摘要：本研究以丰阳煤矿22采区下部车场及-300m水平大巷为背景,采用钻孔成像技术对巷道围岩在不同掘进阶段的变形破坏特征进行了系统测试。通过现场实测和数值模拟相结合的方法,探讨了巷道围岩在采矿活动影响下的变形规律及其破坏机制,获得了重要的量化数据,并提出了相应的安全建议,为类似条件下巷道支护设计提供了科学依据。研究成果有助于提升煤矿巷道施工的安全性和经济性,减少因围岩不稳定带来的安全隐患。

摘要：针对深部软岩巷道围岩变形大、原位应力高、岩层严重软裂等问题,以官地煤矿23601工作面运顺巷道为工程背景,通过现场勘测分析了深部软岩巷道变形破坏特征及原因,得出巷道埋深大、围岩强度低及原支护方案不合理是导致巷道发生变形破坏的主要原因,据此对原支护方案进行了优化设计。应用结果表明,采用优化支护方案后巷道顶板、底板及两帮最大变形量分别为138、79、114 mm,围岩变形得到有效控制。

摘要：针对平定东升兴裕煤业15101综采工作面进风巷围岩变形严重、稳定性较差的问题,通过现场勘测分析了巷道围岩裂隙扩展范围及破坏原因,据此对原支护方案进行了优化设计,通过现场工业试验验证了优化支护方案的可行性。结果表明,采用优化支护方案后巷道顶板下沉量、底鼓量、两帮移近量的最大值分别为107、28、52mm,表明了该支护方案对控制深部高应力巷道围岩变形的有效性。

摘要：顺层岩质斜坡是常见的斜坡结构类型之一,对该类斜坡的变形破坏特征以及形成机制研究已较深入,一般认为顺层岩质斜坡的变形破坏以滑移–拉裂、滑移–弯曲(或溃曲)模式为特征。通过系统的文献收集及大量现场调查发现,陡倾顺层岩质斜坡还存在一种典型的变形破坏形式,即倾倒变形。结合具体的陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形破坏的实例,详细分析、总结该类斜坡发育的地质环境条件及变形破坏特征,在此基础上结合典型斜坡分析陡倾顺层岩质斜坡倾倒变形是在河谷演化、成坡过程中,岩层在平行坡面的最大主应力作用下由坡脚开始从下至上作悬臂梁弯曲,最终导致岩层根部折断,形成倾倒体;当坡体内折断带的剪应力超过其抗剪强度时,坡体将发生滑动形成滑坡。

摘要：砂土液化问题一直是土动力学与岩土地震工程研究领域的重要课题之一.基于南水北调中线一期工程总干渠漳河河漫滩段工程,通过现场和室内试验获取岩土体的动力学参数,利用岩土数值分析FLAC3D软件,砂土本构模型选为Finn模型,输入近场地邯郸台记录的实际地震波,对渠基砂土地震液化和渠道变形破坏特征进行了动力数值分析.结果表明,在地震作用下,超静孔隙水压力最大值位于渠堤底部砂土层中,但渠堤底部砂土层由于初始应力较大,其孔压比不高,不会发生液化;在渠道底部以及渠堤外侧坡面平台至坡脚局部区域土体虽然超孔隙水压力较小,但有效应力小,超孔压比反而大,砂土层发生了液化;在地震作用下变形主要发生在渠堤和浅层地基土里,具有对称性;渠堤边坡的变形破坏主要表现为在渠堤顶面发生震陷和拉裂破坏,在坡脚处发生水平侧向流动和挤压隆起变形.计算过程中,在渠堤及地基的不同位置设置监测点,得到了地震作用过程中不同位置处超孔隙水压力、有效应力和位移的动态变化规律.通过剪应变增量判断,在地震力作用下渠堤及地基中形成了贯通的剪切滑动面,易发生整体滑动破坏.研究成果对南水北调砂土液化特性的认识和防治有一定的意义.

摘要：从西安地铁盾构隧道工程背景和西安地裂缝地质环境出发,根据相似理论设计盾构隧道管片衬砌结构60°斜穿地裂缝的物理模型试验。管片混凝土应变、纵向和环向螺栓应变、结构接触土压力和结构外围土压力、结构内部收敛位移、模型顶表面土体变形以及宏观变形破坏现象表明,盾构隧道管片衬砌结构60°斜穿地裂缝的变形破坏模式以剪切变形为主,局部有扭转和弯曲变形;结构破坏范围为上盘0.75D(D为管片环外径1.20m),下盘0.50D;管片混凝土破坏主要发生在螺栓孔附近,地裂缝处纵向螺栓发生较强的剪切、扭转和拉伸变形破坏;管片衬砌结构变形破坏不对称,管片环向处于偏压状态;环缝拱顶错位量大于拱底和拱腰,拱顶最大错位量达30mm(0.025D),模型难以适用地裂缝错动变形20cm(0.1667D),盾构管片衬砌结构不适用于地裂缝活动强烈的地质环境。

摘要：甘肃省关山隧道是一条受高地应力影响的大埋深硬脆性闪长岩铁路隧道,位于青藏高原东北缘,构造活跃,运动速率较大,且方向变化显著的六盘山挤压隆升构造区。在隧道开挖过程中围岩变形破坏现象明显,围岩等级低于前期岩体质量分级,表现出强烈的岩体质量劣化和各向异性。针对该问题,除了采用矿物成分和微结构分析寻找原因,还通过现场结构面统计分析对围岩质量劣化和各向异性进行描述,同时运用自行研发的钻孔电视进一步分析开挖前后一定时间间隔内围岩的渐进式变形和破坏。钻孔电视试验结果表明,尽管闪长岩作为一种硬脆性岩体,单轴抗压强度(UCS)高于现场地应力值,但其变形和破坏却普遍发生,开挖过程中新生裂隙迅速发育,原先在高地应力下闭合的裂隙也会重新张开和发展,围岩劣化,稳定性降低。为了进一步分析围岩的变形破坏过程,设计了变压力大小和方向的单轴抗压试验,试验中闪长岩的单轴压力值低于单轴抗压强度,试验结果与钻孔电视试验观测结果吻合,证明了在开挖引起的地应力剧烈变化条件下硬脆性闪长岩结构劣化,存在变形破坏的可能性。在大埋深高地应力条件下,除了岩体的各向异性,地应力的变化也是硬脆性围岩稳定性的重要考量因素。

摘要：红层软岩遇水软化导致的工程灾变问题是许多重大工程的安全隐患之一。基于自主研发的TAW-100水-应力耦合软岩细观力学三轴试验系统,设计了软岩遇水崩解破坏试验、水-应力耦合作用下软岩蠕变特性试验和水-应力-裂纹相互作用下软岩变形破坏全过程试验等3类试验,系统的探索了不同赋存水环境条件下红层软岩遇水软化的力学行为, 阐明了水-应力-裂隙及其三者共同作用下软岩力学特性的变化规律。结果表明:软岩遇水崩解破坏的过程是经历新裂纹萌生、缓慢发育、加速扩展至贯通破坏等阶段;蠕变全过程中软岩所经历的各阶段特征较为一致;水-应力-裂隙三者之间的相互作用会加速软岩变形破坏的速度和进程,且影响软岩局部破坏的力学特性、各发展阶段持续的时间以及最终破坏模式。结合能量理论分析了水-应力-裂隙相互作用下软岩软化全过程中的渗流-化学-损伤能量转化及能量耗散。

摘要：随着各地高速公路建设的快速发展,一些高速公路无可避免地要跨越采空区,这就可能面临采空区地表沉陷引起高速公路路基路面破坏问题。因此,针对采空区路基路面的主要病害,开展采空区高速公路路基路面变形破坏理论和变形协调设计方法的研究就显得十分重要。采用粘弹性蠕变本构关系建立有限元仿真模型,对采空区路基路面变形破坏问题进行理论研究,主要研究内容包括以下几个方面:(1)运用ANSYS软件建立数值仿真模型,分析采空区地表沉降特征,将地表沉降曲线分为三个区域:下凹区、上凸区、反弯区,并分析不同因素影响下地表沉降曲线的变化规律。(2)根据地表沉降曲线分区特征,建立采空区—路基—路面整体模型,分析路基位于地表沉降曲线不同特征区段时路基路面的变形破坏模式。(3)根据地表沉降曲线特征,结合采空区路基路面变形破坏的主要影响因素,研究采宽、采厚、采深、煤层倾角、留设煤柱等因素对采空区路基路面变形及应力的影响,总结不同因素影响下路基路面变形破坏的基本规律。(4)根据有限元计算分析结果及高速公路安全运行的设计标准,归纳总结了采空区一般处治方法,并基于协同作用原理给出了采空区路基路面变形协调设计方法。

摘要：为进一步研究灌溉作用下滑坡变形破坏机理,评价此类滑坡的稳定性,以甘肃黑方台焦家崖头北部13号滑坡为例,通过野外地质调查,分析其变形破坏特征。在此基础上,基于FLAC3D数值模拟方法分析一定水位下其变形破坏特征,进而概化滑坡变形演化规律。研究结果表明,在灌溉的条件下,该滑坡早期滑动主要为潜蚀-滑移型滑坡,滑动后的再次滑动为塑流-拉裂型滑坡,随着坡体滑移变形的持续和裂隙的进一步扩展,表现出"压制拉裂-剪切破坏"的滑动机理。