摘要：在矿山、地下发电站、地下核废料处理设施、地铁等地下工程的规划与设计过程中,需要把勘探(例如地质、地球物理、地球化学、地质统计、地下水、岩石特性)、工程(例如开挖布局、几何形状、应力、变形)和施工(例如工期、造价)的空间n维数据综合起来,以便作出合理的工程决策。随着勘测、分析计算与观测技术的不断提高,工程数据量和复杂程度与日俱增,在很多情况下人们仅仅利用现有数据的一小部分做出工程决策。最近,加拿大劳伦森大学开设了标志着目前科技最高水平的虚拟现实合作实验室。该虚拟现实实验室为地下工程规划和设计中所遇到的数据综合与解释提供一个独特的环境和设备,并通过将深层探矿调查及大型矿山规划和设计的例子来进一步展示如何把共通地质模型和虚拟现实这个独特的工具运用到地下工程的规划与设计中,以便领会复杂数据的空间关系,实现附加价值(如项目范围的数据综合化,改善对三维图形的理解,减少重复设计,加强项目小组之间的合作等)。最后,介绍在工程项目整体数据综合、矿山设计检验、岩石支护设计以及加拿大劳伦森大学地质力学研究中心开发的地质力学设计准则的三维可视化方面的成果和经验。

摘要：原岩应力状态是地下工程开挖的重要设计参数,它由主应力的大小和方向确定。通常的原岩应力测试方法,如套芯法,都只能得到小范围内的测量资料,且费用很大。本文介绍了一种大范围岩体的地下洞室应力测试方法,这是一种典型的区域应力测量方法。该法要求测出洞室开挖所引起的应力变化。通过把实测应力变化同理论预测的应力变化进行比较而拟合出原岩应力场。通过在两组应力变化值之间得出一个误差函数,使误差趋于极小而求解。本文通过一个具收敛解的圆形洞室的实例来阐述这种方法及其应用。工程实例研究表明,该法具有很大的潜在优势。所得反分析值与大量套芯法实测值相当一致。与常规方法相比,这种新方法有如下优点:(1)应力资料可在工程进展中随时得到校正;(2)测得的是大范围岩体而不是某个点的应力状态;(3)最重要的是费用相对较低。

摘要：本文推出了一个解析模型，用来表征静水应力场中圆形地下洞室附近被加固围岩的特性。该模型采用了弹塑性理论，并考虑了地层和粘结式(或摩擦式)锚杆间适当的相互作用机理。它着重探讨了锚杆布置型式对塑性区范围和隧道变形的影响，并引入一个无量纲参数来作为设计工具，它将隧道收敛和给定锚杆长度的锚杆间距联系起来。本文介绍该模型的推求过程，并解释锚杆对洞室周围应力场和位移场的影响．扼要探讨了该模型在隧道设计中的应用。在随后的论文中将详细给出用实验室模拟和现场测试结果检验该模型的情况。