一、岩体裂隙化程度与岩体变形参数的关系研究(论文文献综述)
宋晓康[1](2021)在《裂隙岩体力学参数的结效应及尺寸效应研究》文中提出岩体工程结构的稳定性往往取决于对岩体介质力学特性的理解与把握。岩体中结构面的存在形成了岩体中复杂的结构特征,岩体的力学响应受到所包含的结构面的几何及力学特征的很大影响。正确认识裂隙岩体的力学性质,对于合理研究岩体工程的稳定性和安全性具有重要的理论及现实意义。本文以裂隙岩体为研究对象,采用颗粒流离散元方法,构建具有随机裂隙网络特征的等效岩体模型,并对其开展数值加载试验,研究裂隙岩体力学参数的结构效应和尺寸效应,主要研究内容及成果如下:(1)建立了含一组随机裂隙的等效岩体模型,分析了裂隙密度、裂隙倾角均值、裂隙倾角分布特征、裂隙直径分布特征等结构特征对裂隙岩体力学参数的影响规律,探讨了裂隙岩体力学参数的结构效应,结果表明:裂隙密度、裂隙倾角均值对力学参数的影响较大;当裂隙倾角均值为60°时,Fisher分布常数对力学参数的影响较大,而对于其它裂隙倾角均值的情况,Fisher分布常数的影响较小;裂隙直径的幂律分布指数对力学参数的影响较小;单轴抗压强度对于离散裂隙网络几何参数的敏感性最大,弹性模量的敏感性最小。(2)表征单元体(REV)是岩体性质趋于稳定时的最小岩体尺寸。根据裂隙的地质参数,构建了包含三组裂隙、不同尺寸的裂隙网络模型,选取裂隙密度参数P32和P31来表征裂隙网络模型的结构特征,计算得到P32和P31随模型尺寸的变化规律。结果表明,P32和P31表现出明显的尺寸效应,设定变化差值率和变异系数都小于10%作为REV尺寸的量化指标,最终确定裂隙岩体的几何REV尺寸为3m×3m×6m。(3)结合裂隙网络模型和标定得到的完整岩块和裂隙的细观参数,构建了不同尺寸的等效岩体模型,对其开展了一系列单轴压缩数值试验,计算得到单轴抗压强度和弹性模量随模型尺寸的变化规律。结果表明,单轴抗压强度和弹性模量表现出明显的尺寸效应,依据相同的量化指标得到单轴抗压强度的REV尺寸为5m×5m×10m,弹性模量的REV尺寸为3m×3m×6m。(4)对不同尺寸的等效岩体模型开展不同围压条件下的三轴压缩数值试验,计算得到不同围压下峰值强度和弹性模量随模型尺寸的变化规律,并依据相同的量化指标得到各力学参数的REV尺寸。结果表明,围压的作用对裂隙岩体力学参数的尺寸效应有一定的影响,围压有弱化结构面效应的作用,在所研究的围压范围内,峰值强度和弹性模量的REV尺寸随围压的增大表现出减小的趋势。(5)保持岩块和裂隙的力学特性不变,通过改变裂隙网络的几何参数,分析裂隙密度、裂隙直径、裂隙产状分布特征对单轴抗压强度REV尺寸的影响。结果表明:随着裂隙密度P32的增大,单轴抗压强度的REV尺寸有减小的趋势;随着裂隙直径的增大,单轴抗压强度的REV尺寸逐渐增大;Fisher分布常数K的变化对单轴抗压强度REV尺寸基本没有影响。
杨舜[2](2021)在《强降雨入渗—采动卸荷耦合下裂隙岩体变形破裂特征研究》文中指出强降雨入渗和采动卸荷长期耦合下,岩体原有节理裂隙面的演化、扩展和贯通所诱发的系列边坡灾害给我国南方地区金属矿山深凹露天和地下安全开采提出了严峻挑战。本文以江西德兴铜矿露天转地下开采为工程背景,通过地质调研,现场取样和室内物理力学试验,预制不同含水率、不同裂隙长度和不同裂隙倾角试样进行单轴压缩对比试验,并运用PFC数值模拟软件对不同含水状态、不同埋深、不同裂隙分布、不同加卸载方式和不同孔隙水压力下的岩石进行数值模拟,分析强降雨入渗—采动卸荷耦合下高陡岩质边坡裂隙岩体的力学特性和裂隙扩展特征,为露天边坡开采和地下围岩支护提供必要的理论支撑,得到的主要结论如下:(1)不同含水状态下岩石随着含水率的增加,均呈现出压密阶段增长,弹性阶段缩短,脆性特征减弱,屈服现象明显的规律。破坏模式先出现剪切破坏,随后出现拉伸-剪切组合破坏,次生裂隙均沿着预制裂隙两端向试样上下两端扩展,并出现少量崩落区,含水率越高,裂纹产生数目越多,破坏形式更为复杂。(2)岩石抗压强度与含水率、裂隙长度均呈负线性关系,与裂隙倾角呈负指数关系;岩石弹性模量与含水率、裂隙长度均呈负指数关系,与裂隙倾角呈正指数关系。含水率对岩石抗压强度和弹性模量的影响最大,其次为裂隙长度,裂隙倾角对试样抗压强度的影响最小。(3)不同埋深岩体,初始地应力越大,其峰值应变逐渐减小,延性降低,峰后跌落速率更快,脆性特征更明显,在进行地下深部开挖时,开挖面尚未卸荷完成,围岩及覆岩就可能发生破坏。卸荷完成后,开挖临空面加快裂隙岩体的破坏。(4)不同裂隙分布岩体,加卸载过程中平行双裂隙试样轴向位移更大,裂隙压密现象更为明显,平行双裂隙和交叉双裂隙岩石均出现位移突跳和应力突然跌落现象,岩石内部裂隙扩展具有阶段性和突发性,因裂隙扩展和岩桥贯通方式不同,其突跳和跌落现象也不一致。(5)不同卸荷速率条件下,卸荷速率越快,对岩体应变影响越大,卸荷完成,出现应力跳跃点,横向应变增加速率变大,试样在卸荷方向变形剧烈,扩容现象非常显着,越易产生脆性破坏。(6)不同孔隙水压力条件下,孔隙水压力增加,试样抗压强度降低,峰值应变减小,孔隙水压力加快了岩石破坏的进行,水对岩石材料起到软化作用,并在微观裂纹和颗粒之间容易形成应力集中和水力压裂现象,对试样裂纹的发展发育起到促进作用。(7)孔隙水压和采动卸荷耦合条件下,岩石破坏进程加快,破坏形式更为复杂,整体表现为拉伸破坏为主,剪切破坏为辅,临近开挖卸荷面的一端裂隙扩展幅度更大,并与预制裂隙中部出现的裂纹有贯通趋势,最终试件被预制裂隙及两端产生的翼型拉裂隙从试件中部贯通,试件完全破坏,失去承载能力。
杜怡韩,聂德新,黄博,张墨[3](2021)在《西南地区坝基深部玄武岩工程地质特性研究》文中研究指明受自身高强度和形成条件影响,西南地区玄武岩深部岩体具有几何尺寸上的不完整性和力学特性上的似完整性,同一位置采用不同指标划分岩体结果不同。鉴于现有测试手段和评价方法,深部玄武岩工程地质特性研究具有相当难度。岩体透水率、纵波波速等指标能较好反映岩体工程特性,其测试方法相对简便,且与岩体力学参数有较好的相关性,故可用于深部玄武岩结构、风化、卸荷划分,利用纵波波速、吕荣值与变形模量的相关性推算深部岩体变形参数,辅以室内试验,最终综合评价深部玄武岩。以西南某水电站坝基玄武岩为例,综合坝址区平硐、钻孔纵波速度、吕荣值、力学参数等指标获得坝基岩体质量分级方案,并进行岩体划分,为该水电站建基面选择提供依据。
刘相如[4](2020)在《断续裂隙岩石常规三轴压缩力学行为及破坏机理研究》文中进行了进一步梳理经历过长期的地质构造运动,岩体内部通常会包含各种不同类型的缺陷如:断层、节理、孔洞和裂隙等,由于这些缺陷的存在使得岩体结构表现为显着的非均质性、非连续性和各向异性。裂隙岩体一般处于三向受力状态,且裂隙分布和受力状态是影响裂隙岩体力学行为的重要因素。因此,本文采用自主研制的长方体岩石常规三轴压缩及测量装置,结合GCTS岩体动态三轴仪开展三轴压缩下裂隙岩体力学行为的研究,对岩体工程稳定性评价具有重要指导意义。本文依托国家自然科学基金项目(51179189,51734009)和江苏省杰出青年基金项目(BK20150005),以含裂隙红砂岩为研究对象,采用室内试验、数值模拟及理论分析相结合的方法,进行了以下研究工作:(1)采用自主研制的长方体岩石常规三轴压缩及测量装置,结合GCTS岩体动态三轴仪,开展了完整砂岩和单裂隙砂岩的常规三轴压缩试验。单裂隙砂岩的强度随着围压的增大呈线性增大,破坏模式则由张拉劈裂破坏向剪切破坏转变。结合三维CT扫描结果,单轴压缩下试样裂纹分布特征复杂,三轴压缩下具有明显的剪切特征,揭示了单裂隙岩石内部损伤机理。引入裂隙初始损伤变量,建立了裂隙岩石损伤统计本构模型,基于室内试验结果验证了本构模型的正确性。(2)基于单裂隙砂岩损伤破裂机理研究的基础上,开展了共面双裂隙砂岩和非共面双裂隙砂岩的常规三轴压缩试验。结合CT扫描结果,在试样的破裂特征方面,双裂隙砂岩试样较单裂隙砂岩试样表现出明显的三轴压缩破裂特征。双裂隙试样的破裂模式受到预制裂隙的影响较围压影响大,裂隙的分布特征主导试样的最终破裂特征。基于声发射数据,采用K-Means算法进行裂纹类型分析,单轴压缩作用时,岩桥倾角对试样的破裂过程具有显着影响,而在三轴压缩作用时,试样的破坏主要为剪切/混合裂纹主导。(3)采用PFC构建了裂隙砂岩试样,基于完整砂岩的常规三轴压缩室内试验结果进行了细观参数的标定,进而开展了单裂隙砂岩、共面双裂隙砂岩及非共面裂隙砂岩常规三轴压缩模拟,从强度、变形和破坏模式等三方面验证了该数值模拟方法的可行性,为后续分析裂隙岩体损伤破裂机理奠定基础。(4)基于数值模拟方法探究裂隙岩体常规三轴压缩损伤破裂过程,分析微裂纹、位移场及力场的演化过程,从细观层面研究了裂隙倾角、岩桥倾角及围压对裂隙砂岩损伤演化的影响。同时根据微裂纹倾角,定义了6种裂纹类型,其中张拉型微裂纹所占比例最高,拉剪型微裂纹次之,而压缩型微裂纹所占比例最低,其他类型微裂纹所占比例与围压及裂隙几何分布有关,从细观层面上揭示裂隙岩体常规三轴压缩损伤破裂机理。
申通[5](2019)在《峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡形成机制研究》文中进行了进一步梳理中国西南地区峨眉山玄武岩广泛分布,多形成深切峡谷地貌,往往被选为大型水电工程大坝坝位的理想场所。历史上峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡造成了大量人员伤亡、财产损失以及深远的环境效应。而对于这类滑坡的孕育过程,目前在国内外缺乏较为深入系统的总结与研究,难以满足中国西南地区高位大型滑坡危险性的客观评价。因此,对于峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡形成机制的研究,具有重要的科学和现实意义。论文以峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡为研究对象,运用遥感解译、现场大比例尺调查、室内试验以及数值模拟等研究手段,对滑坡分布特征、发育特征、地质类型、启动条件、运动演化过程等方面展开深入研究,在此基础上结合西南地区独特的地质环境条件、峨眉山玄武岩体的工程地质特性以及滑坡运动学的研究成果,对峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡的形成机制进行了系统分析,取得了以下主要认识与进展:(1)峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡在西南地区高烈度高山峡谷区最为发育。滑坡在空间上主要沿大型河流的干流及其支流呈条带状密集成群分布,在研究区内主要形成4个分布区:金沙江上游及各级支流分布区(滑坡数量占比为35%)、金沙江中下游及各级支流分布区(滑坡占比为51%)、大渡河中游及各级支流分布区(滑坡占比为9%)、大渡河下游及各级支流分布区(滑坡占比为5%)。多孕育于顺层中倾、中缓倾斜坡结构的坡体中。(2)西南地区峨眉山玄武岩由多个溢流旋回组成,如溪洛渡地区发育14个溢流层,具有巨厚层构造、岩体强度高、软硬相间的特点。强烈的构造改造致使峨眉山玄武岩多期褶皱叠加,切层节理及层间剪切错动发育;新构造期强烈内、外动力耦合,在玄武岩分布区形成地形反差极大的峡谷地貌,谷坡岩体强烈卸荷,河谷区凝灰岩水岩相互作用强烈,顺倾斜坡层间结合力大幅度降低。(3)峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡主要分为3种地质类型:隔挡式背斜翼部顺层滑坡、单斜中缓倾高位顺层滑坡和断层上盘顺层滑坡。隔挡式背斜翼部顺层滑坡发育于隔挡式褶皱的背斜侧翼。由于峨眉山玄武岩属于脆硬性岩,褶皱作用在埋深数千米深度的脆韧性环境中完成,在背斜与向斜过渡带因产状突变形成折断带,平面及剖面X长大节理发育,将玄武岩切割成板状结构体。该带岩体破碎,溪流、沟谷沿该带发育,玄武岩顺层谷坡坡脚临空,岩体因坡脚蠕变发生顺层滑移,削弱层间结合力,强震事件最终造成岩体拉裂失稳。单斜中缓倾高位顺层斜坡因层面倾角小于坡角,致使高位斜坡凝灰岩出露位置(潜在剪出口)与坡脚之间的高差达数百米,上部坡体在重力作用下沿凝灰岩向临空面顺层滑移,后缘拉裂,并受到卸荷风化、流水侵蚀等其他不利因素的耦合作用,最终在强震触发下发生大规模顺层高位滑坡。断层上盘顺层斜坡坡脚有断层通过,坡脚临空后断层带受压塑性挤出,牵动斜坡岩体顺层滑移,大幅度削弱层间结合力,当与两侧长大结构面耦合形成侧裂面时,形成巨型顺倾板状结构体;在强震等外力作用下断层附近的岩体能够发生拉破坏,以压致-滑移-拉裂模式而形成大型高位滑坡。(4)峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡的形成机理:硬岩夹软岩的岩性组合,强烈的构造改造致岩体断层、节理及层间错动发育;活跃的新构造运动使变形、破裂的峨眉山玄武岩形成峡谷地貌,河谷应力场背景下岩体强烈卸荷及水-岩的反复作用,斜坡岩体顺层滑移、顺侧裂面剪切,层间联结力及斜坡岩体整体性遭到彻底破坏,分割的顺倾板状结构体在地震惯性力作用下突然失稳形成大型高位滑坡。因此,滑坡孕育经历了长期的“变形累积”和“触发失稳”两个阶段。变形破坏模式主要有折断-滑移-拉裂,滑移-拉裂,压致-滑移-拉裂三种类型,典型代表分别为马湖滑坡、矮子沟滑坡及脚盆坝滑坡。玄武岩滑坡能够发生远程滑动,需要满足4个要素:滑坡体处于高位,具有较高的势能;滑源区存在原生结构面及构造结构面分割的结构体,岩体的碎裂化程度较高;解体后的颗粒近乎等轴状(球度好),缺乏细颗粒物质;滑坡体启程剧动后,颗粒间摩擦耗能偏弱,能够长时间保持高速运动。(5)通过室内滑槽模型试验对高位滑坡碎屑流运动学特性进行研究:破碎程度较高的玄武岩碎屑颗粒具备较好的颗粒球度(研究区内颗粒球度值在0.6以上的碎屑颗粒占比约为60%),球度良好的颗粒在运动过程中易发生弹跳和滚动现象,这种运动方式下颗粒与滑面的有效摩擦系数更低,并且在运动过程中具有动量传递作用,使玄武岩碎屑颗粒表现出更强的运动性,进而能够滑动更远的距离,滑坡的治灾范围也会更大。(6)运用三维离散元数值模拟软件3DEC对滑坡运动堵江全过程进行分析,可划分为四个连续的运动阶段:启程活动阶段,近程活动阶段,高速远程碎屑流阶段,堆积堵江阶段。研究结果表明,随着滑源区坡体高程的增加,斜坡水平及竖直向加速度均存在显着的放大效应,结构面附近地震加速度产生倍增效应(放大约6~7倍),地震加速度的显着放大是地震诱发高位滑坡的主要原因。
庄端阳[6](2019)在《开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究》文中进行了进一步梳理大型地下水封石油洞库兼具大储量、高安全性、强应急能力、低造价、节约土地资源等优点,是目前国际上石油(气)等能源储存的主要方式之一。由于地下水封石油洞库通过在地下水位以下一定深度开挖大型洞室,采用天然地下水和人工水幕系统的水封作用将油品封存在洞室内,所以洞库围岩渗流和稳定性是其建设过程中面临的基础科学问题。在强卸荷开挖作用下,洞库围岩易发生地下水渗漏和围岩失稳等问题,这些问题本质上是呈级序分布的不同尺度破坏相互耦合作用,并在洞库围岩上的串级显现的结果。本文从大型地下水封石油洞库围岩变形破坏的多尺度特性出发,集成洞库围岩节理数字摄影测量、RFPA(Rock Failure Process Analysis)数值试验和工程数值仿真的优势,提出一种大型地下水封石油洞库多尺度等效力学分析方法。同时,基于地下水封石油洞库微震监测,研究开挖过程中的洞库围岩微破裂时空分布特征,圈定和识别开挖作用下洞库围岩优势渗流通道,揭示开挖作用下洞库围岩失稳机理及其前兆规律,为地下水封石油洞库渗漏和失稳灾害的分析预警提供理论依据和技术支撑。本文主要完成内容有如下几个方面:(1)借助数字摄影测量和节理网络模拟技术,确定锦州某地下水封石油洞库围岩节理产状的分布概型及其概率分布特征参数,建立洞库围岩三维随机节理网络。采用RFPA数值试验方法,反分析洞库围岩细观力学参数。在此基础上,结合宏观节理网络模型,开展不同尺寸节理岩体数值试验,研究节理岩体力学参数的尺寸效应,获取节理岩体REV及其等效力学参数。基于岩体宏一细观等效原理,考虑岩石细观非均匀和宏观节理随机分布特征,提出了一种洞库围岩多尺度等效力学分析方法,实现对洞库围岩力学响应的多尺度等效数值仿真分析。(2)依托锦州某地下水封石油洞库工程,采用期望误差估计与主动触发测试相结合的方法优化微震传感器空间阵列。在此基础上成功构建了国内首套地下水封石油洞库施工微震监测系统,所构建的微震系统平均定位精度达到7.5 m,实现了对强卸荷开挖作用下的洞库围岩微破裂信息进行24小时连续监测。揭示了开挖过程中洞库围岩微破裂的时空分布规律,建立了围岩微震活动性与开挖施工之间的响应关系,确定了锦州某地下水封洞库储油洞室爆破开挖影响区范围达到120m,与经验公式法确定的爆破影响区范围基本一致。(3)突破传统以水位、水量等表观信息为依据进行洞库地下水渗漏分析的思路,着眼于围岩微破裂的连通特性及其扩展趋势,提出了基于微震监测的地下水封石油洞库围岩优势渗流通道三维实时识别方法。采用新生破裂面矩张量分析方法,获取开挖作用下围岩新生微破裂产状,基于图论模型和图的优先遍历方法,根据洞库渗流场数值模拟得到的围岩孔隙水压力的高低设置优势渗流通道的搜索优先级,查明开挖作用下围岩新生微破裂的空间连通性,圈定和识别了研究区域内的5条优势渗流通道,并通过水幕孔供水数据及现场踏勘验证了优势渗流通道方法的有效性。(4)基于岩石破坏过程中的能量耗散原理,讨论了开挖卸荷作用下大型地下水封石油洞库围岩能量转化形式及其演化规律,揭示了开挖卸荷作用下洞库围岩的能量积聚、释放和转移现象(3E现象),论证了采用微震能量分析洞库围岩能量演化及其稳定性的可行性。根据微震能量密度的演化特征,追踪开挖过程中围岩的3E现象,圈定洞库围岩的危险区域,并结合基于多尺度等效力学方法的围岩应力和变形分析,探究了洞库围岩的开挖稳定性,指出了累积视体积快速增长且微震能量密度显着增加的现象是洞室围岩失稳的前兆特征,为建立大型地下水封石油洞库稳定性的监测预警体系奠定基础。
汪大海[7](2020)在《浅埋超大跨隧道地层成拱机理及围岩压力研究》文中提出近年来,随着我国基础交通设施的完善,浅埋超大跨隧道的需求日益增长。虽然我国已积累了大量浅埋超大跨隧道修建的工程实践经验,但是相关理论储备仍较薄弱。目前,地层拱在浅埋隧道中的支护作用机制已得到广泛认可,但是大量工程经验及试验认知表明浅埋隧道地层拱理论中的部分假设过于简单,无法满足目前隧道工程发展的要求。另一方面,对于浅埋超大跨隧道,其地层拱作用机制将更加复杂,地层拱作用下的隧道围岩压力尚不明确。论文针对这一研究空缺,通过室内试验、现场试验、理论推导、数值计算等多种手段对浅埋超大跨隧道的地层拱作用机制进行了研究。本文研究内容概括性的可分为基于主应力偏转规律的浅埋隧道地层拱作用机制研究、地层渐进成拱机制研究、考虑分步施工效应及掌子面三维效应的地层组合成拱作用机制研究以及适宜于浅埋超大跨隧道的围岩压力计算方法讨论等4个主题。相较于既有地层拱理论,论文主要创新点包含:(1)通过隧道开挖引起的最大主应力偏转特征改进了极限状态下的地层拱力学模型、推导了该模型作用下的隧道覆土压力;(2)通过剪切面偏转的发展过程及剪切面偏转与主应力偏转之间的关系建立了地层渐进成拱力学模型,用以描述地层拱渐进发展过程中隧道覆土压力的连续变化;(3)考虑分步开挖导洞引起的地层扰动在二维平面及三维空间中的时空特性,提出了分步开挖作用下地层组合成拱力学模型,分析了导洞尺寸、中导洞岩柱临时支撑作用、导洞掌子面错距等关键因素对隧道覆土压力的影响。论文的研究工作及取得的主要研究成果如下:(1)研究了浅埋隧道开挖引起的地层拱中应力分布规律以及主应力偏转特征。研究表明:地层拱范围内,阻碍松动围岩滑动的剪切应力在地层拱边界位置集中;最大主应力迹线呈“上凸式”切向拱形式,最大主应力与水平方向夹角在隧道中心线位置为0,在地层拱边界剪切面上为?/4(10)?/2,从隧道中心线至剪切面该角度连续线性变化。(2)从浅埋隧道开挖引起的主应力偏转规律出发对Terzaghi地层拱理论进行了改进,提出了更适用于浅埋隧道的静态地层拱作用机制。通过有限元极限分析研究了以Terzaghi地层拱理论为原型的静态地层拱模型适用背景。研究表明:改进方法下的地层拱内应力分布更符合浅埋隧道开挖后的实际应力分布;静态地层拱模型适用于极限状态下的浅埋隧道覆土压力计算,极限状态下剪切面自隧道两侧倾斜发展至隧道上方,并于隧道上方垂直发展至地表,剪切面上调用摩擦角为围岩内摩擦角。(3)通过剪切面转动与主应力转动的关系建立了地层渐进成拱力学模型。研究表明:伴随浅埋隧道开挖的扰动,地层拱的渐进发展经历4个主要阶段,分别为弹性阶段、地层拱初始作用阶段、地层拱渐进发展阶段以及地层拱最终作用阶段;4个阶段对应的隧道覆土压力经历减小、最小、增长及稳定4个历程;(4)提出了考虑分步施工效应及掌子面支护效应的三维地层组合成拱模型。研究表明:对于分步施工的浅埋超大跨隧道,其地层拱组合作用机制包括二维平面内及三维空间中的地层组合成拱作用;二维平面中的地层组合成拱作用受导洞尺寸、中导洞未开挖岩体临时支撑作用、围岩强度等因素共同影响;三维空间内的地层组合成拱作用主要受导洞掌子面错距影响。(5)依托下北山浅埋超大跨四线高铁隧道,通过改进地层拱理论计算了隧道覆土压力。计算结果与监测数据、既有理论计算结果以及经验计算结果对比表明:Terzaghi地层拱理论及普氏理论计算值较实际值偏高,本文改进方法计算值与实测值较接近;基于Terzaghi岩体荷载分级系统及RMR岩体分级系统的围岩压力估计值偏高,基于Q系统的围岩压力估计值与实测值接近;谢氏理论计算值较实测值偏高。
边毓[8](2019)在《陕西某水库坝基岩体质量评价及抗剪断强度参数预测研究》文中研究指明岩体力学参数的确定一直是岩体力学研究中热点问题之一,力学参数取值直接影响设计方案及工程岩体稳定性,大多岩体工程发生问题都源于岩体力学参数估算取值的偏差。水利水电工程中,坝基岩体力学参数取值直接影响工程的安全运行与造价,是工程勘察设计重难点问题之一。对于投资大、工期长的大型工程,获取岩体力学参数最直接有效的方法即是岩体原位测试,但现场原位测试施工难度大、所需费用高,且试验结果会受到尺寸效应的影响。大量工程实践表明,岩块的强度与岩体强度之间存在一定的隐含联系,在工程应用中可利用岩石试验结果、原位试验以及现场调绘的资料来估算工程岩体力学参数,得出与岩体实际情况较接近的参数估算值。本文以陕西某水库坝基出露的奥陶系马家沟组灰岩为研究对象,结合坝址区岩石试验及原位测试结果,分析岩体结构面特征,评价建基岩体质量;收集相关岩体力学参数取值数据,运用机器学习方法建立岩体力学参数预测模型,并运用于坝基岩体力学参数估算,为水库工程坝体建设提供合理准确岩体力学参数建议值。研究结论如下:(1)对坝址区岩体结构面发育规模、性状进行分析,采用结构面宽度、间距、充填状态、延伸长度等指标,结合现行工程地质勘察规范,提出了适用于坝址区岩体结构面分级标准,将坝址区岩体结构面分为四级,分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级结构面。(2)选取岩体结构特征、纵波波速、完整性系数、变形模量、抗压强度等代表性指标将坝基岩体质量分为Ⅱ~Ⅴ类四级,且主要为Ⅱ~Ⅲ类岩体,并对各级岩体的可利用性作出判别。(3)建立了岩体抗剪断强度参数预测的支持向量机模型,并运用该模型预测水库坝基岩体抗剪断强度参数,模型精度检验结果显示预测误差较小,满足工程使用精度需求。
杨红鲁[9](2019)在《裂隙岩体注浆作用下变形与加固机理及应用》文中认为裂隙对岩体结构稳定性及力学性质的影响十分重要,裂隙岩体在注浆作用下的变形规律和加固性能对工程安全起到关键性的作用。在我国,裂隙岩体是诱发地下工程失稳和涌水的最关键因素之一,注浆作用下的裂隙岩体变形与加固机理成为亟待解决的重要科学问题。本文通过理论分析、数值模拟、室内试验与现场试验相结合的方法,获得裂隙岩体注浆过程中压力分布与岩体变形规律,提出了不同破坏模式与填充度下结构面抗剪强度计算方法,最终建立注浆加固后裂隙岩体强度计算模型,将研究成果应用到青岛地铁裂隙岩体注浆加固工程中,进行验证与完善,主要成果如下:(1)针对注浆作用下裂隙岩体变形规律,建立了流-固耦合浆液压力分布方程。根据卸载与重新加载两阶段理论,通过连续方程、质量守恒方程等关系推导裂隙岩体浆液扩散压力分布方程,并获得了裂隙岩体位移变形规律。对于单一裂隙,扩散距离随隙宽增大而逐渐增大,隙宽越小对注浆压力的敏感性越高。对于平行裂隙,较小裂隙最大变形位置发生变化,数值增大5倍。(2)基于微凸体及填充度理论,建立了单一裂隙岩体结构面抗剪强度计算公式。针对单一裂隙结构面加固强度问题,根据迎剪面与背剪面上粘接力,建立了不同正应力下裂隙结构面发生滑动、剪切和拉断三种破坏形式的抗剪强度计算公式;考虑填充度对结构面影响,依据填充度与抗剪强度关系,提出了填充作用下抗剪强度的计算公式,并发现在填充度达到0.2时,抗剪强度达到最大。(3)采用离散裂隙网络法(DFN),通过裂隙频率建立了关于裂隙岩体的整体强度计算模型。基于Hoek-Brown和Mohr-Coulomb强度失效准则,借助离散元颗粒流程序(PFC),建立裂隙岩体注浆加固强度数值模型。结果表明,加固后的裂隙逐渐发育过程与未加固相似,但破坏机制明显不同,强度明显增加;同时,加固强度随裂隙频率增大而逐渐降低,粘聚力c与内摩擦角φ也随之减小。(4)依托青岛地铁4号线人民会堂站加固工程,研究注浆作用下裂隙岩体变形与加固机理在实际工程中的适用性,对比分析浆液扩散范围、岩体变形和裂隙岩体强度三方面实测结果与理论和模拟结果。研究表明:裂隙岩体中浆液结石体留存位置、变形范围和加固后的整体强度在误差允许的范围内满足实际工程需要。
孙敬辉[10](2019)在《卸荷岩体力学特性及岩体质量评价研究 ——以杨房沟水电站坝肩边坡为例》文中研究说明杨房沟水电站位于凉山州木里县雅砻江中游河段,坝址区地形起伏较大,边坡高陡,处于岩体风化卸荷强烈的河段。本文基于对杨房沟水电站坝肩边坡的认识,结合工程区的工程地质条件以及卸荷特性,发现边坡岩体在开挖过程中存在较为严重的卸荷现象,而岩体开挖必然导致边坡应力场的变化,其力学特性与加载时是不同的;岩体在开挖卸荷时,力学特性发生变化,导致岩体质量劣化,可能会影响边坡的稳定性从而影响工程安全。因此针对于开挖岩体的力学特性和岩体质量,考虑卸荷这个因素是必要的,这样才能真实的反应开挖岩体的工程特征。论文选择杨房沟水电站坝肩边坡的节理岩体作为主要研究对象,以开挖卸荷条件下的岩体力学特性和质量评价为主要研究目标,通过室内试验对比分析节理岩体在加载和卸荷条件下的强度特性及变形特性,研究节理岩体在加卸荷条件下的力学参数,以及节理连通率、倾角对卸荷过程中力学参数的影响;结合现有边坡岩体质量评价体系SMR分类法,考虑卸荷作用对岩体质量的劣化作用,建立考虑卸荷因素的XSMR岩体质量评价方法。在研究过程中,主要通过现场岩体结构和卸荷特性的分析,确定以节理岩体的连通率和倾角作为研究变量。采用模拟材料浇筑不同连通率和倾角的试件以模拟现场节理岩体,以三轴卸荷试验模拟现场岩体的开挖卸荷;对节理岩体进行三轴加载和卸荷试验,以“节理岩体卸荷条件下的力学特性及参数分析为基础,开挖卸荷条件下的岩体质量评价为目标”作为总体路线和方法进行研究:(1)室内制作不同连通率、倾角的节理岩体,进行三轴加载和卸荷试验。(2)对节理试件在加载和卸荷条件下的强度特性、变形特性进行对比分析,分析节理岩体在加卸荷条件下的力学特性。(3)对比不同连通率、倾角节理试件的强度参数和变形参数,分析连通率、倾角对节理岩体在卸荷条件下力学参数的影响。(4)通过建立卸荷条件下的力学参数变化规律,结合现有的岩体岩体质量评价方法,建立考虑开挖卸荷的岩体质量评价方法。通过上述研究,主要取得如下成果:(1)节理岩体在三轴加载条件下,围压越大,强度越高,而且表现出越强的塑性特征;相较于加载试验,卸荷条件下节理试件的强度更低,应力跌落非常明显,破坏比较剧烈,破坏程度也更高,表现出较强的脆性特征。卸荷试验得出的粘聚力比加载情况下降低了16.7%,而内摩擦角升高了5.6%,说明卸荷破坏下的力学性质更差。(2)通过对加卸荷条件下的强度参数对比分析,随着节理连通率的增大,试件的强度减小,粘聚力和内摩擦角也相应降低;而且随着连通率的增大,粘聚力的降低程度逐渐变小,而内摩擦角升高程度与连通率间无明显规律。(3)针对不同节理倾角(30°、60°、90°)加卸荷试验的强度参数,试件倾角60°时的强度最小,相应的粘聚力和内摩擦角也最小,而倾角90°时的强度最大,相应的粘聚力和内摩擦角也最大;并且对于试件粘聚力的降低程度,倾角60°时最小,而倾角90°时最大,表现出较强的各项异性。(4)在节理岩体卸荷试验中,变形模量随卸荷量的增大不断减小;节理连通率越大,试件变形模量越小,而且变形模量的降幅有明显的增大。而泊松比随卸荷量的增大则不断升高且速率越来越大;节理连通率越大,试件的泊松比也越大,而且泊松比的增幅也有较为明显的增长。说明连通率越大,岩体变形参数劣化越快,岩体的劣化程度也更高。(5)针对不同节理倾角(30°、60°、90°)加卸荷试验的变形参数,倾角60°时的变形模量最小而泊松比最大,倾角90°时的变形模量最大而泊松比最小;并且对于试件在卸荷过程中的变化趋势,倾角60°时的变形模量降幅最大,泊松比的增幅也最大,倾角90°时的变形模量降幅最小,泊松比的增幅也最小。表现出强烈的各向异性特征。上述分析建立了节理连通率与加卸荷试验下粘聚力降幅之间的关系,建立了卸荷试验下节理连通率与变形模量降幅之间的关系。通过上述实验得出的变形模量的变化规律,结合现有的边坡岩体质量评价方法SMR分类法,建立了考虑开挖卸荷的XSMR岩体质量评价方法。
二、岩体裂隙化程度与岩体变形参数的关系研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、岩体裂隙化程度与岩体变形参数的关系研究(论文提纲范文)
(1)裂隙岩体力学参数的结效应及尺寸效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 裂隙岩体结构模型研究 |
1.2.2 裂隙岩体的结构效应研究 |
1.2.3 裂隙岩体的尺寸效应研究 |
1.3 研究内容、方法和技术路线 |
1.3.1 研究内容及方法 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 颗粒流数值试验方法 |
2.1 颗粒流程序基本原理 |
2.1.1 PFC的一般性质 |
2.1.2 计算原理 |
2.1.3 边界伺服机制 |
2.2 接触本构模型 |
2.2.1 线性模型 |
2.2.2 平行黏结模型 |
2.2.3 光滑节理模型 |
2.3 等效岩体方法 |
2.3.1 实现原理 |
2.3.2 细观参数标定方法 |
2.4 本章小结 |
第3章 裂隙岩体力学参数的结构效应研究 |
3.1 离散裂隙网络的几何参数 |
3.1.1 裂隙密度 |
3.1.2 裂隙倾角 |
3.1.3 裂隙直径 |
3.2 计算模型及试验方法 |
3.2.1 等效岩体模型的构建 |
3.2.2 单轴压缩数值试验 |
3.3 裂隙岩体力学参数的结构效应 |
3.3.1 裂隙密度的影响 |
3.3.2 裂隙倾角均值的影响 |
3.3.3 裂隙倾角分布特征的影响 |
3.3.4 裂隙直径分布特征的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 裂隙岩体几何及力学参数的尺寸效应研究 |
4.1 裂隙岩体几何参数的尺寸效应 |
4.1.1 三维裂隙网络的构建 |
4.1.2 几何参数REV的确定 |
4.2 等效岩体模型的构建 |
4.2.1 细观参数标定 |
4.2.2 不同尺寸的等效岩体模型 |
4.3 单轴压缩条件下裂隙岩体力学参数的尺寸效应 |
4.3.1 单轴压缩数值试验的应力-应变曲线 |
4.3.2 单轴抗压强度的尺寸效应 |
4.3.3 弹性模量的尺寸效应 |
4.4 三轴压缩条件下裂隙岩体力学参数的尺寸效应 |
4.4.1 三轴压缩数值试验 |
4.4.2 三轴压缩数值试验的偏应力-应变曲线 |
4.4.3 不同围压下峰值强度的尺寸效应 |
4.4.4 不同围压下弹性模量的尺寸效应 |
4.5 本章小结 |
第5章 裂隙网络几何参数对裂隙岩体强度参数尺寸效应的影响 |
5.1 裂隙密度对单轴抗压强度尺寸效应的影响 |
5.1.1 试验方案 |
5.1.2 单轴压缩数值试验结果 |
5.1.3 裂隙密度对单轴抗压强度REV尺寸的影响 |
5.2 裂隙直径对单轴抗压强度尺寸效应的影响 |
5.2.1 试验方案 |
5.2.2 单轴压缩数值试验结果 |
5.2.3 裂隙直径对单轴抗压强度REV尺寸的影响 |
5.3 裂隙产状分布特征对单轴抗压强度尺寸效应的影响 |
5.3.1 试验方案 |
5.3.2 单轴压缩数值试验结果 |
5.3.3 裂隙产状分布特征对单轴抗压强度REV尺寸的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(2)强降雨入渗—采动卸荷耦合下裂隙岩体变形破裂特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 裂隙岩体破裂机理研究现状 |
1.2.2 水-力耦合作用下裂隙岩体破坏机制研究现状 |
1.2.3 降雨-采动应力影响下裂隙岩体岩质边坡稳定性研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 现场工程概况 |
2.1 矿区概述 |
2.2 气象水文 |
2.3 边坡工程地质条件 |
2.3.1 断层分布规律 |
2.3.2 边坡岩体节理分布特征 |
2.4 边坡岩体物理力学性质试验 |
2.4.1 现场取样 |
2.4.2 试件制备 |
2.4.3 岩石抗拉试验 |
2.4.4 单轴、三轴压缩试验 |
2.5 本章小结 |
第三章 含水状态下裂隙边坡岩体变形破坏特征 |
3.1 试样制备及裂隙预制 |
3.1.1 试验精度要求 |
3.1.2 试验步骤 |
3.1.3 实验仪器设备 |
3.1.4 含水率测定试验 |
3.2 单轴压缩条件下裂隙岩体力学特性及破裂特征 |
3.2.1 不同含水状态下试样力学特性及裂隙扩展分析 |
3.2.2 不同裂隙长度试样力学特性及裂隙扩展分析 |
3.2.3 不同裂隙倾角试样力学特性及裂隙扩展分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 开挖卸荷过程中裂隙岩体变形破坏数值模拟研究 |
4.1 开挖卸荷应力路径 |
4.1.1 裂隙岩体模型 |
4.1.2 开挖卸荷应力路径 |
4.2 试验方案的确定 |
4.2.1 开挖卸荷对比试验方案 |
4.2.2 数值模拟试验方案 |
4.3 数值试验结果分析 |
4.3.1 模型伺服及参数标定 |
4.3.2 加卸载条件下试样变形特征分析 |
4.3.3 加卸载条件下试样裂隙演化特征分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 孔隙水压与采动卸荷条件下裂隙岩体变形破坏数值模拟研究 |
5.1 耦合条件下试验方案的确定 |
5.2 数值模拟试验结果分析 |
5.2.1 耦合条件下试样变形特征及裂隙扩展分析 |
5.2.2 耦合条件下试样裂隙演化特征分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(3)西南地区坝基深部玄武岩工程地质特性研究(论文提纲范文)
1 深部玄武岩工程地质特性 |
1.1 深部玄武岩岩体结构、岩体风化、卸荷划分 |
1.2 深部玄武岩力学参数 |
1.3 岩体质量等级划分 |
2 工程实例 |
2.1 工程概况 |
2.2 坝基玄武岩岩体结构特征 |
2.3 坝基岩体结构分类方案 |
2.4 岩体风化、卸荷划分 |
2.5 坝基深部玄武岩岩体参数 |
3 结论 |
(4)断续裂隙岩石常规三轴压缩力学行为及破坏机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容与技术路线 |
2 断续单裂隙砂岩常规三轴压缩力学行为试验研究 |
2.1 试验材料与试验程序 |
2.2 完整砂岩三轴压缩试验结果 |
2.3 单裂隙砂岩力学特性分析 |
2.4 单裂隙砂岩破坏特征分析 |
2.5 裂隙岩体损伤统计本构模型 |
2.6 本章小结 |
3 断续双裂隙砂岩常规三轴压缩力学行为试验研究 |
3.1 常规三轴压缩试验方案 |
3.2 常规三轴压缩下共面双裂隙砂岩力学行为试验研究 |
3.3 常规三轴压缩下非共面双裂隙砂岩力学行为试验研究 |
3.4 基于声发射的双裂隙砂岩裂纹演化机制分析 |
3.5 本章小结 |
4 断续裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学行为数值模拟研究 |
4.1 数值模拟方法 |
4.2 完整砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
4.3 断续单裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
4.4 断续共面双裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
4.5 断续非共面双裂隙砂岩常规三轴压缩宏观力学特性模拟结果 |
4.6 本章小结 |
5 断续裂隙砂岩常规三轴压缩细观破裂机理数值模拟研究 |
5.1 完整砂岩常规三轴压缩细观破裂机理模拟结果 |
5.2 断续单裂隙砂岩常规三轴压缩细观破裂机理模拟结果 |
5.3 断续共面双裂隙砂岩常规三轴压缩细观破裂机理模拟结果 |
5.4 断续非共面双裂隙砂岩细观破裂机理模拟结果 |
5.5 本章小节 |
6 裂隙岩体深埋引水隧洞工程应用 |
6.1 裂隙岩体深埋引水隧洞工程背景 |
6.2 裂隙岩体深埋引水隧洞数值模型的建立 |
6.3 裂隙岩体深埋引水隧洞围岩变形破坏机理分析 |
6.4 本章小节 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(5)峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡形成机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 高速远程滑坡的概念及运动特征研究 |
1.2.2 高速远程滑坡的研究手段 |
1.2.3 滑坡动力学机理的研究 |
1.2.4 峨眉山玄武岩滑坡实例研究 |
1.3 待解决的科学问题 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法及技术路线 |
1.5 论文主要创新点 |
第2章 区域地质背景 |
2.1 研究区大地构造背景及构造演化史 |
2.1.1 大地构造背景 |
2.1.2 区域构造及应力场演化史 |
2.1.3 新构造运动及地震 |
2.2 峨眉山玄武岩的时空分布及构造分区 |
2.3 峨眉山玄武岩的物理力学特性 |
2.4 本章小结 |
第3章 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡的发育规律 |
3.1 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡分布 |
3.2 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡发育特征 |
3.2.1 发育于构造强变形区 |
3.2.2 发育于强烈地貌切割区 |
3.2.3 发育于干流以及一、二级支流的高陡岸坡 |
3.2.4 发育于中倾、中缓倾顺向高陡岸坡 |
3.3 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡的类型 |
3.4 本章小结 |
第4章 隔挡式背斜翼部顺层滑坡的孕育机制-以马湖滑坡为例 |
4.1 滑坡区的地质环境 |
4.1.1 滑坡区地形地貌 |
4.1.2 滑坡区气象水文 |
4.1.3 滑坡区地质构造环境 |
4.1.3.1 马湖滑坡区断层发育特征 |
4.1.3.2 马湖滑坡区的褶皱发育特征 |
4.1.4 滑坡区地层岩性 |
4.1.4.1 下二叠统阳新灰岩(P_1y) |
4.1.4.2 上二叠统峨眉山玄武岩(P_2β) |
4.2 马湖滑坡群的发育特征 |
4.2.1 滑坡整体的形态特征 |
4.2.2 滑坡源区特征 |
4.2.3 滑坡堆积区形态及结构特征 |
4.2.3.1 滑坡Ⅰ期堆积体特征 |
4.2.3.2 滑坡Ⅱ期堆积体特征 |
4.2.3.3 滑坡Ⅲ期堆积体特征 |
4.2.3.4 滑坡Ⅳ期堆积体特征 |
4.2.3.5 滑坡Ⅴ期堆积体特征 |
4.3 马湖滑坡形成的控制因素分析 |
4.4 马湖滑坡孕育机制分析 |
4.4.1 累积损伤阶段 |
4.4.2 变形发展阶段 |
4.4.3 失稳剧动阶段 |
4.5 马湖滑坡的远程滑动机理分析 |
4.5.1 滑坡源区岩体结构的碎裂化 |
4.5.2 锁固段岩体的聚能效应 |
4.5.3 滑体具有高位势能 |
4.5.4 滑坡碎屑流在运动过程中的碰撞加速效应 |
4.6 本章小结 |
第5章 断层上盘顺层滑坡孕育机制-以脚盆坝滑坡为例 |
5.1 滑坡区的地质环境 |
5.1.1 滑坡区地形地貌 |
5.1.2 滑坡区地质构造环境 |
5.1.3 滑坡区地层岩性 |
5.1.4 滑坡区水文气象 |
5.2 滑坡分区及形态特征 |
5.2.1 汇流区特征 |
5.2.2 滑源区特征 |
5.2.3 碎屑流流通区特征 |
5.2.4 主堆积区特征 |
5.3 滑坡发生的主控因素分析 |
5.4 滑坡变形破坏机理分析 |
5.4.1 峨眉山玄武岩体的变形累积过程 |
5.4.2 峨眉山玄武岩体的触发失稳过程 |
5.5 滑坡碎屑流远程滑动机理分析 |
5.5.1 滑源区坡体的碎裂化程度对滑坡远程滑动的影响 |
5.5.2 滑坡体的持速效应 |
5.6 本章小结 |
第6章 单斜中缓倾高位顺层滑坡孕育机制-以矮子沟滑坡为例 |
6.1 滑坡区的地质环境概况 |
6.1.1 滑坡区地形地貌 |
6.1.2 滑坡区地层岩性 |
6.1.3 滑坡区地质构造及岸坡结构 |
6.2 滑坡基本特征 |
6.2.1 滑源区和高位高速下滑区特征 |
6.2.2 撞击碎裂区特征 |
6.2.3 高速碎屑流流通区特征 |
6.2.3.1 主流通区特征 |
6.2.3.2 铲刮区特征 |
6.2.3.3 碰撞爬高区特征 |
6.2.4 主堆积区、堰塞坝残体特征 |
6.3 古堰塞湖沉积物特征 |
6.4 矮子沟滑坡形成条件 |
6.4.1 滑坡剪出口与坡脚之间存在巨大的高差 |
6.4.2 有利于滑坡产生的坡体结构 |
6.4.3 软弱夹层的影响 |
6.4.4 强震作用是诱发岩体失稳滑动的关键因素 |
6.5 滑坡运动过程数值模拟 |
6.5.1 模型建立 |
6.5.2 最大不平衡力 |
6.5.3 加速度放大效应研究 |
6.5.4 高速远程滑坡-碎屑流全过程分析 |
6.5.4.1 启程活动阶段 |
6.5.4.2 近程滑动阶段 |
6.5.4.3 高速远程碎屑流阶段 |
6.5.4.4 堆积堵江阶段 |
6.6 本章小结 |
第7章 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡危险性分析 |
7.1 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡的规模 |
7.2 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡的运动性 |
7.2.1 峨眉山玄武岩碎屑颗粒运动特性的试验研究 |
7.2.2 物理模拟的相似分析以及试验材料的选择 |
7.2.3 试验装置设计 |
7.2.4 试验结果描述 |
7.2.5 分析与讨论 |
7.3 峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡的灾害链效应 |
7.4 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(6)开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景和研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 工程岩体多尺度力学研究 |
1.2.2 地下水封洞库围岩渗流特性与稳定性研究 |
1.2.3 地下洞室微震监测研究 |
1.3 本文主要研究内容与研究路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究路线 |
2 洞库围岩节理测量、统计与模拟 |
2.1 引言 |
2.2 工程背景 |
2.2.1 锦州某地下水封石油洞库工程概况 |
2.2.2 工程地质和水文地质条件 |
2.3 基于数字摄影测量的洞库围岩节理信息统计 |
2.3.1 数字摄影测量系统 |
2.3.2 洞库围岩节理测量和分组 |
2.3.3 洞库围岩节理参数概率分布规律 |
2.4 洞库围岩节理网络模拟 |
2.4.1 统计均质区划分及模拟区域 |
2.4.2 节理网络模拟参数 |
2.4.3 节理网络生成 |
2.4.4 节理网络模拟效果检验 |
2.5 本章小结 |
3 洞库围岩表征单元体及多尺度等效力学分析方法 |
3.1 引言 |
3.2 围岩细观力学参数反分析 |
3.2.1 RFPA基本原理 |
3.2.2 细观力学参数 |
3.3 洞库围岩尺寸效应及表征单元体 |
3.3.1 数值分析模型 |
3.3.2 尺寸效应分析 |
3.3.3 REV及其等效力学参数 |
3.3.4 等效力学参数的验证 |
3.4 洞库围岩多尺度等效力学分析方法 |
3.4.1 多尺度等效力学分析方法 |
3.4.2 案例分析 |
3.5 本章小结 |
4 地下水封石油洞库开挖过程微震活动特征研究 |
4.1 引言 |
4.2 洞库施工概况 |
4.3 洞库微震监测系统构建与测试 |
4.3.1 微震监测原理 |
4.3.2 微震监测系统构建 |
4.3.3 定位精度测试与波速优化 |
4.3.4 波形识别和噪声滤除 |
4.4 储油洞室开挖过程微震活动特征 |
4.4.1 定量微震学理论 |
4.4.2 微震时空分布规律 |
4.4.3 微震活动特征与开挖施工的响应关系 |
4.5 本章小结 |
5 开挖过程中的围岩优势渗流通道识别研究 |
5.1 引言 |
5.2 洞库施工期的围岩渗流规律 |
5.2.1 RFPA~(2D)-flow基本原理 |
5.2.2 典型洞库结构渗流规律分析 |
5.2.3 岩脉影响区渗流规律分析 |
5.3 新生微破裂的矩张量分析方法 |
5.3.1 矩张量理论 |
5.3.2 矩张量分析方法 |
5.3.3 计算案例 |
5.4 洞库围岩优势渗流通道识别 |
5.4.1 洞库围岩新生微破裂的空间分布 |
5.4.2 洞库围岩新生微破裂的连通性 |
5.4.3 围岩优势渗流通道识别 |
5.5 本章小结 |
6 开挖卸荷作用下洞库围岩能量演化规律与稳定性研究 |
6.1 引言 |
6.2 开挖卸荷作用下的洞库围岩能量演化规律 |
6.2.1 开挖卸荷作用下岩体能量种类 |
6.2.2 开挖卸荷作用下的岩体能量转化和3E现象 |
6.2.3 开挖过程中洞库围岩能量演化特征 |
6.3 基于多尺度等效力学分析的围岩稳定性 |
6.4 洞库围岩失稳的微震前兆 |
6.4.1 围岩失稳前兆分析方法 |
6.4.2 围岩失稳的微震前兆特征 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
附录 第2章中K-S单样本检验量临界值表 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(7)浅埋超大跨隧道地层成拱机理及围岩压力研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及目的 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 工程背景 |
1.1.3 研究目的 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 浅埋超大跨隧道国内外发展现状 |
1.2.2 经验方法在浅埋超大跨隧道围岩压力确定中的应用 |
1.2.3 收敛-约束法在浅埋超大跨隧道围岩压力确定中的应用 |
1.2.4 地层拱理论在浅埋超大跨隧道围岩压力确定中的应用 |
1.3 研究内容与方法 |
1.4 技术路线 |
2 基于主应力偏转角特征的地层拱极限平衡模型 |
2.1 Terzaghi地层拱理论及其在浅埋超大跨隧道应用中的不足 |
2.2 浅埋隧道地层拱内围岩应力分布 |
2.2.1 浅埋隧道数值计算试验 |
2.2.2 浅埋隧道松动区内应力分布 |
2.3 基于主应力偏转角分布特征的地层拱研究 |
2.3.1 考虑主应力偏转的地层拱理论回顾 |
2.3.2 无粘性地层改进地层拱理论推导 |
2.3.3 改进地层拱理论作用下松动区应力分布 |
2.4 粘性地层的改进地层拱理论 |
2.5 对比验证分析 |
2.5.1 改进解与数值计算对比 |
2.5.2 改进解与模型试验结果对比 |
2.6 改进方法适用性研究 |
2.7 本章小结 |
3 地层渐进成拱效应研究 |
3.1 地层渐进成拱机理 |
3.1.1 地层拱发展规律 |
3.1.2 浅埋隧道地层渐进成拱机理 |
3.2 地层渐进成拱力学模型 |
3.2.1 水平土条应力状态 |
3.2.2 剪切面上正应力与剪应力 |
3.2.3 地层渐进成拱模型微分平衡方程建立 |
3.2.4 地层拱发展过程中浅埋隧道松动土压力确定 |
3.2.5 剪切面位置主应力偏转确定 |
3.3 对比验证分析 |
3.4 粘性地层中地层渐进成拱力学模型 |
3.5 地层渐进成拱作用下的浅埋隧道覆土压力 |
3.5.1 浅埋隧道初始松动压力研究 |
3.5.2 剪切面达到地表时的极限变形研究 |
3.5.3 随变形发展的浅埋隧道覆土压力研究 |
3.6 本章小结 |
4 考虑分步施工效应及工作面三维效应的地层组合成拱作用 |
4.1 地层组合成拱作用机理研究 |
4.1.1 地层组合成拱作用基本假设 |
4.1.2 导洞等效几何尺寸计算 |
4.2 二维平面内地层组合成拱作用及隧道围岩压力研究 |
4.2.1 断面A围岩压力计算 |
4.2.2 段面B围岩压力计算 |
4.2.3 断面C围岩压力研究 |
4.3 三维空间中地层组合成拱作用及隧道围岩压力研究 |
4.4 本章小结 |
5 下北山隧道围岩力学行为 |
5.1 下北山隧道地质情况概述 |
5.2 下北山凝灰岩岩石力学性质及岩体节理产状 |
5.2.1 凝灰岩岩石力学性质 |
5.2.2 下北山隧道岩体节理产状 |
5.3 下北山隧道岩体分级及围岩力学性质研究 |
5.3.1 下北山隧道岩体分级 |
5.3.2 下北山隧道围岩力学性质研究 |
5.4 下北山围岩力学行为及隧道荷载类型研究 |
5.4.1 下北山围岩力学行为评估 |
5.4.2 下北山隧道荷载类型 |
5.5 本章小结 |
6 下北山浅埋超大跨四线高铁隧道围岩压力研究 |
6.1 下北山隧道收敛变形、土压力发展及初支受力研究 |
6.1.1 下北山隧道施工设计概述 |
6.1.2 下北山隧道监测布置 |
6.1.3 初支收敛变形 |
6.1.4 初支钢拱架受力 |
6.1.5 围岩-初支接触压力 |
6.2 下北山隧道地层拱发展数值反分析研究 |
6.2.1 数值反分析模型 |
6.2.2 下北山隧道数值反分析结果、监测数据对比分析 |
6.2.3 下北山浅埋超大跨隧道地层拱发展规律反演 |
6.3 下北山隧道围岩压力研究 |
6.3.1 基于地层组合成拱作用的下北山隧道围岩压力研究 |
6.3.2 基于经验方法的下北山隧道围岩压力研究 |
6.4 下北山隧道围岩压力比较 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
附录 A 经典地层拱理论总结 |
附录 B 下北山隧道围岩钻孔岩芯图 |
附录 C 下北山隧道地质信息采集及岩体分级评分 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)陕西某水库坝基岩体质量评价及抗剪断强度参数预测研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 岩体强度研究现状 |
1.2.2 岩体结构研究现状 |
1.2.3 岩体力学参数取值研究现状 |
1.3 研究内容、方法和技术路线 |
1.3.1 研究内容及方法 |
1.3.2 技术路线 |
2 水库工程地质概况 |
2.1 区域地质 |
2.1.1 区域地质构造 |
2.1.2 新构造运动与地震 |
2.2 坝址区工程地质条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 地层岩性 |
2.2.3 地质构造 |
2.2.4 岩体风化与卸荷 |
2.2.5 水文地质条件 |
2.3 本章小结 |
3 岩体物理力学试验及成果统计分析 |
3.1 坝址区岩石物理力学特性 |
3.2 岩体变形特性试验研究 |
3.2.1 试验方法 |
3.2.2 试验资料整理 |
3.2.3 试验结果分析 |
3.3 岩体抗剪(断)强度特性试验研究 |
3.3.1 岩体直剪试验 |
3.3.2 混凝土与岩体接触面直剪试验 |
3.3.3 岩体结构面中型直剪试验 |
3.4 本章小结 |
4 坝基岩体结构面分类与岩体质量分级 |
4.1 岩体结构面分类 |
4.1.1 分类方法及标准 |
4.1.2 水库工程岩体结构面分类 |
4.2 岩体质量分级 |
4.2.1 分级原则及办法 |
4.2.2 坝址区岩体质量分级 |
4.3 本章小结 |
5 基于机器学习的岩体抗剪断强度参数估算 |
5.1 机器学习概述 |
5.1.1 数据挖掘概念 |
5.1.2 如何进行数据挖掘 |
5.1.3 数据挖掘任务和应用 |
5.1.4 数据挖掘软件 |
5.2 支持向量机模型 |
5.3 岩体抗剪断强度参数影响因素 |
5.4 岩体抗剪断强度参数预测 |
5.4.1 探索性数据分析 |
5.4.2 数据挖掘预测模型建立 |
5.4.3 模型精度检验 |
5.5 陕西某水库岩体抗剪断强度参数预测 |
5.6 岩体变形参数取值 |
5.7 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)裂隙岩体注浆作用下变形与加固机理及应用(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 裂隙岩体注浆扩散理论 |
1.2.2 裂隙岩体结构面粘接强度理论 |
1.2.3 裂隙岩体注浆加固强度理论 |
1.3 存在问题、研究内容及技术路线 |
1.3.1 存在问题 |
1.3.2主要研究内容 |
1.3.3 研究技术路线 |
1.3.4 创新点 |
第2章 考虑流-固耦合效应的单一裂隙岩体注浆变形规律研究 |
2.1 注浆对裂隙岩体的卸载与重新加载作用 |
2.2 建立考虑流-固耦合效应的浆液扩散公式 |
2.2.1 单一裂隙浆液流动控制方程 |
2.2.2 考虑流-固耦合效应浆液压力分布方程的建立 |
2.3 单一裂隙岩体浆液扩散试验 |
2.3.1 试验目的与意义 |
2.3.2 试验仪器与材料 |
2.3.3 试验结果与数据分析 |
2.4 裂隙岩体注浆有限元模拟分析及变形规律研究 |
2.4.1 模型建立与控制方程 |
2.4.2 单一裂隙数值计算结果分析及规律 |
2.4.3 平行裂隙数值计算结果分析及规律 |
2.5 本章小结 |
第3章 考虑注浆粘接作用的裂隙结构面剪切强度研究 |
3.1 裂隙岩体结构面形态与破坏形式 |
3.1.1 规则结构面 |
3.1.2 不规则结构面 |
3.1.3 结构面破坏形态 |
3.2 试验方案设计 |
3.2.1 试验研究内容与实验材料 |
3.2.2 试块制作 |
3.2.3 实验室直剪实验 |
3.3 不考虑填充度的裂隙岩体结构面剪切特性研究 |
3.3.1 无填充结构面抗剪强度试验 |
3.3.2 基于结构面粘接性能下的滑动破坏 |
3.3.3 基于结构面粘接性能下的剪切破坏 |
3.3.4 基于结构面粘接性能下的拉断破坏 |
3.3.5 单一裂隙岩体结构面抗剪强度 |
3.4 考虑填充度的裂隙岩体结构面剪切特性研究 |
3.4.1 注浆填充度 |
3.4.2 裂隙结构面剪切试验 |
3.4.3 考虑填充度的裂隙岩体结构面抗剪强度 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于PFC颗粒流计算裂隙岩体加固强度特性研究 |
4.1 裂隙岩体注浆加固强度计算 |
4.1.1 离散裂隙网络构建 |
4.1.2 Hoek-Brown和Mohr-Coulomb强度失效准则 |
4.1.3 裂隙岩体加固强度计算方法的建立 |
4.2 考虑加固作用的裂隙岩体PFC颗粒流计算模型 |
4.2.1 颗粒生成及假定 |
4.2.2 单元颗粒间力学模型 |
4.2.3 数值计算参数校准 |
4.2.4 裂隙岩体数值模型建立 |
4.3 基于数值计算结果的裂隙岩体加固特性计算与分析 |
4.3.1 加固后裂隙结构面模拟结果与分析 |
4.3.2 加固后裂隙岩体应力-应变模拟结果与分析 |
4.3.3 加固后裂隙岩体c、φ模拟结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 裂隙岩体注浆工程应用 |
5.1 工程概况 |
5.2 注浆加固方案设计 |
5.2.1 钻孔布置 |
5.2.2 注浆材料及参数 |
5.2.3 现场实施过程 |
5.3 注浆效果评价 |
5.3.1 扩散范围 |
5.3.2 地表隆起 |
5.3.3 加固强度 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的学术论文及参与项目 |
发表论文 |
参与项目 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(10)卸荷岩体力学特性及岩体质量评价研究 ——以杨房沟水电站坝肩边坡为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状概述 |
1.2.1 卸荷岩体力学特性研究现状 |
1.2.2 岩体质量评价研究现状 |
1.2.3 杨房沟水电站坝址区研究现状 |
1.3 主要研究内容和技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方法和技术路线 |
第2章 地质环境背景 |
2.1 工程概况 |
2.2 区域地质概况 |
2.3 坝址区工程地质条件 |
2.3.1 地形地貌 |
2.3.2 地层岩性 |
2.3.3 地质构造 |
2.3.4 水文地质 |
2.3.5 地应力特征 |
2.4 物理地质现象 |
2.4.1 岩体风化特征 |
2.4.2 岩体卸荷特征 |
第3章 加卸荷岩体强度及变形特性试验研究 |
3.1 试验方案设计 |
3.1.1 试验设备 |
3.1.2 试样设计与制作 |
3.1.3 试验方案及设计 |
3.2 加卸荷典型应力应变曲线 |
3.2.1 常规三轴加载试验 |
3.2.2 三轴卸荷试验 |
3.3 加卸荷岩体强度特性研究 |
3.3.1 岩体强度理论 |
3.3.2 加卸荷试验应力应变曲线对比分析 |
3.3.3 加卸荷试验强度参数分析 |
3.4 加卸荷岩体变形特性研究 |
3.4.1 变形参数选取 |
3.4.2 加卸荷试验应变应变曲线对比分析 |
3.4.3 加卸荷试验变形参数分析 |
第4章 卸荷岩体力学参数劣化规律研究 |
4.1 卸荷岩体强度参数劣化研究 |
4.1.1 节理连通率对加卸荷强度参数的影响 |
4.1.2 节理倾角对卸荷强度参数的影响 |
4.2 卸荷岩体变形参数劣化研究 |
4.2.1 节理连通率对卸荷变形参数的影响 |
4.2.2 节理倾角对卸荷变形参数的影响 |
4.3 卸荷岩体力学参数劣化规律研究 |
4.3.1 强度参数劣化规律 |
4.3.2 变形参数劣化规律 |
第5章 坝肩边坡卸荷岩体质量评价研究 |
5.1 岩体质量分级方法 |
5.1.1 岩体质量指标(RQD法) |
5.1.2 《工程岩体分级标准》(BQ法) |
5.1.3 RMR(SMR)分类法 |
5.2 边坡开挖卸荷岩体质量劣化分析 |
5.3 考虑开挖卸荷的XSMR岩体质量评价方法 |
5.4 坝肩边坡岩体质量评价研究 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
四、岩体裂隙化程度与岩体变形参数的关系研究(论文参考文献)
- [1]裂隙岩体力学参数的结效应及尺寸效应研究[D]. 宋晓康. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]强降雨入渗—采动卸荷耦合下裂隙岩体变形破裂特征研究[D]. 杨舜. 江西理工大学, 2021(01)
- [3]西南地区坝基深部玄武岩工程地质特性研究[J]. 杜怡韩,聂德新,黄博,张墨. 安徽工程大学学报, 2021(02)
- [4]断续裂隙岩石常规三轴压缩力学行为及破坏机理研究[D]. 刘相如. 中国矿业大学, 2020
- [5]峨眉山玄武岩大型高位远程滑坡形成机制研究[D]. 申通. 成都理工大学, 2019
- [6]开挖作用下大型地下水封石油洞库的渗流通道识别与稳定性研究[D]. 庄端阳. 大连理工大学, 2019(06)
- [7]浅埋超大跨隧道地层成拱机理及围岩压力研究[D]. 汪大海. 北京交通大学, 2020(06)
- [8]陕西某水库坝基岩体质量评价及抗剪断强度参数预测研究[D]. 边毓. 西安科技大学, 2019(01)
- [9]裂隙岩体注浆作用下变形与加固机理及应用[D]. 杨红鲁. 山东大学, 2019(09)
- [10]卸荷岩体力学特性及岩体质量评价研究 ——以杨房沟水电站坝肩边坡为例[D]. 孙敬辉. 成都理工大学, 2019(02)