摘要：我国既有露天矿山边坡失稳绝大多数发生在台阶边坡或组合台阶边坡,这种总体边坡普遍偏安全、台阶边坡或组合台阶边坡普遍偏不安全的事实说明,用相同的设计安全系数标准评价总体边坡稳定性与台阶边坡稳定性的传统方法有待完善。提出边坡稳定性评价精度概念,建立稳定系数误差与边坡设计安全系数相关关系,在此基础上构建近期静态精度与评价期静态设计安全系数、长期动态精度与服务期动态设计安全系数的关系,为边坡设计安全系数的不确定性问题提供一种确定性解决方案。提出大型露天矿山边坡稳定性等精度评价方法,按照结构面空间位置与边坡部位相匹配、结构面规模与边坡规模相匹配的原则,系统全面地找出控制边坡稳定的关键性结构面及其组合,开展边坡稳定性分级分析,将边坡划分成"稳定的"和"可能破坏的"两种类型;针对可能破坏的总体边坡、组合台阶边坡和台阶边坡,建立边坡稳定性计算模型,找准边坡潜在滑移面所对应的结构面及其潜在滑移方向,开展岩体结构面抗剪强度精细取值,进行边坡稳定性定量计算,实现大型露天矿山边坡稳定性等精度评价,消除稳定系数随机误差以降低边坡稳定性计算的误差水平,提高边坡稳定性评价精度;统一边坡稳定性评价标准,采用相同的设计安全系数评价不同级别边坡的稳定性;均衡不同级别边坡的稳定协调性,确保总体边坡、组合台阶边坡、台阶边坡达到相同的稳定状态。研究表明,大型露天矿山边坡稳定性等精度评价的综合效果,台阶边坡最好、组合台阶次之。

摘要：露天矿山边坡稳定性分析中岩体力学参数的取值至关重要,Hoek-Brown强度准则可以充分反映岩石的非线性破坏的特点,广泛应用于工程实践;结构面作为岩体的一部分,其对岩体的影响不可忽略;结构面的稳定性由抗剪强度决定,对结构面力学参数的估计同样是评价岩体强度的重要组成部分。利用轮廓曲线法和回弹法量取结构面粗糙度和壁岩强度量化地质强度指标GSI,并对潜在滑移结构面抗剪强度精准取值。结合广义Hoek-Brown强度准则估算和兴矿山Ⅱ-B边坡岩体力学参数,通过极限平衡法分析其整体稳定性系数;利用Barton-Bandis模型线性拟合,计算结构面抗剪强度,对滑体落岩的稳定性进行分析。计算结果表明,整体边坡安全系数F;=1.285,稳定性较好;含有潜在滑移结构面的岩体安全系数F;=0.911,局部存在单平面滑移可能。计算结果符合现场实际情况,经反算法验证后,证明通过该方法估算得到的岩体强度参数及结构面抗剪强度是合理的。

摘要：大尺寸岩石试样在大载荷条件下的抗剪强度分析是岩石力学的重要研究方向,大尺寸大载荷直剪仪是试验的重要手段。框架作为仪器关键组成部件,高刚度、轻量化、无振动是它的主要技术指标。为此,文中提出了框架结构设计5步法:第1步,结合传统直剪仪框架的结构特点,以最大刚度和最小质量为目标进行拓扑优化,获取一种初级框架模型;第2步,开展横梁和立柱内部的加强筋布局设计与力学性能分析,获取加强筋最佳布局形式;第3步,对整体框架开展符合试验加载过程的应力、应变和模态分析;第4步,采用响应面优化分析法对框架结构的关键尺寸进行优化,提高框架整体力学性能;第5步,将开发的框架通过非接触式三维应变测量仪进行刚度验证。结果表明:框架刚度达到了4.03 GN/m,符合最大岩石尺寸为100 cm×100 cm和最大载荷为1000 kN的直剪测试要求,为其他试验机框架的结构设计提供参考。

摘要：基本摩擦系数是影响岩体结构面抗剪强度的重要参数。常规室内试验方法所确定的基本摩擦系数往往受矿物成分、温度等因素影响,为系统揭示结构面的基本摩擦性质,分别研究了砂岩宏观摩擦系数与微观摩擦系数,并建立了两者的关系。首先,通过X射线衍射、纳米压痕试验确定砂岩矿物组分与力学参数。其次,采用倾斜试验、直剪试验开展摩擦系数的宏观尺度研究,对规格为10 cm×10 cm×5 cm的平直结构面试样开展直剪试验,分别施加1、2、3、8、12 MPa的恒定法向应力,研究表明,摩擦系数随法向应力增加呈对数降低趋势,随剪切速率增加呈对数增长趋势。再次,采用纳米划痕试验开展摩擦系数的微观尺度研究,研究表明,低荷载条件下,长石矿物摩擦系数随荷载增加表现出先降低后保持不变的趋势,石英矿物摩擦系数随荷载增加表现出先降低后增加的趋势;此外,随着剪切速率的增加,两种矿物的摩擦系数在低荷载条件下呈增长的趋势,在高荷载条件下基本保持稳定。最后,基于摩擦系数的宏-微观摩擦系数试验结果,采用速度-状态摩擦(RSF)定律建立红砂岩基本摩擦系数与矿物摩擦系数的线性回归方程,并通过直剪试验验证了该经验关系的可靠性,其误差范围为0.17%~0.91%。研究结果为基本摩擦系数的测定与取值提供了新思路。

摘要：倾斜试验法是获取岩石基本摩擦角的常用方法,但是现有倾斜测试技术未形成公认的规范,导致同种岩石材料测试结果差异较大。在现有试验仪结构及测试机制的基础上,研制出可通过倾斜或推拉方法获取岩石基本摩擦角的测试仪。它可测试尺寸长为50~150mm、高为25~75mm的系列多尺度试样,通过伺服电机和高速比减速器实现了角速度范围为6~60(°)/min的高精度匀速转动控制,并可实时监控并记录试样滑移距离、倾斜转角等试验参数。提出了测试基本摩擦角的操作流程,分析了试样尺寸及粒度、旋转角速度、滑移距离设置、结构面干燥度等影响测试结果的主要因素,给出了花岗岩、辉绿岩等11种结构面尺寸为100 mm×100 mm的试样基本摩擦角,为完善基本摩擦角测试仪的试验规范提供参考。

摘要：为了揭示负年平均气温区渐冻隧道的形成机制和演化规律,以及全球变暖情况下隧道渐融的形成机制,开发渐冻隧道演化模拟试验系统。试验系统主要由隧道模型、地温控制系统、气候控制系统、数据测量和采集系统组成。该试验系统的主要创新性如下:(1)设计并研制一套渐冻隧道演化模拟试验系统,可大幅缩短全周期运行状态温度场模型试验的研究周期,将原本需要40 d的试验周期缩短至4 d;(2)设计并研制新型的气候模拟系统,可长周期稳定地模拟年平均气温、温度振幅及风速等组合条件对隧道温度场试验的影响;(3)设计并研制可以测量隧道温度场全域全周期测试系统及地温控制系统,有效解决数据测量及地温控制等方面遇到的时间和空间上的难题。通过与寒区隧道温度场演化规律典型实例的对比试验,验证该模拟试验系统的准确性和可靠性。初步试验结果表明:年平均气温为-4℃时,隧道贯通运行后其冻结圈会逐渐沿隧道纵向推进,并在横断面上向围岩深部发展,引起隧道围岩的渐冻,隧道非冻土会逐年冻结,形成渐冻隧道。试验系统填补了寒区隧道复杂条件下全周期运行状况下的温度场演化规律试验研究的空白,对促进我国寒区隧道工程前沿研究起到了积极的推动作用,可为“一带一路”工程建设及川藏铁路工程提供试验基础。

摘要：制作与原岩结构面相似表面形态的模型试样是开展结构面力学模型试验的关键。基于不同尺度岩石结构面模型试样的制作特点,研制上、下盘完全吻合的系列尺度试样模具,并设计上、下盘吻合结构面试样的制作工艺,使得原岩结构面可以多次重复利用,提高原岩结构面的使用效率,降低取样成本和试验周期,实现在同一块结构面上不同尺度结构面模型的制作。利用表面形态相似性评价技术,验证制作工艺的可行性,结果表明,按照该逆向控制技术设计制作的模型试样,能复制出和原岩结构面表面形态一样、上、下盘结构面吻合度高的模型试样,符合制作不同尺度模型结构面的要求,可克服原岩结构面上下盘吻合度差、不能多种尺度取样的缺点,为开展具有真实表面形态的结构面抗剪强度尺寸效应试验研究提供了条件。

摘要：结合一跨２４５ ｍ 中承式钢管混凝土拱桥的设计。

摘要：岩体结构面网络模拟是近几年发展起来的岩体结构研究技术。本文以黄土岭隧道为例，系统地介绍网络模拟技术在隧道围岩稳定性分析中的应用。分析表明，结构面网络模拟技术在公路隧道围岩稳定性分析中具有很好的应用前景。

摘要：回顾了隧道围岩分类研究现状。从高速公路隧道具体特点出发，在系统分析各工程地质要素对隧道稳定影响的基础上，提出建立高速公路隧道围岩定量分类系统的设想和建议。