摘要：恰当的地下厂房支护设计是保证地下工程安全施工和运行的关键工程技术问题。对国内20座跨度在19.2~32.5 m的地下厂房主厂房边墙围岩支护参数展开归纳研究,提出锚杆、预应力锚索的支护强度与围岩强度应力比、厂房跨度的经验公式。研究表明,在强度应力比k?6.0时围岩所需锚杆加固强度趋于常值;锚索的支护强度与强度应力比呈负幂指数函数关系,当k?<4.0时锚索支护强度增加显著。研究还提出了支护指数的概念和相应的计算公式,发现这20个厂房的锚杆支护指数和锚索支护指数均分布在1.0左右,因此可将支护指数达到1.0作为实际工程支护设计的参考依据,用以评价围岩支护强度是否合理。

摘要：拱坝坝肩地震动力稳定性一直是工程界关注的一大热点,然而对坝肩动力稳定性的评判方法和标准的研究还不成熟。为完善坝肩动力稳定分析方法,将有限元法与刚体极限平衡法的优势相结合,提出了地震动力超载方法以及极限累积位移评判标准。首先,基于有限元法开展实时动力分析,对坝肩可能的滑移块体采用多重网格应力插值求任意时刻的阻滑力和下滑力,确定其主滑方向,而后采用刚体极限平衡法计算每个滑块的动安全系数;同时,对瞬时动安全系数小于1.0的时段,进行加速度积分,求出滑块累积失稳位移。结合滑块尺寸及滑动面强度参数提出极限累积位移计算公式作为失稳判据,通过比较累积位移与极限累积位移判定滑块的稳定性。基于以上思路开发了一套坝肩动力稳定分析系统SAFEDAM。以沙牌拱坝经受反映5.12地震的人工波为例,开展了沙牌拱坝坝肩动力超载稳定分析,验证了极限累积位移判据的合理性。研究表明,沙牌左岸坝肩超载稳定安全倍数K_(p_0)=3.2,右岸坝肩超载稳定安全倍数K_(p_0)=4.2。工程实例计算表明,该方法计算坝肩动力稳定性使用较为方便可靠,具有较大的工程实用价值,为坝肩动力稳定性分析和评价提供了一条新路径。

摘要：沙牌RCC拱坝是少数经受了大地震考验的百米级高坝实例之一,其动力稳定性再研究意义重大。为研究其经受同等或更高强度地震作用下的坝肩动力稳定性,综合有限元法与刚体极限平衡法的优势,提出一套基于多重网格法的有限元刚体极限平衡法(FEM_LEM)的坝肩稳定分析方法,同时提出极限累积位移公式作为滑块失稳判据,开展了2种地震波作用下的沙牌坝肩动力稳定分析,并对"5·12"地震反演的人工波开展了拱坝坝肩稳定性超载分析。结果表明:在反映"5·12"地震的人工波(ah=2.05 m/s2)作用下,沙牌左右坝肩稳定,与实际地震效应一致。在设计波(ah=5.31 m/s2)作用下,沙牌左岸坝肩将失稳,而右岸仍稳定。进行人工波超载分析时,左岸坝肩滑块L1、L2分别经受3.2、3.6倍人工超载波时会发生滑移失稳;右岸坝肩滑块则在4.2倍超载波作用下滑移失稳。此次沙牌坝肩动力稳定再分析考虑了滑块滑移方向及安全系数瞬态变化对滑块累积位移的影响,更真实地反映了沙牌拱坝坝肩滑块滑移规律,为工程实际中的坝肩动力稳定分析提供了一个新思路。

摘要：在总结前人提出的拱效应系数基础上,对拱效应系数的公式进行了改进,认为拱效应系数应该是实测土压力与上覆土压力和孔隙水压力之和的比值。结合瀑布沟大坝监测资料,用改进的拱效应系数计算公式对大坝心墙拱效应进行计算,并对心墙内拱效应进行动态分析。在施工期,施工工艺是影响大坝心墙拱效应系数的主要因素,填土在仪器埋设以上0～20 m时,拱效应系数较大,随着填土的增加拱效应系数减小,施工期坝体内应力分布在蓄水初期起决定性作用。在蓄水期,心墙上游侧拱效应系数与水位变化呈反相关联,拱效应系数比下游同高程和0+001 m处大;0+001 m处拱效应系数与水位变化呈正相关联,且此处拱效应系数最小;心墙下游处拱效应系数与水位变化呈正关联的关系,在心墙与基岩接触处拱效应系数大于100%。产生这种规律的原因主要有湿化、渗流、水力劈裂作用,三者共同影响,从而导致心墙内应力发生变化。

摘要：为了有效控制围岩大变形,避免围岩破坏,常常对围岩变形突出的高边墙、洞室交叉口区域采用预应力锚索加固。目前,对于具有时效变形特征的高地应力、低强度应力比的地下厂房锚索预紧力相关研究尚较少报道。以锦屏一级水电站地下厂房为代表的高地应力地下厂房,在围岩开挖过程中表现出显著的时效变形特征,从而导致锚索、锚杆内力持续增加,甚至内力超出强度极限而破坏。为合理设置锚索预紧力,基于围岩时效变形特征,提出了围岩时效释放荷载计算方法,并推导了预应力锚索预紧系数计算公式。该公式可以解释不同地应力环境以及不同支护强度、不同施锚时间对锚索预紧力的影响。与锦屏一级地下厂房锚索预紧系数实际采用值对比分析可见,所提出的预紧系数公式较为合理,具有工程实践指导作用。

摘要：针对杂质盐岩蠕变力学特性问题,利用大型程控流变仪,对两种不同杂质盐岩进行分级加载下的三轴蠕变试验。试验结果表明:围压和杂质含量不同,盐岩破坏形态及力学参数均有差异。围压小于临界围压,盐岩呈剪切破坏;围压大于临界围压,盐岩呈大变形鼓状破坏。围压和杂质含量一定,岩盐稳态速率随偏应力增加呈指数增长;偏应力和杂质含量一定,蠕变速率随围压增大而降低,长期强度有所增大;偏应力和围压一定,低杂质(ω=2.1%)盐岩稳态蠕变速率高于高杂质(ω=46.8%)盐岩。体积变形经历了压密期-平静期-扩容期3个阶段,高杂质盐岩体积应变低于低杂质盐岩。将不溶物杂质含量与应力敏感性常数n的关系同分数阶蠕变本构方程进行耦合,建立耦合杂质的盐岩分数阶非定常蠕变模型;将理论模型与试验数据对比分析证实了该模型的合理性。

摘要：我国深部煤炭资源储量巨大,但巷道变形失稳是制约深部资源高效开采的一个重要因素。为了探究超千米埋深沿空留巷巷道在第一次回采期间的变形、应力分布规律以及锚杆支护效果,以平煤十二矿己14–31050工作面下进风巷为工程背景,利用收敛仪和锚杆应力计对巷道断面变形和顶板锚杆应力进行长期监测,并结合有限差分法分析了在回采过程中整个工作面应力分布以及变形特征。结果表明:(1)在第一次回采阶段,基于锚杆受力以及巷道断面收敛规律,可将巷道顶板划分为5个不同区域,并确定了各区域范围;(2)在回采期间,锚杆受力曲线除了的单峰曲线外,还存在着双峰或者多峰曲线、应力失效恢复曲线;(3)深入分析锚杆预紧力以及峰值拉力特征,确定了合理预紧力区间为50～70 kN。以上研究成果对于千米深井巷道支护设计具有一定的借鉴意义。

摘要：近年来西南地区地震频繁发生,对该地区大坝造成不同程度的震损破坏,为了探究地震对水库、大坝等水利工程产生的风险及其破坏规律,需要对大坝的震损破坏进行评价分析。选取"汶川5·12"地震后岷江上游的14座大坝为评价研究对象,同时考虑水利工程设计、运行管理、地震特性和震损特征4个方面的影响因素,筛选与大坝震损破坏紧密相关的11项指标,构建大坝震损破坏综合评价指标体系,进而运用层次分析综合指数法建立了综合评价模型。根据该模型对14座大坝工程的震损状态进行实算综合评价,并对各个影响因素的重要性程度分析辨别,评价结果与现场调查情况基本相符,说明综合评价指标选择及其权重确定的合理性,以及层次评价方法的可行性。本次评价结果能为大中型水电工程科学防震提供重要依据。

摘要：提出采用有限元法与刚体极限平衡法相结合分析边坡、坝肩等结构物在地震波作用下的动力稳定性,并将该方法用于沙牌拱坝在"5.12"地震下的坝肩稳定性分析。该方法新颖之处在于采用任意结构面组合自动切割地表三角网,形成块体并网格化。块体网格与有限元计算模型网格相互独立,通过有限元动力或静力计算所得的应力场,插值得到滑块滑面应力场,然后将滑面应力在滑面上积分得到总滑动力和阻滑力,从而得到滑块安全系数。该方法采用一种新的滑块网格自动生成算法,吸取了刚体极限平衡法能给出明确定义的安全系数的优点,克服了其不能给出地震作用下任意时刻即时安全系数的缺点,为拱坝坝肩稳定性分析提供了一个新的思路。算例表明,该方法计算结果合理,具有较好的工程实用性。

摘要：为探究不同赋存深度采动煤岩体巷道稳定性及其差异性,选择Data Mining(数据挖掘)技术,基于平顶山矿区不同赋存深度(700 m,850 m,1 050 m)巷道的现场监测数据,选择多元线性回归和神经网络模型对顶板离层进行公式拟合和影响因素的权重分析,并开展顶板离层及锚杆应力的时序预测研究,初步揭示不同赋存深度开采扰动影响范围、巷道变形及应力变化特征。研究结果表明:(1)距工作面距离及锚杆应力对顶板离层变化影响最大,但随着赋存深度的增加,其所占权重降低近50%。(2)顶板离层及锚杆应力的时序预测分析发现,随工作面推进,赋存深度1 050 m巷道顶板离层位移及锚杆应力将出现激增现象,且其最大锚杆应力预测值达15 MPa,为千米以浅两巷道的2~3.5倍;离层预测值高达80 mm,为千米以浅两巷道的6~8倍。表明随着赋存深度增加,煤岩巷道变形及应力变化受开采扰动的影响越来越剧烈,对千米以深巷道应及时加强开采过程中的稳定性监测及控制工作。以上技术路线和研究结果对不同赋存深度煤炭资源安全高效开采具有一定指导作用。