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。     

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩卸荷损伤数值试验研究

白鹤滩水电站坝基的柱状节理玄武岩具有明显的卸荷损伤特性。为研究这类特殊岩体的卸荷损伤规律,通过变形试验和强度试验获取卸荷过程中柱状节理刚度和强度的定量表达式,并结合离散元方法提出了一种考虑岩体卸荷损伤的数值算法。在此基础上,建立了柱状节理玄武岩的离散元数值模型,开展开挖卸荷过程中柱状节理玄武岩力学特性的损伤规律研究。数值结果表明:岩体卸荷参量从6.0 MPa卸载到1.0 MPa的过程中,柱状节理玄武岩竖直向和水平向的弹性模量分别降低64.8%和86.3%;黏聚力分别降低18.3%和46.1%;内摩擦角分别降低8.4%和64.7%;柱状节理玄武岩具有显著的卸荷损伤特性,在开挖卸荷过程中变形参数和强度参数均有较大幅度的降低,且水平方向的降低程度大于竖直方向。研究成果可为工程开挖方式和支护形式的选取提供有益参考。     

膨胀土自膨胀率预测中的两种分析方法

通过建立一种模型对自由膨胀率进行预测.膨胀土自由膨胀率预测分两个阶段:①合理选择判别指标;②用选取的指标建模.人工神经网络具有高度的非线性映射能力,通过样本的学习,实现输入与输出之间的非线性映射.然样本指标的选择会影响神经网络的学习能力,从而影响最后结果预测的准确有效性.通过结合南水北调东线一期工程-刘老涧站土样作样本,采用回归分析选取最优判别指标及采用BP神经网络预测膨胀趋势相结合,比单纯采用BP神经网络或回归分析结果更准确,具有可推广性.     

基于水致弱化效应的库岸边坡动态稳定研究

为研究库水对库岸边坡岩土材料的弱化机理,将水致弱化效应具体分为干湿循环弱化及长期饱水弱化两种,并根据相关试验给出了水致弱化效应的数学表达式。采用Geo-Studio进行地下水渗流场的动态计算,结合Morgenstern-Price法计算水库运行期间稳定性系数的变化过程,从而提出一种考虑水致弱化效应的库岸边坡动态稳定性计算方法。将该方法运用于三峡库区某库岸边坡的实例研究中,计算结果表明,在水库运行初期,边坡稳定性降幅较大,随后趋于稳定并只随库水位变动而出现周期性波动,研究结果与实际情况相符。     

基于永久位移比理论的岩质边坡动力稳定性研究

提出了一种新的岩质边坡动力稳定性评价方法，该方法以岩质边坡沿滑动面的地震永久位移作为失稳判据，结合动力强度折减法，给出一个物理意义明确的指标用以评价岩质边坡的动力稳定性。采用E. Hoek和J. W. Bray提供的典型算例对所提方法进行说明和验证，并对各烈度地震作用下楔形体边坡的动力稳定性规律进行研究，取得了较好的结果。将该方法应用于汶川地震区岩质边坡实例研究中，所得稳定性分析结果与实际地质调查情况相符，验证了方法的工程实用性和有效性。