上结合水封洞库特点从采样区选择、采样露头选择、迹长采样、样本数量和删节长度精度控制、删节长度合理控制、测线法和深部钻孔图像解译法相结合等方面对结构面采样方法进行了改进.结合严格数据分析整理,利用结构面三维网络模型,进行虚拟钻孔分析和横截面各向异性,可为岩体质量评价和地下工程布置提供参考.

摘要： 本文以已建的拉西瓦水电站地下厂房为工程实例,介绍用ANSYS的面、体运算功能计算块体体积,块体体积为1750.35立方米，与TBL专业程序计算出的体积1752.34立方米非常接近，误差只有0.1%;洞室开挖面上的结构面迹线围成的面积为522.72平方米，与TBL专业程序计算出的面积522.9平方米也非常接近，误差只有0.03%。用本文方法得到的块体大小是可靠的。围岩和块体用ANSYS的S0ULID45单元离散，结构面用接触单元模拟。除可以用强度折减法得出块体稳定安全系数外，还可以得到在抗滑力和滑动力相互作用下，岩体结构面应力、变形、张开缝隙宽度大小，这些信息有助于工程师分析块体的稳定趋势和锚固方案的设计。另外，对复杂的滑动面的块体还能够更好地反映变形和洞室开挖围岩应力调整对稳定的影响。块体稳定安全系数K=1.30，与Unwedge程序计算的安全系数K=1.35基本接近。

摘要： 数字钻孔摄像技术在垂直钻孔中的应用越来越多,但当前市场上的影像解译软件在计算方面多数存在解译的断裂宽度与实际情况差距较大的问题.论文从理论模型上研究入手,对断裂结构面产状各要素和断裂宽度的计算原理进行分析研究,总结出一套实用解译计算方法,并通过了试验验证.

摘要： 数字钻孔摄像技术在垂直钻孔中的应用越来越多,但当前市场上的影像解译软件在计算方面多数存在解译的断裂宽度与实际情况差距较大的问题.论文从理论模型上研究入手,对断裂结构面产状各要素和断裂宽度的计算原理进行分析研究,总结出一套实用解译计算方法,并通过了试验验证.

摘要： 数字钻孔摄像技术在垂直钻孔中的应用越来越多,但当前市场上的影像解译软件在计算方面多数存在解译的断裂宽度与实际情况差距较大的问题.论文从理论模型上研究入手,对断裂结构面产状各要素和断裂宽度的计算原理进行分析研究,总结出一套实用解译计算方法,并通过了试验验证.

摘要： 本发明提供了一种改进的面向多组结构面岩体的CSMR边坡岩体分类方法。该方法首先通过工程地质勘察，获得待分类评价的边坡岩体的特征数据，该特征数据包括结构面总组数以及所占权重；然后对多组结构面的结构面方位修正系数进行加权平均，以对CSMR边坡岩体分类方法中的结构面方位修正系数F1、F2和F3进行改进，最终将改进后的方位修正系数代入CSMR表达式中，得到边坡分类结果。该方法综合考虑了多组结构面对边坡稳定产生不利影响的叠加效应，使得边坡分类结果与实际情况更加吻合。

摘要： 本发明公开了一种小型石灰岩倾倒型危岩体主控结构面闭合剂及其制备方法，由质量比为5:1的A组分和B组分组成，A组分包括E‑44环氧树脂、丙烯酸环氧树脂、木质素、乙酸丁酯、增韧剂、石英粉、硅微粉、滑石粉和钛白粉，B组分包括改性胺、咪唑类促进剂、偶联剂KH‑550、石英粉、硅微粉、滑石粉、钛白粉和纳米三氧化二铝。本发明的小型石灰岩倾倒型危岩体主控结构面闭合剂固化物的抗拉强度超过小型新鲜石灰岩抗拉强度的2～3倍，适用于小型石灰岩倾倒型危岩体治理，通过闭合危岩体主控结构面达到有效防止边坡危岩灾害发生的目的，相较于传统的锚固法成本低、施工方便，制备时不会产生有机废气及有毒气体，环保无污染。

摘要： 本发明公开了一种层状岩岩体结构面抗剪强度确定方法，适用于层状岩岩体中原生结构面和构造结构面。本发明原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定层状岩岩体结构面抗剪强度，克服了以往未知结构面具体位置与潜在滑移方向条件下无法准确确定其抗剪强度的情况，具有较强的实用性。

摘要： 一种基于牛腿结构的大尺寸岩体结构面剪切试验的多油缸推动方法，首先，采用长方体钢模具浇筑大尺寸岩体结构面下试样，根据岩体结构面上试样的尺寸设计混凝土浇筑钢模具，利用焊接技术，将N块长方体钢板固定在钢模具中的突出小型长方体结构中，用于制作牛腿结构；然后利用该钢模具，浇筑混凝土上试样和牛腿结构，试样的长、宽、高为L、W、H；最后，在岩体结构面上下试样浇筑完成之后，根据试样的尺寸及牛腿结构的位置，布置M台油缸推动试样进行剪切试验，在试样端部布置2台油缸，在两侧2N台油缸，则M＝2N+2。本发明能避免试样端部应力集中，提高了试验结果的准确性和科学性，同时又能避免试样设计不合理造成人力物力浪费。

摘要： 本发明涉及岩体结构面现场水力耦合直剪试验结构装置，包括筒式钢结构高水压试验舱、传力钢板、扁平千斤顶、用于安装试验岩体的剪切盒、位于剪切盒两侧且固定在筒式钢结构高水压试验舱底部的两个反力支撑钢板、固定在筒式钢结构高水压试验舱顶部内侧上的第一传立柱、固定在第一传立柱底部与剪切盒顶部之间的试验舱内竖向千斤顶、顶端与试验室顶面连接的第二传立柱、设置在筒式钢结构高水压试验舱顶部外侧与第二传立柱底端之间的舱外反力千斤顶；筒式钢结构高水压试验舱外还设有法向荷载控制系统、差异式油压倍增器、剪切荷载控制系统；本发明不受试验部位与时间的限制，能够保证准确真实地测定水下岩体结构面抗剪强度参数指标。

摘要： 本发明公开了土岩双元基坑边坡岩体结构面与软弱局部精准勘察方法，涉及岩土工程技术领域，包括：基于高密度电法、探地雷达法、波速测试法和瞬变电磁法中的至少两种获取基坑边坡勘察结果，根据勘察结果布置钻探方案；按照钻探方案进行钻孔取样，得到取样结果；并利用钻孔成像技术勘察钻孔，得到钻孔成像结果；结合勘察结果、取样结果和钻孔成像结果，判断结构面发育情况。本发明根据结构面类型明确不同的勘察目标，选择不同的物探技术并加以组合，得到一种适用于结构面勘察的综合物探技术，以查明岩体结构面发育情况并获取结构面统计参数。

摘要： 本发明公开了一种层状岩岩体结构面抗剪强度确定方法，适用于层状岩岩体中原生结构面和构造结构面。本发明原理简单，操作方便，成本低廉，使用效果好，便于确定层状岩岩体结构面抗剪强度，克服了以往未知结构面具体位置与潜在滑移方向条件下无法准确确定其抗剪强度的情况，具有较强的实用性。

摘要： 本发明提供一种用于评估3D打印岩体结构面与天然结构面相似性的方法。本发明包括：考虑现场实测的深部工程岩体结构面几何参数建立深部工程岩体结构面几何相似准则；考虑现场实测的深部工程岩体结构面力学参数建立深部工程岩体结构面力学相似准则；获取深部工程岩体天然结构面现场信息；根据现场获得的结构面几何与力学参数，基于所述深部工程岩体结构面相似准则，计算获得模型试验中结构面的目标相似参数值，考虑设定的几何相似比，进行深部工程岩体物理模型结构面3D打印制作，打印不同相似材料配比与3D打印参数组合下缩小尺度的工程岩体相似物理模型结构面；3D打印与现场天然结构面的相似性评价。

摘要： 一种基于牛腿结构的大尺寸岩体结构面剪切试验的多油缸推动方法，首先，采用长方体钢模具浇筑大尺寸岩体结构面下试样，根据岩体结构面上试样的尺寸设计混凝土浇筑钢模具，利用焊接技术，将N块长方体钢板固定在钢模具中的突出小型长方体结构中，用于制作牛腿结构；然后利用该钢模具，浇筑混凝土上试样和牛腿结构，试样的长、宽、高为L、W、H；最后，在岩体结构面上下试样浇筑完成之后，根据试样的尺寸及牛腿结构的位置，布置M台油缸推动试样进行剪切试验，在试样端部布置2台油缸，在两侧2N台油缸，则M＝2N+2。本发明能避免试样端部应力集中，提高了试验结果的准确性和科学性，同时又能避免试样设计不合理造成人力物力浪费。

摘要： 本实用新型涉及一种室内岩体结构面直剪试验试件取样系统及其试样结构。试样结构包括至少包含依次层叠的第一岩层、结构面和第二岩层的岩壁，岩壁的表面上钻设有至少两个圆环形的钻孔，钻孔内环部分为圆柱形的试件，钻孔外环部分为岩体，两两钻孔相交并形成相交开口，在相交开口处相邻两试件之间的最小距离大于钻孔的内环壁和外环壁之间的间隔宽度。本实用新型钻取的试件为圆柱体，区别与传统的方块体试件，可采用筒形钻头直接钻取，并利用相邻钻孔之间的相交缺口来完成取样，一方面可以提高取样效率，另一方面也提高了制样成功率。