摘要：我国西南地区水电工程边坡高陡且位于高地震烈度区域,存在地震诱发边坡失稳风险。以金沙江拉哇水电站泄水建筑物进水口边坡工程为依托,基于动力有限元方法对边坡罕遇强度地震工况进行模拟,在此基础上分析了边坡动力响应规律,研究了震后边坡变形、应力及塑性区分布情况,最后采用动力强度折减法评价了泄水建筑物以下边坡的动力稳定性,并揭示了其潜在失稳机制。结果表明:地震作用下边坡加速度响应呈现出高程放大效应、坡表放大效应和结构面放大效应等规律,边坡震后产生最大10.2 mm的永久变形,并新增局部拉应力区及塑性区,罕遇地震工况下边坡潜在滑体的安全系数为1.80,其潜在失稳机制是以断层JF1为后缘面剪切坡脚岩体发生变形破坏。研究可为含顺倾断层的复杂高陡岩质边坡在地震作用下的动力响应及稳定性分析提供参考。

摘要：Darcy's law only applying to the flow domain is extended to the entire fracture network domain including the dry *** partial differential equation(PDE) formulation for unconfined seepage flow problems for discrete fracture network is established,in which a boundary condition of Signorini's type is prescribed over the potential seepage *** order to reduce the difficulty in selecting trial functions,a new variational inequality formulation is presented and mathematically proved to be equivalent to the PDE *** numerical procedure based on the VI formulation is proposed and the corresponding algorithm has been *** a continuous penalized Heaviside function is introduced to replace a jump function in finite element analysis,oscillation of numerical integration for facture elements cut by the free surface is eliminated and stability of numerical solution is *** numerical results from two typical examples demonstrate,on the one hand the effectiveness and robustness of the proposed method,and on the other hand the capability of predicting main seepage pathways in fractured rocks and flow rates out of the drainage system,which is very important for performance assessments and design optimization of complex drainage system.

摘要：叶巴滩水电站位于金沙江上游青藏高原边缘复杂地质带,枢纽区边坡开挖高度大、卸荷强烈、地质结构复杂。右岸坝肩边坡施工期现场巡查中发现,沿f29、fr18、f85等断层在坡表与平硐内出现了300多条裂缝,厘清边坡的变形开裂机制、准确评价边坡开裂后的现状稳定性,是否需要采取应急加固处置是叶巴滩水电站施工过程中亟需回答的关键工程技术难题。采用工程地质条件分析、监测资料分析、三维极限平衡分析和数值模拟相结合的研究方法,对叶巴滩右坝肩变形的边界条件和破坏模式进行深入研究,揭示了边坡变形开裂成因机制为开挖卸荷、支护滞后和施工渗水软化等综合因素影响下,沿NW向和EW向结构面组合楔形块体稳定性不断降低,产生了指向河床的蠕滑变形;控制边坡整体稳定性的上、下游边界分别为f85和f29,破坏模式为楔形体滑动。根据该块体滑面的正应力和剪应力分布,提出了针对f29和f85断层布置带有键槽的抗剪洞的应急加固措施,并辅以锚索强腰、排水等工程措施。稳定性分析结果表明,应急加固措施可以显著提高块体安全系数,加固后的边坡满足稳定性要求。研究成果对类似变形开裂破坏的岩质高边坡机理分析及应急加固处置具有借鉴意义。

摘要：传统边坡治理技术均采用坡面加固,即使采用抗滑桩、锚索等加固措施的治理深度大多小于80 m,对于存在主控结构面埋深大、强度低的大型潜在滑体的边坡工程,其加固治理尚无成熟方法,一般采用避让和减载等被动方法。以锦屏I级水电站左岸边坡为例,系统阐述在大型边坡工程治理中,深埋混凝土抗剪结构的加固原理及运用条件、洞线设计及洞型选择、开挖方式及施工程序设计、回填混凝土结构及灌浆设计。三维数值分析与现场实践表明,在具有深埋滑裂面的岩石边坡治理工程中,这种结构措施具有置换、补强及抗剪等综合作用,是行之有效的加固治理方法。研究成果可对类似边坡工程问题提供经验和借鉴。

摘要：偏振超光谱成像技术是一个新兴的交叉技术领域,探索该技术在航天、民用等领域的应用已经成为国内外的重点研究课题,特别是基于声光可调谐滤波器(AOTF)的光谱成像仪,与传统仪器相比,在工作机制和仪器设计上都有着众多的优点。通过研究AOTF的工作原理,分析实验中AOTF偏振光谱成像仪的工作过程,制定了相应的数据采集系统设计方案,并且详细论述了系统基于LabVIEW平台的设计流程,同时给出了各模块的LabVIEW程序设计框图。经过实测实验对系统的功能进行了验证,结果表明:系统能够高效可靠地完成对图像数据的采集与相应仪器的控制,具有一定的研究价值和实用价值。

摘要：深部岩体爆破开挖是高地应力和炸药爆炸产生的动应力共同作用的结果。采用SPH-FEM耦合数值模拟方法,研究了地应力场对岩石爆破开裂及开裂区外地震波能量的影响。结果表明:随着地应力水平的提高,岩石爆破破碎区的范围缩小、裂纹扩展速度降低,非静水地应力场中破碎区内裂纹主要沿最大主应力方向扩展,但地应力对爆破粉碎区的形成几乎没有影响;地应力作用下爆破开裂区形态改变影响了爆炸地震波的能量及传播特性,随着地应力的增大,更多的炸药爆炸能转化为地震波能量,产生的高频地震波随距离衰减更快,且小主应力方向上的爆炸地震波能量更大。研究成果可为深部岩体爆破优化设计提供理论参考。

摘要：提出一种计算岩质高边坡爆破开挖情况下动力稳定性安全系数的时程分析方法。根据爆破振动峰值速度衰减规律和爆破振动速度或加速度时程曲线,可计算得到特定时刻作用在各条块上的爆破振动惯性力,并根据其相位确定惯性力作用方向,然后施加到各条块上。结合刚体极限平衡分析方法中的Sarma方法,即可求得对应于该时刻边坡的稳定性安全系数。以某一时间步长进行整个爆破过程的计算,可得到相应的爆破动力作用下的边坡动力稳定性安全系数时程曲线。该法综合考虑爆破振动的幅值衰减、频谱特性和相位角的变化,突破了拟静力法中用综合影响系数折减爆破荷载的局限性,得出的边坡爆破振动稳定性安全系数随时间的变化规律,可较好地反映边坡稳定性在爆破过程中的变化过程,为优化边坡爆破开挖设计提供依据。

摘要：针对传统粒子群算法存在搜索空间有限、容易陷入局部最优点的缺陷,通过引入迁徙算子和自适应变异算子,提出基于粒子迁徙和变异的粒子群优化(MVPSO)算法。基准测试函数结果表明,改进的MVPSO算法较传统的粒子群优化算法在收敛效率上有大幅度提高,在处理非线性、多峰值的复杂优化问题中能快速地搜索,得到全局最优解。应用改进的MVPSO算法搜索最佳的支持向量机(v-SVR)模型参数,建立岩体力学参数与岩体位移之间的非线性支持向量机模型,提高v-SVR的预测精度和推广泛化性。然后,利用v-SVR模型的外推预测替代耗时的FLAC正向计算,利用改进的MVPSO算法搜索岩体力学参数的最优组合,提出v-SVR和MVPSO相结合的边坡位移反分析方法(v-SVR-MVPSO算法),与传统的BP-GA算法和v-SVR-GA算法相比,该算法在反演精度和反演效率上均有较大幅度提高。最后,将本文发展的v-SVR-MVPSO算法应用到大岗山水电站右岸边坡岩体参数反演分析,并对边坡后续开挖位移和稳定性进行预测,取得较好的效果。

摘要：研究设计、制备以及表征了一种基于球形压电陶瓷壳的埋入式水泥基压电声发射传感器.相比于传统的片状压电声发射传感器只能接收特定方向信号的特点,该水泥基球形压电传感器具有全向接收信号的优势.之后,将该水泥基球形压电传感器埋入钢筋混凝土梁中,对梁试件四点弯加载过程进行了声发射监测研究.对比分析了水泥基球形压电传感器与商业外贴式片状压电声发射传感器的监测结果,包括声发射幅值、b值以及分形维数随加载过程的演化关系.结果表明,相比于商业外贴式声发射传感器,水泥基球形压电传感器可以取得较好的监测效果,且在结构加载后期对低强度信号具有更高的灵敏度.两种传感器采集到的的声发射信号的b值和分形维数均反映了结构破坏阶段的演化,可以将b值和分形维数的持续下降并维持在较低水平作为该钢筋混凝土梁试件最终破坏的预警标志.此外,相较于纯商业声发射传感器组成的定位组,该埋入式水泥基球形压电传感器所在声发射定位组捕捉到的破裂点数量大幅提高,有效提高了破裂点定位的准确度与灵敏度.

摘要：开挖爆破诱发的地震波对边坡岩土体有显著影响。基于简化力学模型和应力波理论,分析了露天爆破条件下,瑞利波在爆源远区边坡岩土介质中诱发的动应力和质点振动特征。分析表明,平行于坡面的切向动应力σxx随深度增大而快速减小。垂直坡面方向的法向动应力σzz和动剪应力σzx在坡面上为0,且随深度增大而先快速增大后缓慢减小。岩土体内平行于坡面的切向振动速度vx和垂直坡面的法向振动速度vz在坡面处最大,且随深度的增大而迅速降低。推导了σzz和σzx最大值所处深度zcr的解析解,zcr值随岩土介质质量的降低和振动频率的增大而减小。振动速度与振动频率相同的瑞利波在不同岩土介质中传播时,岩土越软弱其内部最大动应力越小。振动速度相同时,同一岩土介质中最大动应力是相等的,但其所处深度随振动频率的增大而减小。针对边坡动力稳定性拟静力分析中动荷载的确定问题,提出了通过边坡坡面质点振动速度峰值计算潜在滑动面动应力的解析计算方法。