摘要：冻结法广泛用于盾构隧道的旁通道施工,但设计上对于冻结引起的作用在隧道上的冻胀力还没有明确取值方法,其主要原因之一是缺乏现场测量数据。以上海长江隧道的旁通道施工为背景工程,采用新型土压力计监测。首先介绍了PAD式土压力计的基本特征和安装方法,然后介绍了自动数据采集和测点设置原则,接着通过实例重点说明电缆保护的重要性和保护措施。上述监测工作保证了全部5个土压力计的正常工作,并获得了有效的实测数据。数据显示,冻结工法造成的最大荷载增量远小于预期值,这主要是由于施工上设置了泄压孔,从而减少了作用在管片上的冻胀力。

摘要：我国岩溶地区广泛分布,隧道建设穿越岩溶区域极易发生突水突泥灾害。为防止灾害的发生,采用隔水关键层原理对断层段岩盘突水力学机制进行了理论分析研究。就岩溶隧道断层段岩盘力学破坏机制探讨建立了溶腔位于隧道侧面条件下断层突水力学模型,推导了岩溶隧道断层段岩盘最小安全厚度计算公式,并结合工程实例对岩盘最小安全厚度的确定进行了讨论。对于压性断层,最小安全厚度计算依据以水压0.8 MPa为分界,小于0.8 MPa时应按抗弯强度分析,反之则应按抗剪强度分析,同时不能忽略零水压情况;对于张性断层,最小安全厚度计算需考虑侧方岩体上下部长度,较长部分更易被破坏,等长时下部易被破坏。确定岩盘最小安全厚度,综合考虑岩盘力学性质、溶腔水压及隧道半径等因素,对侧部岩溶隧道断层段设计施工提供了具体参考。

摘要：强降雨作用下排土场非饱和带中的孔隙气压力会阻碍散土体的雨水入渗,从而进一步影响排土场的安全稳定.然而传统分析方法往往将孔隙气压力视为大气压力而忽略其对排土场安全的影响.本文依托江西某矿山高台阶排土场工程,基于现场实验和调查结果,结合水平分层的排土场典型剖面,分析了传统方法与考虑孔隙气压力的高台阶排土场渗流规律及其安全稳定性,探讨了强降雨条件下孔隙气压对高台阶排土场湿润锋、孔隙水压力和边坡安全系数的影响.研究结果表明:降雨入渗初期的孔隙气压不显著,其对高台阶排土场稳定性不产生直接影响;但随着降雨的持续,孔隙气压作用开始显现,使得高台阶排土场的入渗速率降低,湿润锋下移速度变慢,孔隙水压上升变缓,强降雨对高台阶排土场稳定性的影响也出现一定延时;在降雨入渗中期,孔隙气压将保持恒定,延时效应会随入渗深度的增加而增强;在降雨入渗后期,当湿润锋下移至分层临界面时,孔隙气压平衡被破坏,将继续增大直至新的恒定值,对高台阶排土场的影响加剧;在湿润锋下移至相同深度时,孔隙气压作用下的高台阶排土场安全系数明显降低.研究成果将为强降雨条件下的高台阶排土场的长期安全运行和灾害监测预警提供理论依据.

摘要：深部岩体峰后呈现应变软化特征、弹塑性耦合特征和塑性变形破坏等非线性特征。充分探明开挖工作面的岩体力学特征有助于预测围岩变形或破坏区域的形状,为后期的合理支护设计提供科学依据。然而,当前广泛使用的一维模型(例如Mohr-Coulomb和应变软化模型)无法很好的反映深部地下工程在高围压下的岩石变形特征。对此,通过三轴循环加卸载试验,获得各级围压下不同塑性累积阶段的岩石力学参数,进而研究塑性变形与围压二者综合影响下的围岩受力变形特征。通过构建应力-塑性剪切应变二维函数针对性描述其上述特征,建立了考虑围压影响的黏聚力、内摩擦角、弹性模量和剪胀角随塑性变形变化的数学模型。研究表明:黏聚力和内摩擦角可用指数函数及线函数分别描述其塑性变形和围压的相互关系,由此构建的二维函数,拟合精度可达95%;弹性模量随着围压增大而增大,可用负指数函数来描述,随着塑性变形而衰减,可用线函数来描述;剪胀角随着围压线性衰减,随着塑性变形先增大后减小,可用差值型指数函数描述;通过FLAC3D的二次开发,将该应变软化模型用于模拟岩石三轴压缩试验,证实模型设置准确合理。针对深部圆形硐室开挖,所提出的本构模型与应变软化模型和摩尔库仑模型相比,随着塑性区扩展,对围岩应力分布影响主要体现在切向应力峰值进一步向深部围岩转移,且径向应力随之降低;对位移场分布而言,随着塑性区扩展,所提本构模型得到的位移解逐步增长,符合岩体破裂后位移随损伤范围而增大的特点。

摘要：岩石的损伤与破裂是能量释放的物理过程,研究岩石变形破坏过程中的能量演化规律对分析岩石破坏机理和预测岩土工程灾害具有重要意义。本文针对岩石的拉伸和压缩2种典型破坏形式,设计开展了巴西劈裂和单轴压缩试验,基于声发射能和变形归一化处理,量化了岩石拉/压变形损伤破坏过程,对比研究了砂质泥岩拉伸与压缩变形破坏过程中的能量演化规律,并分析了干燥和饱水状态对岩石拉/压破坏过程中能量演化的影响。结果表明:砂质泥岩压缩变形破坏过程中释放的声发射能总量大于拉伸变形破坏过程,干燥和饱水状态下压/拉声发射能总量的比值分别为1.6和8.6。砂质泥岩的拉伸与压缩变形破坏过程可分为初始损伤、损伤发育和损伤平寂3个阶段,但拉伸破坏的初始损伤阶段比压缩破坏增长30%,损伤发育阶段缩短50%,损伤量明显增大,损伤激增对应的变形增大。干燥砂质泥岩压缩变形破坏所需的输入能密度和所释放的耗散能密度均大于饱水岩样,耗散能所占总输入能的百分比不变。研究结果能够发展和完善岩体力学基础,并为矿山工程灾害防控提供参考。

摘要：提出了将确定性结构面与随机结构面相结合来模拟岩体结构面的方法.确定性结构面依据工程地质勘测等资料通过多源数据耦合获得;而随机结构面则根据采用数字摄像测量技术现场测量的数据,运用三维网络模拟技术生成.同时引入结构面动态校核机制,利用掘进开挖过程中不断测量得到的数据对模拟的结构面进行动态校核及实时调整,从而建立比较精细的结构面空间模型.基于上述结构面模型,采用作者自行研发的GeoSMA-3D系统可以搜索出失稳块体,这对工程岩体稳定性预报和动态设计施工都有重要意义.

摘要：为解决大型地下洞室群的整体稳定性评价这一难题,吸收边坡强度折减有限元的优点,提出了基于强度折减技术的地下洞室群整体安全系数求解方法。该方法采用Mohr-Coulomb屈服准则,以洞室之间的等效塑性应变贯通作为洞室群整体失稳的临界判据。洞群整体安全系数计算是通过搜索折减系数F,将岩土材料的力学强度参数(黏聚力c和内摩擦角φ)按F值折减代入数值计算中,使计算模型的洞室间正好出现明显的贯通性等效塑性应变来实现。拉西瓦水电站地下发电枢纽洞室群和锦屏二级水电站A、B辅助洞两个典型工程实例的整体安全系数计算表明,该方法可以便捷、客观地获得洞室群的整体安全系数,可为大型地下多洞室的稳定性评价和开挖与支护设计提供定量指标和科学依据。

摘要：针对目前深部大断面回采巷道控制难题和相应的高强锚索控制技术,考虑顶板围岩应力与支护荷载影响,利用Hoek-Brown强度准则及塑性力学中的极限分析上限法,得到了大断面巷道顶板的冒落破坏机制,提出了顶板锚索长度及匹配预紧力的设计方法。基于建立的锚索设计参数影响因素敏感性指标对巷道宽度、岩体重度、围岩应力、岩体抗压强度、抗拉强度、锚索布设间距、顶角锚索布设倾角等因素的影响进行了分析。结合现场实际情况,提出了深部大断面回采巷道围岩控制的工程建议。将此设计方法应用到千米深井赵楼煤矿1305孤岛工作面的运输顺槽顶板锚索参数确定中,有效地控制了围岩变形。研究表明:在高应力大断面回采巷道中,顶板锚索需锚固在稳定岩层中,并施加足够的预紧力,才可有效控制顶板围岩冒落或破坏;顶板锚索所需预紧力随岩体抗拉强度、抗压强度及岩体经验参数A的增大而减小,随巷道宽度、岩体重度、围岩应力、锚索布设间距、顶角锚索布设角度以及岩体经验参数B的增大而增大,其敏感性最高的影响因素为围岩应力。因此,在深部高地应力巷道设计中,需特别重视地应力的影响,采用高强、高延伸率锚索,增设锚索定量让压装置,高阻让压有效释放围岩应力,并通过施加高预紧力或注浆加固等方式来提高围岩完整性,获得较好的围岩控制效果。

摘要：锦屏二级水电站是雅砻江干流上重要的梯级电站。电站厂址区域山体雄伟,地形陡倾,为一个典型"V"型河谷地貌。受印支、燕山和喜马拉雅等区域构造运动作用,该区域地层中赋存有较大的构造应力,而新生代以来的雅砻江侵蚀下切作用又使得地层中的构造应力得到一定程度的释放。为全面研究内外动力地质作用对厂址区域现今地应力场的影响并获得该区域地应力分布,提出结合地层剥蚀模拟、弹塑性计算和进化神经网络的地应力非线性反演方法。该方法一定程度上考虑了远古构造的先后顺序,并可模拟了河流侵蚀下切过程对现今应力场的影响。将地应力的实测值与反演值对比、现场洞室围岩破坏特征两方面分析都表明该方法具有较好的可靠性。

摘要：边坡岩块体从稳定状态变为不稳定状态的过程中,其动力学指标会发生显著变化,因此,引入合适的动力学指标是实现危岩体精准识别的关键。引入时域、频域以及能量等6种动力学指标,采用PSO-SVM算法开展危岩体识别方法实验与工程应用研究。实验结果表明,相比较于时域动力学指标与时频域双动力学指标的危岩体识别模型,基于多层次动力学指标的危岩体识别模型的预测效果最好,其均方误差MSE=0.004772,相关系数平方R~2=0.984865。因此,应用时域、频域与能量的多层次动力学指标的危岩体识别方法,可实现危岩体的准确定量分析。数据分析得出,6种动力学指标的识别敏感性重要性排序依次为均方频率>裕度指标>第一频带相对能量>重心频率>冲击能量>脉冲指标。研究为工程现场更好开展危岩体的勘察识别工作提供相对丰富的敏感性动力学监测指标,进而有助于建立一套基于大数据分析的危岩体识别方法,从而满足高山峡谷地区崩塌灾害防灾减灾工作的现实需求。