考虑卸荷损伤的柱状节理岩体开挖特性研究

通过建立柱状节理岩体径向应力比与力学劣化系数的数学关系,获取柱状节理岩体卸荷损伤效应的定量表达式。结合FLAC~(3D)提出一种考虑卸荷损伤的柱状节理岩体开挖分析方法,实现岩体单元的力学参数在开挖过程中随实际应力状态得到动态调整。在此基础上开展柱状节理岩体试验洞的开挖特性分析。结果表明,考虑卸荷损伤的计算数据与实测数据基本吻合,试验洞围岩的位移、体积应变增量和塑性区均随开挖断面的逐步增加而增大,且呈边墙最大,底板次之,拱顶最小的分布规律。最后采用体积应变增量大于0.10%和塑性区作为岩体松弛的综合判别指标,其分析结果与钻孔声波测试数据相一致。     

西藏尼洋河多布水电站主要工程地质问题的勘察与评价

西藏尼洋河多布水电站建筑物区覆盖层深厚,工程地质条件十分复杂,存在不均匀沉降变形、渗漏渗透稳定、承载力偏低、砂层液化等工程地质问题;右岸坝肩边坡卸荷松动深厚,存在边坡稳定及绕坝渗漏问题。文章针对主要工程地质问题进行勘察和评价,为工程设计和施工处理提供可靠依据。     

砂土原位应力场中的灌注桩成孔卸荷收缩理论解

为了探究钻孔灌注桩在竖向成孔时伴随的孔周土体径向应力的卸荷情况,基于SMP屈服准则及非相关联流动法则,探讨了初始原位应力场条件下砂土竖向钻孔孔周存在的2个塑性区的应力状态工况,并推导了该工况的应力场、位移场的解答,给出了工况判别标准。结果表明:静止侧压力系数K₀、土体内摩擦角φ的选取关系到孔周塑性区半径r_e,r_p的变化,对塑性区的产生和发展有很大影响;不同K₀和泥浆重度r_mud下的孔壁相对位移、孔壁应力均随着钻孔深度的增大而呈线性增大,孔壁相对位移随K₀增大而增大,随r_mud的增大而减小,但孔壁径向和环向应力并不随K₀的改变而改变;砂土竖向成孔的孔周塑性区范围几乎沿深度不发生变化,塑性半径r_p对钻孔孔壁环向应力有较大影响。提出的理论解对于砂土初始原位应力场中的灌注桩成孔卸荷问题具有一定的理论意义。     

列车振动作用对紧邻盾构隧道变形影响研究

针对新建盾构隧道近距离穿越既有运营隧道的超复杂施工工况,通过物理相似模型试验研究 了盾构施工和地铁列车移动耦合作用下既有运营隧道的变形规律,分别获得了不同穿越顺序下既有隧 道的纵向变形曲线,并就不同穿越顺序影响进行了对比分析,给出了多线叠交新建盾构隧道合理穿越顺 序。试验结果显示:“先下后上”施工将会引起既有隧道更大的纵向沉降变形;“先上后下”下穿阶段既 有隧道的沉降量在其沉降总量中的占比更大,沉降速率更快,且两种穿越顺序下,既有隧道的纵向变形 集中在下穿隧道中心线左右１．４倍隧道外径范围内;同等施工水平条件下,“先上后下”穿越方案更有利 于既有运营隧道的保护。     

雅鲁藏布江流域枯水期化学风化及 CO2 消耗

基于雅鲁藏布江流域枯水期干支流地表径流、泉水、地下水以及降水样品,对主要离子、pH、TDS和CO_2消耗进行分析,研究枯水期水化学特征及成因,并分析流域化学风化速率及CO_2消耗通量。结果表明:流域水体总体呈现弱碱性,地表径流TDS均值约为世界河流的2.3倍,和长江流域相似,但远低于黄河流域。岩石风化是地表径流离子来源的主要影响因素。碳酸盐风化、硅酸盐风化和蒸发盐风化分别占离子来源的46.3%、28.6%和21.3%,碳酸盐风化速率和硅酸盐风化速率分别为1.43t/(km~2·a)和1.11t/(km~2·a),对应的CO_2消耗速率为0.80×10~5mol/(km~2·a)和0.55×10~5 mol/(km~2·a),枯水期化学风化速率和CO_2消耗速率较小。     

石人水库边坡开挖卸荷有限元模拟分析

水利水电工程建设是我国新能源战略的重要组成,在水利工程建设中经常会遇到岩体开挖后边坡失稳现象。岩体开挖是一种物理卸荷作用,研究卸荷理论和其数值计算方法对水利工程设计意义重大。基于国内外研究进展,首先利用Mohr-Coulomb强度准则对岩体卸荷强度参数进行分析。随后利用ANSYS软件建立了边坡开挖有限元模型,并计算了边坡开挖卸荷过程中的应力分布和塑性区分布。最后对边坡位移和描杆轴力进行分析,对比了考虑卸荷效应和未考虑卸荷效应的区别。     

坝基岩体开挖卸荷松弛特征分析及加固措施——以锦屏一级拱坝为例

结合高地应力环境下锦屏一级坝基岩体开挖卸荷松弛特征,分析了坝基岩体开挖不同锚固措施的加固效果,并根据工程现场坝基岩体开挖锚固措施的试验成果,对高地应力环境下坝基岩体不同开挖加固方案进行了对比分析,提出了锦屏一级坝基岩体的开挖实施方案,有效地降低了开挖卸荷松弛对坝基岩体质量的二次损伤。建议在河床高地应力部位实行先锚后挖的施工程序,保护层开挖滞后时间为2~3个月。     

高陡边坡深部卸荷张拉裂缝的成因机制探讨

在高地应力地区,一些特定的高陡边坡,其内部发育有大量的深部张拉裂缝,水平深度可达200 ~300 m,甚至更深,超出了工程经验中对卸荷改造规律的认识,合理解释这一特殊的工程地质现象成为工程地质学的新课题。通过对前人研究成果的分析和总结,从边坡岩体的赋存环境、岩体结构和地质构造等方面,对深部张拉裂缝的成因机制进行了进一步的探讨。从现阶段的研究结果看,这种深部卸荷张拉裂缝对边坡稳定性只是产生局部的影响,但这些深部裂缝在内动力作用或充水的条件下,裂缝可能会进一步扩大发展,对边坡的稳定性起到控制作用。     

三峡库区宝塔坪滑坡形成机制研究

宝塔坪滑坡是三峡库区现有成因复杂的巨型老滑坡之一,长期以来,工程界对其形成机制一直有着不同的认识。通过详细的现场调查和对勘察资料的深入分析,基于滑坡形态和结构特征,进一步探讨了宝塔坪滑坡的形成机制和演化过程。研究发现：滑坡发育受控于巴东组三段泥灰岩内部及其与二段泥岩之间的层间错动带、坡体后部卸荷裂隙带和长江下切提供的高陡临空面。根据巴东组四段紫红色泥岩在滑坡区不同高程的分布和滑坡结构分析,滑坡形成及演化具有典型“多期活动,逐级牵引”模式。该滑坡共分3期活动历史,地质力学模式均为“临空面形成-卸荷裂隙带发育-泥化的层间错动带塑流沉陷-蠕滑拉裂-滑面贯通”。每期活动牵引后部坡体变形,进而重复前一期的变形破坏过程。     

高地应力场岩体深部卸荷断裂带的梯度项塑性算法分析

以梯度项塑性理论为基础,对锦屏一级左岸典型深卸荷带地质特征进行了分析。该理论认为岩体内部局部卸荷软化参数不在其局部范围内确定,而是由积分点及其邻域所在影响范围来确定,且在应力应变关系中引入带塑性应变的梯度项。锦屏一级左岸地区二维和三维分析结果均显示了深部屈服现象,其与现场勘探出现的深部卸荷带裂缝位置具有空间分布上的一致性。数值计算中的梯度项塑性屈服,特别是在具备一定高地应力围压的条件下,即是岩体卸荷破裂,直至应力局部释放,最终趋于形成相对稳定的局部卸荷带。其计算结果较为可靠,分析结果与该地区出现的深部卸荷裂缝特征基本相符。