考虑软土应变软化效应的深埋式大圆筒承载性状分析∗

深埋式大圆筒结构近年来在我国深水软土地区的港口、跨海通道建设中得到了广泛应用,但是软土强度的应变软化效应对于其承载性状的影响没有得到系统的研究。在基于 Tresca 屈服准则的理想弹塑性模型中引入软土强度随着塑性应变累积的衰减规律,进而对软土中深埋式大圆筒结构的水平承载力特性进行了比较系统的数值分析。计算结果表明,考虑软土应变软化效应时,大圆筒结构的承载力明显降低,而且地基土强度的灵敏度、相对延性以及加固范围对于大圆筒结构承载力影响较大;软土地基加固前后,大圆筒在水平荷载作用下的失稳破坏模式发生改变,从加固前的双面破坏机制演变为加固后的单面破坏机制。     

大型地下铁矿工程地质调查与岩体质量评价

针对劳服铁矿工程地质条件、水文地质条件、岩体力学特性及开采技术条件等,应用岩体工程地质力学方法进行了工程地质划分、节理裂隙统计和岩体结构分类。同时应用《工程岩体分级标准,GB50218-94》分级方法对劳服铁矿岩体质量进行了系统全面的分类和评价,其评价结果为矿区顶板岩层片麻岩和底板花岗质混合岩岩体质量级别为III级至II级,底板花岗质混合岩岩体质量级别为II级至I级。     

毕机沟露天矿岩体力学参数折减系数的数值模拟确定

岩体力学参数是边坡设计、边坡稳定性研究的基本条件,力学参数选取正确与否直接影响模拟结果的准确性。现场试验获取岩体力学参数既昂贵又费时,一般借助室内岩石力学试验并进行参数折减得到岩体力学参数,但各方法折减系数差异较大。依据毕机沟露天矿边坡开挖现状,结合工勘的岩石质量指标RQD,在室内岩石物理力学性质试验的基础上,应用拉格朗日有限差分法(FLAC-3D),分别研究单一参数变化及正交变化的边坡稳定性。正交试验中以边坡水平位移为评价指标,选择围岩体3个基本力学参数弹性模量E、内摩擦角Φ、黏聚力C为试验因素,计算模拟各参数不同水平组合下的位移分布,通过极差分析和方差分析,得出各参数对水平位移的影响显著性。结合边坡的应力分布,从而综合确定该矿山的岩体力学参数折减系数。     

厚度效应对含瓦斯复合煤岩体力学特性及破坏形式的影响

为了解厚度效应对复合煤岩体的影响,考虑了瓦斯及顶底部砂岩的作用,通过改变原煤与顶底部砂岩的厚度配比,运用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,研究了厚度效应对复合煤岩体的力学特性及破坏形式的影响。结果表明,复合煤岩体的三轴应力应变曲线与全煤样有很好的一致性,其三轴抗压强度较原煤有一定程度的增强;顶部砂岩与原煤厚度比落入1.00~1.20极值区间的复合煤岩体,易出现三轴抗压强度极值,且远离极值厚度比的三轴抗压强度均有不同程度下降;当厚度比接近1.00时,易出现峰值体积应变。当体积应变接近时,厚度比落入极值区间内的煤岩体强度较大。复合煤岩体的破坏以单斜面剪切破坏为主,且大部分为非完全破坏;中部原煤会产生多种形式的破坏,厚度比落入极值区间内的复合煤岩体,其煤体破坏以单斜面裂隙或垂直裂隙形式破坏,且三轴抗压强度要高于其他裂隙形式破坏。     

降雨引发玄武岩台地型滑坡的灾变机制及综合防治

玄武岩台地型滑坡是一种较为特殊的且具有非典型性质的滑坡类型。选择嵊州市崇仁镇地雅园滑坡作为研究对象,开展玄武岩台地型滑坡基本特征和成因以及降雨作用激发滑坡稳定性变化的灾变机制研究,并分析了系统截排水工程和远程自动化实时监测相结合的综合手段用于此类滑坡综合防治的可行性。结果表明:降雨入渗引发滑坡体内地下水水位抬升,对玄武岩台地型滑坡稳定性有弱化作用,结合所处上平—中缓—下陡的独特地形条件以及玄武岩及下部硅藻土层分布的特殊滑坡体结构特征,可引发局部差异变形或剪切蠕滑;通过实施系统截排水工程,能促进排水避免渗水,最大限度地消除降雨和地表水入渗对滑坡稳定性的不利影响,维持滑坡体稳定,再加上采取实时监控和动态反馈的远程自动化监测控制措施,使滑坡趋势减缓、灾害风险得到有效控制。由此可见,采用系统截排水和远程自动化监测相结合的综合手段用于降雨引发的玄武岩台地型滑坡的综合防治,不失为一种可行且有效的技术方法。     

基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟

根据杨村煤矿17煤的水文地质条件,应用岩石破裂过程渗流与损伤耦合作用分析系统(F-RFPA2D),建立了薄煤层底板采动破坏的数值模型,模拟了采动条件下底板的破断失稳、裂隙扩展和突水过程,探讨了底板突水的机理,并对底板的易发生突水部位进行了预测.结果表明,当回采工作面推进到26.8 m时,在隔水层的两个约束端产生拉剪破坏区.该破坏区和12灰贯通形成突水通道.突水后通道处的位移、流量都发生突变增加,并形成连锁反应,使12灰到13灰及其之间的隔水层依次发生破坏,最大破坏深度达13 m,但未勾通和14灰、奥灰之间的水力联系,在底板没有断层的地段不会发生突水.两个工作面采前和采后压水试验结果表明,采动后底板破坏深度在9.96～12.35 m,同数值模拟结果相吻合.     

降雨入渗诱发斜坡失稳的物理模型适用性分析

降雨是诱发斜坡失稳的一个十分重要的触发因素和动力来源。基于降雨入渗诱发斜坡失稳的物理过程建立相应的物理模型是评价降雨型滑坡的有效方法。在查阅大量相关资料的基础上,按照降雨入渗模型和斜坡稳定性分析方法的不同,将常用的降雨入渗诱发斜坡失稳的物理模型大致分为三大类:Green-Ampt入渗模型与无限边坡稳定性方法相结合的模型(Ⅰ类)、Richard入渗理论与无限边坡稳定性方法相结合的模型(Ⅱ类)、其他水文模型与边坡稳定性方法相结合的模型(Ⅲ类),并对各种物理模型的假设条件、优缺点和适用性等进行了深入分析、归纳和总结,以期为实践中降雨滑坡评价模型的选择提供理论依据。     

松散破碎岩体锚固与监测技术应用研究

松散破碎岩体质量差、变形大、强度低,其加固技术难度大。合理有效的锚固技术是保证松散破碎岩体锚固效果的关键,采用压力分散型预应力锚索锚固因具有诸多优点而成为加固松散破碎岩体的有效技术。针对浙江金丽温(金华—丽水—温州)高速公路K81段边坡特点,综合考虑多种因素对支护设计方案进行优化,探索压力分散型锚索现场施工关键技术(如锚固力短期损失控制技术、补偿张拉控制技术和初始锁定值大小控制技术等)。现场监测数据表明,优化后方案可改善锚固效果,增强边坡稳定性。     

长期渗水所致水位升高对露天矿边坡岩体状态的影响研究

为研究渗水导致露天矿坑内水位升高过程中，边坡岩体状态的变化特征，通过设置模拟场景并分析结果来确定岩体状态变化及其原因。分析了水位升高对边坡岩体可能造成的影响。根据矿区实际情况设置水位由-380 m升至20 m的9个均分模拟阶段，获得了每个阶段平衡时的岩体塑性区、位移和主应力情况，进而分析水位升高过程中的岩体状态变化。结果表明：水位升高对边坡岩体的塑性区影响最大，位移其次，主应力影响很小；水位上升使大高差边坡坡面的拉塑性区和位移增加；浸没岩体滑坡是下部滑坡体拖拽造成的；小高差边坡岩体水位升高过程中塑性区变化复杂，但对主应力的影响很小。研究可为露天矿长期渗水导致水位升高带来的灾害提供分析对照。     

大底圆角筒形件拉伸压边设计

对大底圆角筒形件失稳起皱机理进行了分析。提出了由于大底圆角而形成的多元复合体及常规压边设计失稳的趋向性。提出了抗失稳起皱拉伸压边新工艺以及设计原则和参数取值。论述了设计技术及应用效果。