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隧洞穿越活动断层应对措施及其适应性研究综述 预览
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作者 丁秀丽 张雨霆 +2 位作者 张传健 颜天佑 《隧道与地下工程灾害防治》 2019年第1期8-23,共16页
我国西部高山峻岭地区修建调水工程时大多采用隧洞输水方式,通常要穿越包括活动断层在内的赋存环境和地质条件复杂的地层。目前,国内外的隧洞相关规范均未就隧洞穿越活动断层带的工程设计和应对措施给出明确规定和建议,不利于输水隧洞... 我国西部高山峻岭地区修建调水工程时大多采用隧洞输水方式,通常要穿越包括活动断层在内的赋存环境和地质条件复杂的地层。目前,国内外的隧洞相关规范均未就隧洞穿越活动断层带的工程设计和应对措施给出明确规定和建议,不利于输水隧洞的长期运行安全。基于活动断层的定义、分类,以及活动断层对隧洞工程的影响,采用工程实例搜集与综合对比分析方法,系统整理了国内外10个隧洞穿越活动断层的工程案例,重点探讨已建工程针对该问题所采取的各种应对措施及基本理念,认为设置柔性连接段、扩大断面尺寸、洞内明管、复合衬砌或新型材料是当前隧洞抗断的主要措施。结合每种措施的实际应用效果,归纳并建议各种应对措施的适用条件,并指出应关注的问题。针对隧洞穿越活动断层工程措施的适应性评价课题,梳理并讨论相关研究内容和国内外研究进展,指出了当前研究中值得完善和补充的环节。结合近期启动的'水资源高效利用'国家重点研发计划课题'隧洞穿越活断层围岩-衬砌灾变机制及抗断技术'研究项目,聚焦主要研究内容,并展望隧洞穿越活动断层研究应予重点关注并解决的问题。 展开更多
关键词 活动断层 隧洞抗断 运行期安全 适应性评价
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高地应力区大型洞室锚索时效受力特征及长期承载风险分析
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作者 董志宏 丁秀丽 +3 位作者 邬爱清 陈胜宏 周钟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期351-362,共12页
深层预应力锚索支护是大型地下洞室围岩稳定控制的主要工程措施。针对高应力区岩体开挖卸荷稳定与锚固支护系统长期承载安全问题,通过对系统锚索安全长期监测成果的深入分析,研究锦屏一级水电站地下厂房系统锚索开挖期和开挖完成后5 a... 深层预应力锚索支护是大型地下洞室围岩稳定控制的主要工程措施。针对高应力区岩体开挖卸荷稳定与锚固支护系统长期承载安全问题,通过对系统锚索安全长期监测成果的深入分析,研究锦屏一级水电站地下厂房系统锚索开挖期和开挖完成后5 a时间的受力特征、时空变化规律,分析锚索预应力随时间演化的时效特征,探讨锚索结构受力影响因素和高应力下长期承载风险,同时辅以数值模拟等手段对锚固系统长期安全性进行综合评价。研究结果表明,与常规洞室表现不同,该地下洞室大部分深层锚索超过设计锁定值,锚索系统负载高,持续增长时间长,时效性十分显著,开挖全部完成后2 a内才逐步趋于收敛,2~5 a基本稳定;锚索长期承载能力影响因素主要有岩体蠕变、锚索初始张拉应力、锚索施工与应力不均匀等;锚索系统长期承载安全是有保障的。 展开更多
关键词 锚索现场监测 时效特征 高应力 锦屏一级水电站 地下厂房 长期风险分析
核电工程软岩地基沉降计算及沉降预测
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作者 李忠诚 凡红 +2 位作者 丁志新 丁秀丽 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期109-114,共6页
为了解软岩地基的沉降变形规律,基于国内某实际软岩地基核电工程,建立核岛软岩地基三维有限元模型,提出了适应于软岩地基时效力学特性的流变模型,通过二次开发将所提出的黏弹塑性本构模型嵌入到FLAC3D软件中。同时采用的敏感度熵权属性... 为了解软岩地基的沉降变形规律,基于国内某实际软岩地基核电工程,建立核岛软岩地基三维有限元模型,提出了适应于软岩地基时效力学特性的流变模型,通过二次开发将所提出的黏弹塑性本构模型嵌入到FLAC3D软件中。同时采用的敏感度熵权属性识别综合评价模型对地基软岩力学模型参数进行敏感性分析,并基于均匀设计-改进遗传算法-神经网络集成理论的岩体力学参数反演分析方法,结合现场监测资料,反演获得了地基软岩的弹塑性和黏弹塑性模型的力学参数。利用反演获取的力学参数对已发生的核岛地基沉降变形进行数值重演,分析了当前荷载条件下地基沉降变形量及不均匀变形,并对后续地基沉降变形量及不均匀变形进行了预测。该套分析方法可以用于类似软岩核电工程的地基沉降变形计算以及沉降预测。 展开更多
关键词 软岩地基 流变特性 沉降计算 沉降预测
高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比关系研究 预览
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作者 杨静熙 刘忠绪 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第2期63-70,共8页
岩石强度应力比是表征围岩稳定性的重要指标之一。研究围岩变形破坏与强度应力比的关系,揭示二者间的规律性联系,对高地应力硬岩大型地下洞室群围岩稳定性控制具有重要意义。以具典型高地应力特点的锦屏一级水电站和猴子岩水电站2个硬... 岩石强度应力比是表征围岩稳定性的重要指标之一。研究围岩变形破坏与强度应力比的关系,揭示二者间的规律性联系,对高地应力硬岩大型地下洞室群围岩稳定性控制具有重要意义。以具典型高地应力特点的锦屏一级水电站和猴子岩水电站2个硬岩大型洞室群为研究对象,首先系统梳理了2个工程的围岩岩性、岩石强度和初始地应力等工程地质条件,并详细统计了洞室群施工期围岩破坏类型和数量;通过对地下洞室群围岩的岩石强度应力比进行分区,并结合围岩140多个破坏现象和发生部位,建立了高地应力硬岩大型洞室群围岩变形破坏与岩石强度应力比之间的联系;采用不同的初始地应力分级标准,并结合洞室群围岩破坏特征,验证了基于强度应力比修正的地应力分级标准对高地应力硬岩洞室群的适用性,揭示了围岩应力诱导型破坏随岩石强度应力比的变化规律。研究成果有助于今后高地应力条件下硬岩大型地下洞室群施工期围岩破坏类型预测,并为提出具有针对性的施工期围岩稳定控制措施提供参考。 展开更多
关键词 大型地下洞室群 高地应力 硬岩强度 围岩破坏类型 岩石强度应力比
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数值流形法中基于适合分析T样条的局部网格加密算法
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作者 刘登学 张友良 +2 位作者 丁秀丽 裴启涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1584-1595,共12页
数值流形方法中一般采用有限元网格或规则网格作为其数学覆盖系统,而规则的网格突出的优点是不需要适应求解域的边界和各种不连续面。采用规则的矩形网格作为数值流形方法中的数学网格,并借助适合分析的T样条实现了数值流形方法中的局... 数值流形方法中一般采用有限元网格或规则网格作为其数学覆盖系统,而规则的网格突出的优点是不需要适应求解域的边界和各种不连续面。采用规则的矩形网格作为数值流形方法中的数学网格,并借助适合分析的T样条实现了数值流形方法中的局部加密。适合分析的T样条定义在一个限制的T网格上,其基函数具有线性无关、单位分解、局部加密等许多重要性质,使得其非常适合用于工程设计及分析。当对一个适合分析的T网格加密后,所产生的新的网格往往不再是适合分析的T网格。基于此,提出了一种简单的数学网格加密算法,该算法能保证局部加密后的数学网格仍然是适合分析的。算例结果表明:在应力集中区和裂纹尖端等应力梯度较大区域,该算法均具有较强的适用性。 展开更多
关键词 数值流形方法 规则网格 局部加密算法 适合分析T样条
乌东德左岸地下厂房洞室群施工期围岩变形特征及反馈分析 被引量:1
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作者 董志宏 钮新强 +4 位作者 丁秀丽 翁永红 裴启涛 张练 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第S2期326-336,共11页
对陡倾层状岩层中乌东德水电站左岸地下厂房洞室群施工期围岩变形特征和支护体系受力进行分析,以主厂房为重点,采用现场原位监测、地质调查、数值仿真反馈等多手段研究岩体结构及岩性差异对巨型洞室围岩变形及松弛影响,分析变形随开挖... 对陡倾层状岩层中乌东德水电站左岸地下厂房洞室群施工期围岩变形特征和支护体系受力进行分析,以主厂房为重点,采用现场原位监测、地质调查、数值仿真反馈等多手段研究岩体结构及岩性差异对巨型洞室围岩变形及松弛影响,分析变形随开挖时空变化规律、浅层锚杆与深层锚索对岩体结构控制效应。研究结果表明,地下厂房围岩位移为0~40 mm,位移较大部位出现在主厂房上游边墙中部、B类角砾岩区域以及'小夹角'部位;开挖揭露量级较大部位主要受岩体结构面及角砾岩岩性控制,结构面对施工爆破开挖敏感,施工期洞室最大位移达到65 mm,深部结构面张开位移是该部位主要位移;锚索(杆)支护起到了很好的控制作用。位移主要发生在开挖施工期,且随着开挖过程表现出台阶型特征,时效性特征不明显,洞室群总体稳定较好,支护系统处于正常工作状态。 展开更多
关键词 地下工程 施工期 监测反馈分析 变形特征 陡倾岩层 B类角砾岩
基于地应力水平评价的围岩潜在破坏模式研究 被引量:1
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作者 张传庆 +2 位作者 周辉 崔国建 杨凡杰 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期3187-3195,共9页
围岩破坏模式分析是地下工程围岩稳定性分析、控制和支护设计的基础。经典破坏模式分类体系缺乏对深部高应力破坏问题的考虑,而已有考虑高应力破坏问题的分类方法较多地反映了岩石力学问题,弱化了对工程地质条件的分析。为此,基于围岩... 围岩破坏模式分析是地下工程围岩稳定性分析、控制和支护设计的基础。经典破坏模式分类体系缺乏对深部高应力破坏问题的考虑,而已有考虑高应力破坏问题的分类方法较多地反映了岩石力学问题,弱化了对工程地质条件的分析。为此,基于围岩工程地质条件评价和地应力水平评价,综合考虑岩体结构类型、完整程度、岩质类型、围岩级别和地应力等因素,建立围岩潜在破坏模式分类体系。该分类方法适用于浅部到深部、低应力到高应力等各种情况,将更加适用于深部高应力地下工程,且以工程地质评价为基础的特点使其更便于现场工程师的理解和应用。 展开更多
关键词 地下工程 地应力水平 破坏模式 高应力 围岩分级
含隐裂隙柱状节理玄武岩单轴力学特性研究 被引量:1
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作者 胡伟 邬爱清 +2 位作者 陈胜宏 张利洁 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期1880-1888,共9页
对含原生隐裂隙的玄武岩试样开展单轴压缩试验,并同步采集岩样变形破坏过程中的声发射信息,结合试样的结构特征对试验结果进行系统分析,研究结果表明:(1)隐裂隙影响试样的压缩破坏特征,试样受原生隐裂隙的切割,其压缩变形破坏... 对含原生隐裂隙的玄武岩试样开展单轴压缩试验,并同步采集岩样变形破坏过程中的声发射信息,结合试样的结构特征对试验结果进行系统分析,研究结果表明:(1)隐裂隙影响试样的压缩破坏特征,试样受原生隐裂隙的切割,其压缩变形破坏模式为隐裂隙尖端裂纹的扩展、裂隙面之间的剪切滑移以及由裂隙面剪切变形而引起张拉破裂等构成的剪切-张拉型变形破坏模式。(2)受原生隐裂隙的影响,试样在变形破坏阶段,应力-应变曲线呈“锯齿”状;(3)含隐裂隙的玄武岩天然平均单轴抗压强度为106MPa,低于同场地完整的隐品质玄武岩;且试样中隐裂隙越发育,其强度越低;(4)加卸载过程中,不同类型的变形所引发的声发射信号特征不一样,永久应变所引发的声发射信号幅值比弹性应变所引发的高;(5)试样在破坏之前,内部破裂较少,声发射数保持平稳,进入变形破坏阶段后,声发射数激增;试样中的隐裂隙对声发射能量具有吸收效应,而当隐裂隙闭合时,吸收效果减弱。 展开更多
关键词 岩石力学 柱状节理玄武岩 隐裂隙 单轴压缩 力学特性 声发射
基于改进Sheorey模型的地应力估算方法及应用
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作者 裴启涛 丁秀丽 +2 位作者 张雨霆 罗超文 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2017年第5期36-43,共8页
地应力是地下工程的基本荷载之一,垂直应力一般可采用上覆岩层压力计算,而水平应力却很难确定。Sheorey建立的静弹性热力学模型在国际上认可度非常高,但该模型未涉及构造作用影响的区域性差异,且没有解决最大、最小水平主应力的各... 地应力是地下工程的基本荷载之一,垂直应力一般可采用上覆岩层压力计算,而水平应力却很难确定。Sheorey建立的静弹性热力学模型在国际上认可度非常高,但该模型未涉及构造作用影响的区域性差异,且没有解决最大、最小水平主应力的各自分布特征问题。文章通过引入区域构造应力修正系数,并结合弹性力学理论,对Sheorey模型进行改进,提出了弹性岩层中水平地应力估算方法。为进一步考察该方法的有效性与实用性,以福建梅花山隧道为依托,进行了原岩应力及岩体模量现场测试工作,并将实测地应力值与计算值进行对比。研究结果表明:理论计算值和实测值存在一定的误差,这主要是由局部地质构造及岩体非均匀性引起的,但在误差允许范围内,仍可满足工程精度要求。 展开更多
关键词 铁路隧道 地下工程 地应力 弹性岩层 Sheorey模型 估算方法
地应力与岩体模量关系的理论及试验研究 被引量:3
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作者 裴启涛 丁秀丽 +1 位作者 罗超文 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2016年第4期889-897,共9页
岩体模量(弹性模量及变形模量)是工程岩体力学特性的基础参数之一,研究地应力状态与岩体模量之间的关系具有重要意义.基于静弹性热力学模型原理,结合弹性理论,推导了水平主应力与岩体性质参数的定量关系,并对地应力与岩体模量的关系... 岩体模量(弹性模量及变形模量)是工程岩体力学特性的基础参数之一,研究地应力状态与岩体模量之间的关系具有重要意义.基于静弹性热力学模型原理,结合弹性理论,推导了水平主应力与岩体性质参数的定量关系,并对地应力与岩体模量的关系进行了探讨.在此基础上,以赣龙铁路梅花山隧道为依托,开展了围岩应力及岩体模量参数的现场测试工作,并将实测成果与理论分析进行对比.结果表明:当埋深影响较小时,花岗岩中的水平主应力与岩体模量呈线性正相关关系;当埋深相差较大时,深度对地应力及岩体模量的影响均不可忽略,水平主应力与岩体模量一般呈非线性关系,需要进一步研究;对花岗岩中的岩体弹性模量和变形模量与水平主应力之间的相关性进行对比发现,岩体变形模量与水平主应力的相关性更好.研究成果可为工程岩体力学参数取值及评价提供借鉴. 展开更多
关键词 地应力 弹性岩层 岩体模量 原位试验 相关性分析
高地应力条件下锦屏一级主厂房围岩松弛深度形成规律和支护时机研究 预览 被引量:2
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作者 杨静熙 刘忠绪 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期775-787,共13页
近年来我国西部已建成发电或正在建设的一批大型、特大型水电工程,其地下洞室群多处于高山峡谷地区,地质条件复杂、地应力较高。受高地应力影响,施工期洞室群围岩易出现不同程度的变形破坏,并常常导致超常规深度的围岩松弛。本文结... 近年来我国西部已建成发电或正在建设的一批大型、特大型水电工程,其地下洞室群多处于高山峡谷地区,地质条件复杂、地应力较高。受高地应力影响,施工期洞室群围岩易出现不同程度的变形破坏,并常常导致超常规深度的围岩松弛。本文结合锦屏一级水电站主厂房围岩松弛长期物探检测成果,系统分析了围岩松弛深度的形成、发展和演化趋势,再采用数值分析手段,通过围岩位移、塑性区发展趋势来研究最佳支护时机,研究表明:高地应力地区厂房轴线宜尽量与最大主应力σ1方向平行,能有效减小时效变形导致的不同部位不同程度的围岩松弛;洞室分层开挖时,围岩松弛深度的80%在本层开挖后间隔2~3层时形成;相比开挖后滞后支护,及时支护围岩位移量、塑性区明显较小,因此及时支护为最佳支护时机。研究成果对高地应力条件下大型地下洞室轴线选择、支护设计、支护时机选择具有参考意义。 展开更多
关键词 锦屏一级水电站 高地应力 地下洞室 松弛深度 支护时机
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陡倾角层状岩层大型地下厂房施工期围岩变形开裂机理研究 预览
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作者 周述达 丁秀丽 +3 位作者 裴启涛 卢波 吴勇进 《四川大学学报:工程科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期90-98,共9页
针对乌东德水电站右岸地下主厂房在引水洞下平段L3支洞顶拱开挖过程中,7#、8#机组段上游边墙出现的围岩变形快速增长和沿层面开裂等变形破坏现象,结合地质、监测、物探及施工资料,分析主厂房围岩变形与破坏特征。基于此,从岩体结构... 针对乌东德水电站右岸地下主厂房在引水洞下平段L3支洞顶拱开挖过程中,7#、8#机组段上游边墙出现的围岩变形快速增长和沿层面开裂等变形破坏现象,结合地质、监测、物探及施工资料,分析主厂房围岩变形与破坏特征。基于此,从岩体结构、地应力状态、施工过程等角度出发,结合3维离散元数值仿真手段,对围岩变形开裂机制进行综合论证和深入探讨。结果表明:小夹角顺倾下游的陡倾层状岩体结构是造成7#、8#组段上游边墙变形快速增长并呈现一定时效特征的地质基础;L3支洞顶拱施工速度过快,从而产生了强烈的围岩卸荷扰动效应,导致上游边墙围岩一定深度范围内岩体沿层面张开和滑移,引起围岩变形的突然性快速增长;陡倾角层状岩体的围岩变形开裂特征对L3支洞顶拱开挖规模及扰动较为敏感,合理控制岩体开挖规模及卸荷扰动效应能够有效地减小围岩变形、结构面错动和张开现象。研究成果可为类似陡倾角大跨度地下工程开挖的稳定性分析及支护设计提供借鉴。 展开更多
关键词 地下工程 乌东德水电站 陡倾角岩层 变形开裂机理 3维离散元
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考虑地应力分布形式的坝址区初始应力场二次反演方法 被引量:2
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作者 裴启涛 丁秀丽 +3 位作者 卢波 付敬 韩晓玉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2961-2970,共10页
在建的乌东德水电站区域构造运动强烈,断层、褶皱及节理较为发育,加之河谷纵横、沟谷深切,导致该区域岩体地应力分布极为复杂,非线性特征显著。为准确获取坝址区初始地应力场的分布特征,通过对地应力分布形式进行优化,提出了考虑地应力... 在建的乌东德水电站区域构造运动强烈,断层、褶皱及节理较为发育,加之河谷纵横、沟谷深切,导致该区域岩体地应力分布极为复杂,非线性特征显著。为准确获取坝址区初始地应力场的分布特征,通过对地应力分布形式进行优化,提出了考虑地应力张量分布特征的岩体应力场二次反演方法。首先,将地应力张量分解成自重应力、构造应力及非线性应力3个部分,同时依据坝址区地形地貌、地质构造及非均匀性岩层等因素,构建FLAC3D计算模型,利用叠加法原理对坝址区初始地应力场进行一次反演。然后,主要考虑坝址区附近小规模构造及局部开挖条件的影响,构建三维离散元(3DEC)精细模型,同时从一次反演中提取精细模型的初始地应力侧压系数和自重修正系数,并利用均匀设计法进行优化,对精细模型进行二次反演。研究结果表明:一次反演计算获得的初始应力场整体上与实际情况吻合较好,但在局部构造附近与实测值相差较大;二次反演考虑局部地质构造及开挖条件的影响,同时结合一次反演的计算成果,各测点的应力计算值与实测值基本一致;通过将大型商业软件FLAC~(3D)和3DEC相结合来反演复杂条件下工程区初始应力场,在一定程度上实现了岩体应力场在大范围内整体连续、小范围内受局部地质构造等影响导致不连续分布的特点。该研究方法可为类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 地下工程 初始应力场 地应力分布形式 反演 数值模拟
锦屏一级水电站右岸导流洞衬砌破坏特征三维数值模拟
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作者 马玉岩 廖成刚 +2 位作者 侯东奇 冯梅 《水电能源科学》 北大核心 2016年第1期107-110,共4页
针对锦屏一级水电站右岸导流洞衬砌结构开裂、破坏现象,基于锦屏一级水电站右岸地下厂房和导流洞地质资料,建立了三维地质概化模型,利用三维数值模拟方法模拟了其破坏机制,分析了右岸导流洞衬砌结构破坏的成因。结果表明,右岸导流洞所... 针对锦屏一级水电站右岸导流洞衬砌结构开裂、破坏现象,基于锦屏一级水电站右岸地下厂房和导流洞地质资料,建立了三维地质概化模型,利用三维数值模拟方法模拟了其破坏机制,分析了右岸导流洞衬砌结构破坏的成因。结果表明,右岸导流洞所赋存的地质环境是其开裂破坏的基本条件,复杂的受力条件和受主厂房持续开挖卸荷的影响以及副厂房端墙和导流洞之间岩柱应力场发生过大规模持续地叠加调整,引起持续重复地扰动是其开裂破坏的主要原因,为导流洞加固设计提供了技术支撑。 展开更多
关键词 锦屏一级水电站 右岸导流洞 衬砌破坏 三维数值模拟
构皮滩软岩流变模型原位载荷蠕变试验研究 被引量:1
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作者 熊诗湖 周火明 +1 位作者 蒋志明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期53-57,共5页
针对构皮滩水电站破碎页岩进行2点原位刚性承压板载荷蠕变试验,采用1级循环加载方式,试验压力为工程应力水平,试验历时1686,2299 h。试验揭示了该软岩如下蠕变特性:在工程应力下,岩体经历起始阶段减速蠕变和682,910 h较长时间的等速蠕... 针对构皮滩水电站破碎页岩进行2点原位刚性承压板载荷蠕变试验,采用1级循环加载方式,试验压力为工程应力水平,试验历时1686,2299 h。试验揭示了该软岩如下蠕变特性:在工程应力下,岩体经历起始阶段减速蠕变和682,910 h较长时间的等速蠕变后,蠕变速率趋于零,总体呈衰减蠕变,并不发生塑性流动;卸荷后,经历瞬时回弹、弹性后效,存在较大的残余变形,残余变形大于总变形的50%。提出一种加载呈弹性、卸载不回弹的单向弹簧元件[HI]描述残余变形,将其与广义Kelvin模型串联组成变异广义Kelvin模型,该模型结构简单,可综合描述软岩加载呈衰减蠕变、卸载存在较大残余变形的蠕变特性。视岩体体积变形为弹性、畸变遵循变异广义Kelvin模型,基于相应性原理推导了岩体表面蠕变方程,以岩体蠕变方程拟合试验蠕变曲线,得到了模型参数。 展开更多
关键词 岩石力学 页岩 软岩 载荷蠕变 构皮滩 KELVIN 原位试验
基于损伤控制方法的大理岩非线性剪胀特性试验研究 被引量:5
16
作者 汪斌 朱杰兵 +2 位作者 邬爱清 张利洁 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期981-987,共7页
剪胀角是描述岩石体积膨胀扩容的常用参数,在非关联流动法则中,连续介质理论通常假设剪胀角为0;在关联流动法则中,其值恒定且等于内摩擦角。岩石三轴压缩全过程体应变曲线表明,其体积剪胀性依赖于围压和塑性参量,破坏过程中不仅其特征... 剪胀角是描述岩石体积膨胀扩容的常用参数,在非关联流动法则中,连续介质理论通常假设剪胀角为0;在关联流动法则中,其值恒定且等于内摩擦角。岩石三轴压缩全过程体应变曲线表明,其体积剪胀性依赖于围压和塑性参量,破坏过程中不仅其特征强度随围压和塑性参量呈非线性变化,而且剪胀特性也表现出非线性特征。基于塑性力学理论,针对锦屏大理岩损伤控制的全过程三轴加、卸载试验,采用双参数非线性函数拟合方法建立了能同时考虑围压效应和塑性参量的非线性剪胀角模型。结果表明,对于大理岩、中硬岩,在破坏过程中扩容行为强烈依赖围压和岩石塑性参量,均表现出先快速增加至峰值后,随着塑性变形增加逐渐减小的非线性演化规律。提出的双参数非线性剪胀角模型很好地描述了岩石破坏过程中的体积扩容特性,其结果对于研究地下工程围岩应力变化诱发的围岩剪胀破坏机制、体积扩容膨胀区范围预测和围岩支护的合理设计均具有一定的理论和工程应用价值。 展开更多
关键词 剪胀角 损伤控制 塑性参量 三轴加卸载试验 非线性剪胀角模型
乌东德层状岩体卸荷力学特性原位真三轴试验研究 被引量:2
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作者 熊诗湖 钟作武 +2 位作者 唐爱松 杨宜 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期3724-3731,共8页
针对乌东德水电站地下厂房尾水洞薄层大理岩化白云岩进行原位真三轴试验,研究工程岩体卸荷条件下的变形和强度特性。试样为方柱体,长50 cm、宽50 cm、高100 cm,包含20~30条层面,制备时预加压力以减小卸荷松弛。先实施地应力水平下的变... 针对乌东德水电站地下厂房尾水洞薄层大理岩化白云岩进行原位真三轴试验,研究工程岩体卸荷条件下的变形和强度特性。试样为方柱体,长50 cm、宽50 cm、高100 cm,包含20~30条层面,制备时预加压力以减小卸荷松弛。先实施地应力水平下的变形试验,然后模拟洞室开挖时围岩应力调整情况,先加载轴向压力、然后卸载垂直层面方向的围压至试样破坏。试验结果表明:(1)变形具有正交各向异性。垂直层面方向变形模量与平行层面方向变形模量的比值为0.34~0.69。平行层面加载时层面张开,侧胀系数为0.52,反之,垂直层面加载时层面压密,侧胀系数为0.25;(2)塑性变形较大。在一个加卸荷循环中,卸荷残余变形与加载变形的比值为0.4~0.8;(3)加载变形模量与侧压正相关,垂直层面方向的卸荷回弹模量与侧压负相关;(4)卸荷变形具有非线性,卸荷回弹模量与卸荷应力差的相关关系可用负指数式描述;(5)垂直层面方向应力卸荷时,试样破坏型式为沿层面的剪切破坏,体积变形未经历压缩,而是持续、加速扩容;(6)基于沿层面剪切破坏的破坏模式,得到层面Mohr-Coulomb强度参数;视试样为均质岩体,得到岩体Mohr-Coulomb强度参数和Drucker-Prager强度参数。分析各类强度参数的适用性。 展开更多
关键词 岩石力学 层状岩体 真三轴试验 卸荷 乌东德 原位
现场岩体力学试验伺服控制与数据采集系统的研制与应用
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作者 李维树 卢阳 +1 位作者 王中豪 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期3775-3780,共6页
针对目前国内原位岩石力学试验技术还停留在手工加卸载和人工记录的落后现状,成功开发了原位岩石力学试验伺服控制与数据采集系统,重点介绍它的工作原理、结构特点及关键技术。该系统具有以下特点:(1)压力自动伺服控制与数据采集,精度高... 针对目前国内原位岩石力学试验技术还停留在手工加卸载和人工记录的落后现状,成功开发了原位岩石力学试验伺服控制与数据采集系统,重点介绍它的工作原理、结构特点及关键技术。该系统具有以下特点:(1)压力自动伺服控制与数据采集,精度高;(2)可靠性高、性能稳定;(3)仪器操作简单、数据处理方便;(4)适用于所有的原位岩石力学试验项目并具有突出的优点。用该系统对大渡河丹巴水电站引水系统的二云片岩开展6点变形和12点岩体直剪原位试验,获得变形试验及直剪试验的全过程曲线,试验表明二云片岩具有显著的各向异性特征。该系统的研制成功将为深入研究复杂工程岩体的变形及强度特性提供新手段。 展开更多
关键词 岩石力学 现场岩体力学试验 伺服控制 自动采集 研制与应用
节理岩体大型地下洞室群开挖支护过程离散元分析 预览 被引量:2
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作者 王帅 唐爱松 +1 位作者 熊诗湖 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第11期131-135,共5页
依托大岗山水电站工程的地下洞室群,运用离散元法模拟了不同地质结构组合切割条件下地下洞室开挖支护过程,研究锚杆支护对不同岩体结构变形、应力状态、损伤区影响的改善作用,探讨了节理岩体中锚杆加固机理.结果表明:锚杆加固作用是随... 依托大岗山水电站工程的地下洞室群,运用离散元法模拟了不同地质结构组合切割条件下地下洞室开挖支护过程,研究锚杆支护对不同岩体结构变形、应力状态、损伤区影响的改善作用,探讨了节理岩体中锚杆加固机理.结果表明:锚杆加固作用是随着节理相对错动和应力调整逐步发展的;受限于锚杆与结构面这种相互作用机制,锚杆并不能有效改善围岩应力状态;锚杆加固作用主要体现在增强结构面抗剪强度和抗拉强度上,提高了关键块体的安全系数并阻止块体的塌落;通过与监测数据对比表明,离散元锚杆单元模型可反映出工程实践中锚杆对岩体的支护效果. 展开更多
关键词 锚杆 地下洞室群 不利地质结构 离散元 节理 大岗山水电站
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红层坝基重力坝深层滑动模式及抗力角论证 预览 被引量:1
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作者 付敬 +1 位作者 吴勇进 职承杰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第11期66-70,86共6页
亭子口大坝是修建在典型红层地区的混凝土重力高坝,岩层地质特点是地层倾角平缓,软弱夹层较多,这对大坝的深层抗滑稳定十分不利.在现阶段,等K法仍是重力坝深层抗滑稳定的主要分析方法,但在实际操作中,抗力角的不同取值对安全系数结果影... 亭子口大坝是修建在典型红层地区的混凝土重力高坝,岩层地质特点是地层倾角平缓,软弱夹层较多,这对大坝的深层抗滑稳定十分不利.在现阶段,等K法仍是重力坝深层抗滑稳定的主要分析方法,但在实际操作中,抗力角的不同取值对安全系数结果影响很大.重点分析了亭子口重力坝坝基深层抗滑稳定安全性,采用有限差分强度折减方法和刚体极限平衡等安全系数法对比研究了坝基深层滑面的差异和变化规律,探讨了刚体极限平衡方法中抗力角的合理取值,可为重力坝坝基抗滑稳定设计提供参考依据. 展开更多
关键词 红层地区 重力坝坝基 抗滑安全系数 刚体极限平衡法 有限差分
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