国家自然科学基金(40902078)
- 作品数：19 被引量：509H指数：12
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- 相关机构：重庆大学成都理工大学西安建筑科技大学更多>>
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- 三峡工程大型浅埋地下厂房围岩变形特征及机理研究被引量：6
- 2010年
- 以三峡工程右岸浅埋地下厂房为例,基于施工期变形监测资料及数值模拟分析,结合地质和施工资料,对地下厂房围岩变形特征及其机制进行分析。围岩变形受结构面分布、自然应力场及地形条件等因素影响。由于地下电站区最大水平主应力近垂直于厂房轴线,大跨度高边墙厂房顶拱易产生向上抬起变形,而边墙以近水平向卸荷变形为主,且边墙变形明显较顶拱变形大;与边墙小角度相交的断层主要表现为卸荷张开变形,断层与开挖面之间的岩体变形集中;偏压地形的山峰一侧围岩变形普遍较大。围岩的上述变形特征表明围岩稳定性数值分析中应充分考虑其相关的地质条件,建立如实反映工程实际的地质力学模型是成功的工程实例数值分析的前提。
- 黄达黄润秋张永兴
- 关键词：三峡工程地下厂房
- 锦屏Ⅰ级水电站地下厂房施工期围岩变形开裂特征及地质力学机制研究被引量：87
- 2011年
- 锦屏Ⅰ级水电站是雅砻江流域最为重要的控制性梯级电站。地下电站的规模巨大并且赋存的地质环境条件十分复杂,特别是岩石的相对低强度和高地应力特征,地下电站在施工过程中遇到前所未有的有关围岩稳定及支护设计方面的难题。结合地质、监测、物探、施工及试验资料,分析地下厂房洞室群围岩及支护结构的变形开裂及破坏失效的特征。探讨地下电站区的地应力状态、岩体结构、岩石的加卸载力学特性等对围岩变形开裂的影响规律,解释围岩变形破坏的地质力学机制。高地应力及其方向使得主厂房和主变室下游侧围岩(特别是拱腰)的切向应力加载效应明显,易于压致劈裂,而上游侧边墙等法向应力卸荷强度较大,易于卸荷拉裂松弛。高应力条件下破裂围岩具有一定的流变特性,表现出由表及深的渐进性特征,反映随围岩松弛而发生的破裂岩体的时效变形。主厂房和主变室上游侧为缓倾角顺向坡而下游侧为反向坡,在二次应力场作用下下游侧易弯曲折断而上游侧很难剪切滑移。厂房区大理岩具有相对低强度高脆性力学特性且具有较低的应变强度特征,卸荷条件下易于压致拉裂。
- 黄润秋黄达段绍辉吴琦
- 关键词：地下洞室群高地应力
- 基于Copula理论岩体质量Q值及波速与变形模量多变量相关性研究被引量：6
- 2014年
- 以锦屏I级水电站坝址大理岩岩体原位变形试验和勘察结果为例,在分析岩体变形模量mE、纵波波速PV以及岩体质量指标Q值间的两两相关关系的基础上,利用Copula函数能够描述多变量相关性的优点,构造了拟合mE,PV和Q值间关系的最优Copula函数,并在岩体变形模量估值中进行运用。研究结果表明,三维Clayton Copula函数是拟合岩体波速PV,Q值和变形模量mE间相关关系最优Copula函数。利用构造的mE-PV-Q间关系的最优Copula函数求条件概率,可在已知岩体PV和Q值条件下计算其他方法对变形模量估值的保证率,或者计算具有一定保证率的岩体变形模量估值,得到具有最优拟合的变形模量估值。该方法建立多因素间的相关关系,使现场试验和勘察的数据得到充分利用,为建立岩体变形模量与岩体参数间相关关系及估值提供一种新的途径。
- 杨超黄达张永兴
- 关键词：变形模量岩体参数COPULA理论
- 山岭隧道初期支护安全性综合评判方法被引量：1
- 2012年
- 通过对62座初期支护发生破坏的隧道资料的收集和整理,总结出隧道初期支护破坏的等级,将造成初期支护破坏的原因分为客观因素和主观因素2种,统计表明,隧道初期支护破坏的全部影响因素中,人为可控的主观因素的比重占到了25%。然后运用层次分析法和模糊综合评判法相集成的方法,建立了隧道初期支护安全性综合评判模型,对风险应对措施提出了科学合理的要求,最后通过实际工程验证了该模型评判方法合理性。
- 张永兴杨超黄达高世军刘小军娄勇
- 关键词：山岭隧道初期支护安全性层次分析
- 软弱围岩隧道洞口段失稳机制分析与处置技术被引量：39
- 2012年
- 隧道洞口围岩大多为软弱围岩,加之浅埋、偏压等不良地质地形因素的影响,洞口施工过程中易发生边仰坡的滑塌。厦蓉高速公路水都线的瑞坡隧道在进洞后不久就发生围岩失稳,致使仰坡开裂滑塌和洞内支护变形很大。利用FLAC3D软件模拟了隧道施工全过程,从围岩塑性区分布以及位移情况结合现场实际状况分析了隧道仰坡坍塌和支护变形发生的原因,并通过数值模拟优化了CRD法的开挖工序。最后参考数值分析结果结合工程实际提出了有效的治理措施,得到的结论可供今后类似工程参考与借鉴。
- 刘小军张永兴高世军黄达杨超
- 关键词：软弱围岩浅埋偏压失稳
- 高应力卸荷条件下大理岩破裂面细微观形态特征及其与卸荷岩体强度的相关性研究被引量：17
- 2012年
- 岩石的破裂性质及破裂面的起伏粗糙特征对岩石的破裂机制及破裂面的参数取值具有重要的理论和应用意义。采用高精度的三维激光扫描和扫描电镜技术,结合分形理论,揭示高应力条件下大理岩卸荷破裂性质及破裂面的细微观形态特征,阐述主破裂面粗糙度分形维与卸荷岩体强度间的相关规律。在高应力卸荷条件下,大理岩岩样随着卸荷速率的递增宏观破裂性质由剪切、拉剪复合向张拉劈裂发展。初始围压越高卸荷速率越快,主破裂面越起伏粗糙,而初始围压越高卸荷速率越慢,主破裂面越平坦光滑。随卸荷速率的增大,微观上大理岩逐渐由穿晶剪切断裂、沿晶面张裂+穿晶剪切的复合断裂、沿晶面张裂或劈裂的变化特征。卸荷岩体的内摩擦角随破裂面粗糙程度分形维D的增大而增大,而黏聚力随D的增大而减小。
- 黄达谭清黄润秋
- 关键词：岩石力学卸荷
- 厦蓉高速公路某隧道洞口段开挖对仰坡变形影响的数值分析被引量：6
- 2011年
- 针对一座浅埋偏压隧道,采用FLAC3D对该隧道进口段进洞开挖进行动态施工三维数值模拟。基于围岩应力分布特征,仰坡坡面轴向和横向位移的变化特征,分析了偏压浅埋隧道洞口段开挖引起的仰坡变形规律。计算结果揭示:仰坡后缘下沉,前缘向洞心外有移动趋势;隧道开挖引起隧洞洞身附近岩体出现较大应力集中和变形现象,洞口段洞身以上仰坡坡面主要以竖向沉降为主,洞身两侧向洞内挤压。在此基础上提出了保证仰坡稳定和安全进洞的一些建议。
- 张永兴娄勇黄达刘小军杨超
- 关键词：隧道工程仰坡围岩应力
- 拉剪应力状态下岩体裂隙扩展的断裂力学机制及物理模型试验被引量：30
- 2011年
- 开挖卸荷岩体裂隙面通常处于拉剪应力状态。在裂隙应力和变形状态分析的基础上,采用线弹性断裂力学理论和物理模型试验研究了拉剪应力状态下裂隙扩展的力学机制。岩体裂隙在拉剪应力状态下沿裂隙面间的滑动抗剪摩擦力消失,裂隙起裂沿Ⅰ型张拉裂隙断裂韧度KⅠ最小的方向起裂,并最终发展与卸荷拉应力方向垂直;拉剪应力状态下岩体的总位移方向平行于拉应力方向,通过合理的位移假设,基于能量及线弹性断裂力学理论,求解了拉剪应力状态下分支裂隙扩展过程中尖端的动态应力强度因子和扩展长度判据;通过拉剪应力状态下单裂隙扩展物理模型试验验证了理论推导的正确性。
- 黄达金华辉黄润秋
- 关键词：岩石力学动态应力强度因子
- 碎裂板岩不同含水状态下蠕变特性试验被引量：4
- 2012年
- 为了认识不同含水状态下碎裂板岩的蠕变特性,利用Instron全数控电液伺服力学试验机对贵州黔东南地区隧道洞口的碎裂板岩进行单轴压缩蠕变试验,研究其自然风干、不完全饱和和饱和试样的蠕变特性。实验研究结果表明:(1)碎裂板岩蠕变过程主要包括衰减蠕变和稳态蠕变过程,超过一定应力后,在极短的时间内破坏,因此可由广义开尔文模型描述其蠕变过程;(2)自然风干试样蠕变破坏应力为66.2MPa,为自然风干试样瞬时单轴抗压强度的71.7%,不完全饱和试样蠕变破坏应力为56.1MPa,饱和试样蠕变破坏应力为38.2MPa;(3)不完全饱和试样的最大蠕变应变为自然风干试样的2.7倍,而饱和试样的最大蠕变应变值是自然风干试样的4.3倍。
- 刘小军张永兴王桂林黄达
- 关键词：含水状态单轴压缩蠕变模型
- 高围压卸荷条件下大理岩破碎块度分形特征及其与能量相关性研究被引量：42
- 2012年
- 高应力条件下,岩石卸荷的力学响应特征及发生机制是高地应力地区岩体工程开挖稳定性评价及控制的关键问题。基于不同卸荷速率和初始围压条件下三轴高应力大理岩卸围压试验,结合分形理论和能量原理,研究高应力卸荷条件下岩石破裂块度分布规律及其与能量耗散和释放的相关性。高应力条件下三轴卸围压大理岩试样碎块分形性质具有较强的局部性,仅在小于某一特征尺度(分形特征尺寸阈值)范围内表现出较好的分形性质,其碎块分维数均大于2,分维数随卸荷速率增大而单调减小,但初始围压对分维数的影响与卸荷速率密切相关。相对常规三轴压缩岩样,高围压下卸荷岩样虽然峰值点附近耗散和储存应变相对少得多,但其峰值前、后应变能转化速率相对大得多,特别是峰后的弹性应变能释放速率和环向膨胀消耗应变能速率。高应力卸荷条件下卸荷速率越快、初始围压越高,峰前损伤和峰后破裂贯通历时越短,峰值点处耗散应变能和储存弹性应变能越大,峰前、峰后应变能转化速率越快,破碎岩样的分形特征尺寸阈值越大,分维数越小,张性破裂程度和性质越强。
- 黄达谭清黄润秋
- 关键词：应变能卸荷
