摘要：中陡倾顺层岩质斜坡在地震作用下的变形破坏机理较为复杂。基于振动台试验,设计并制作岩层倾角大于坡角的中陡倾顺层岩质斜坡,研究其在单向和耦合向地震波作用下的动力响应特性和破坏模式。试验结果表明,模型斜坡的水平向动力加速度存在明显的非线性高程放大效应,在距坡表20 cm深度范围内存在显著的非线性趋表放大效应,且斜坡对耦合向地震波的动力响应更强烈。低幅值、低频率条件下,斜坡对天然波的动力响应较正弦波强烈;斜坡的水平向加速度峰值(PHA)放大系数随着幅值的增加而增大;当频率增大且接近斜坡的自振频率时,斜坡的PHA放大系数会显著增大。耦合向地震波对波形、幅值、频率影响下的PHA放大系数均有促进放大的作用;相比单向地震波,耦合向地震波对斜坡的破坏作用更大。地震作用下中陡倾顺层岩质斜坡的破坏过程可总结为三个阶段:斜坡中上部裂隙产生阶段→裂隙扩展、贯通阶段→斜坡中上部滑塌、斜坡失稳阶段。

摘要：华蓥山中部地质构造复杂,碳酸盐岩广泛出露,已建的地下工程均遭遇了不同程度的涌突水灾害并对地下水环境造成了一定程度的影响,华蓥山现有岩溶研究精度、广度无法满足工程建设的需要,亟需系统全面地分析岩溶涌突水原因及其对地下水环境的影响。文章通过野外调查与收集整理大量地下工程涌突水资料,运用地下水系统理论方法,分析了华蓥山背斜地下水径流特征、已建的G42华蓥山隧道及绿水洞煤矿工程活动对地下水环境的影响,研究了新建广邻快速公路华蓥山隧道对岩溶地下水环境造成的潜在影响。结果显示:已建地下工程活动使得华蓥山中部天池向斜岩溶槽谷及绿水洞背斜内的诸多泉点、暗河减流或断流,对地下水的影响范围面积约为29.6 km~2,仅G42华蓥山隧道泄水洞每年排水量约为94.60×10^(4)~730.00×10^(4)m^(3);计算得出新建广邻快速公路华蓥山隧道正常涌水量约12.05×10^(4)m^(3)/d,新建广邻快速公路隧道施工对岩溶地下水位的影响范围在东北—西南方向上为1.0~2.1 km,对绿水洞背斜两翼栖霞组、茅口组内地下水位的影响范围在东北—西南方向上为1.5~2.0 km,对隧道北侧岩溶地下水有一定程度影响,而对隧道南侧饮用水源地水量及天池湖水影响微弱。该研究成果可为华蓥山及川东平行岭谷区线路选线、岩溶隧道涌突水预测、生态环境保护提供一定的科学参考与理论支撑。

摘要：滑坡涌浪灾害具有历时短、地形条件复杂、规模大的特点,是国内外研究的重要地质和工程问题之一。本文以库岸滑坡失稳入水涌浪过程为研究对象,考虑水上滑坡与淹没滑坡两种情景,设计并开展散粒体滑坡涌浪3维物理模型试验,量测滑坡入水运动堆积过程及涌浪产生、传播过程特征,并进一步分析沿滑坡运动方向传播的离岸波与沿河道上下游传播的侧向波波幅、传播规律特性等。结果表明:当滑坡从淹没工况到水上工况时,涌浪波幅最大值特征逐渐从波峰小于波谷转向波峰大于波谷;沿滑坡运动方向产生的涌浪波幅大于沿库岸传播的涌浪波幅,侧向波传播过程中波幅高度衰减程度小于离岸波;进一步分析发现,涌浪沿河道上下游传播时,侧向波最大浪高为其首浪高度的2.5倍;散粒体滑坡涌浪最大高度与散粒体质量成正相关,与散粒体初始淹没率成负相关;受滑坡体入水时相对厚度的影响,涌浪最大高度与入水高差成负相关;在此基础上,利用无量纲分析方法与多元非线性回归方法,推导出散粒体滑坡涌浪最大高度经验公式,并采用提出的经验公式对三峡库区巫山红岩子滑坡与加拿大切哈利斯湖滑坡涌浪案例最大浪高进行计算分析,验证该公式具有较好的适用性和准确性。

摘要：研究目的:隧道穿越断层、软弱破碎带等不良地质时易导致初期支护型钢与喷射混凝土接触界面出现相对滑移现象,使得初期支护结构承载能力降低、极易失稳。为提升型钢与喷射混凝土支护协同承载能力与变形延性,提出一种沿型钢翼缘表面环向布置箍筋的结构形式,为探明箍筋间距对型钢及混凝土的约束作用,开展4种不同工况的型钢混凝土柱轴心受压试验和数值分析,揭示箍筋间距对型钢喷射混凝土柱的轴压承载能力的影响规律。研究结论:(1)无箍筋约束工况下,工字型钢与喷射混凝土接触界面极易发生分离破坏,二者无法协同承载,当设置环向箍筋约束时,型钢混凝土试件破坏模式为胀裂破坏,其环向箍筋对型钢翼缘和混凝土变形约束效果较好,从而增强了型钢混凝土试件的极限承载力和延性;(2)环向箍筋约束试件的极限承载力随箍筋间距的减小而增大,相较于无箍筋约束试件,环向箍筋间距为150 mm、100 mm、50 mm试件的极限承载力的增长百分比分别为18.78%、24.59%和31.16%;(3)减小环向箍筋间距对型钢混凝土柱的极限承载能力有较大提升,当布置箍筋间距75 mm时约束效果最优;(4)本研究成果可为隧道支护结构抗变形设计提供参考和借鉴。

摘要：为研究晋中盆地黄土路基浸水沉降机理,查明路基变形特性和沉降规律,选取昔榆高速一处湿陷性黄土路段进行现场浸水试验,并结合CPT试验,测试黄土湿陷性及浸水前后CPT曲线差异性,并在某意外漏水场地进行应用,判别浸水范围和深度。研究表明:浸水后CPT锥尖阻力较侧壁阻力下降明显;在水平和垂直渗透系数相当的情况下,现场浸水试验垂直入渗远远大于水平渗透;同一场地天然状态下黄土指标存在偏差性,浸水后将大大降低指标的差异性;CPT试验准确查明漏水场地的范围和影响深度,漏水区域在T16和T17附近,浸水深度约13~17.6 m。

摘要：蚀变辉绿岩是中国西部工程建设中一种较常见的岩体,其蚀变程度对工程岩体的性状影响极大。以在建的大渡河硬梁包水电站蚀变辉绿岩为研究对象,根据蚀变辉绿岩的宏观地质特征、岩石矿物学特征及力学试验成果对其进行了类型划分,并引入模糊数学理论对蚀变辉绿岩进行围岩分级。研究表明:复杂的地质构造作用,造就了工程区内分布广泛的辉绿岩蚀变带;蚀变辉绿岩可分为微蚀变辉绿岩、碎裂化辉绿岩、碎裂辉绿岩、辉绿角砾岩、片理化辉绿岩和泥化辉绿岩6类;随着蚀变程度增强,辉绿岩的碎裂化及高岭石、绿泥石等黏土化程度逐渐增高,相应其力学强度逐渐降低。根据辉绿岩蚀变特征,选取饱和单轴抗压强度、黏聚力、完整性系数、结构面特性参数、蚀变指数作为围岩分级依据,建立了蚀变辉绿岩围岩分级的模糊综合评判方法,得到了岩质类型与围岩等级的对应关系。最后以该电站开挖的两条引水隧洞内的多条蚀变辉绿岩带为例,对方法的可行性和合理性进行了验证,围岩评判结果与现场情况吻合较好,表明该方法具有较好的适用性。

摘要：斜坡散粒体的峰值冲击力是散粒体防护设计中的重要控制参数。针对峰值冲击力的影响因素,通过设计的斜坡散粒体冲击模拟试验系统,选取散粒体颗粒不同质量、颗粒形状、冲击速度、入射角度以及拦挡墙厚度作为试验参数,开展斜坡散粒体对拦挡墙的冲击模拟试验,分析各因素与峰值冲击力的相互关系。结果表明:散粒体颗粒冲击拦挡墙的峰值冲击力分布在拦挡墙中部位置,在90°入射角度时球形颗粒散粒体的峰值冲击力最大,冲击力时程曲线具有非线性特征,分为线性增加、非线性减小和趋于稳定阶段。对于峰值冲击力的影响重要性程度是颗粒形状>冲击速度>散粒体质量>挡墙厚度>冲击入射角度。中国泥石流规范中的冲击力计算量值与峰值冲击力实测值比较接近,同时隧道手册法考虑了拦挡墙材料性质及结构特征,两种计算方法相结合可为斜坡散粒体灾害的防治设计提供参考依据。

摘要：以国内外代表性滚石冲击力计算方法为基础,针对冲击力的影响因素,设计了一套滚石冲击力测试装置。通过试验设计,选取不同的滚石质量、冲击速度、入射角度、缓冲材料性质及厚度等影响因素,获得冲击力变化规律。结果表明:最大冲击力随滚石重量的减小或冲击速度的降低而逐渐减小,2 cm厚度缓冲层比直接冲击时减小了90%左右,缓冲效果明显。同时最大冲击力随着入射角度的变小而降低,但入射角度越小,冲击力值降低的幅度越小。结合冲击试验结果,通过冲击力计算方法对比分析,建立了可用于各影响因素的最大冲击力计算方法,验算表明误差很小。研究结果可为滚石灾害的防治设计提供参考依据。

摘要：分析探讨了锚索桩设计计算的几个力学问题及有关概念。传统上对于桩身嵌入段的计算,须根据桩身与桩周岩土的相对刚度划分为刚性桩和弹性桩两种不同的计算模型,并各自对应不同的算法及计算公式,通过对两种模型计算式的数学极限分析表明,刚性桩模型算式仅为弹性桩计算法中将嵌入段的桩身刚度取很大值下的特例,两种模型算法在力学本质上是统一的。由锚索桩嵌入段分别按弹、刚性桩模型算式的位移、转角的对比分析可知,基于弹性桩模型计算出的锚索受力大于按刚性桩模型,以弹性桩模型进行锚索设计偏于安全,而嵌入段的换算长度取1.3("m法")或0.8("常数法"),从工程设计角度方可作为刚/弹性桩模型的划分判据,此时两种模型的最大位移或转角差别才小于5%。桩上锚索倾角的力学效应除矢量分解作用影响水平锚拉力大小外,更重要的是将影响锚拉点处的水平约束刚度,进而改变锚索桩超静定结构的受力分担,因此锚索最优倾角的选取可使较好地控制桩身位移且降低锚索初拉力得以兼顾。力图令桩身正负弯矩峰值大致相等的所谓"平衡设计原则"实际上具有较强条件性,须依赖于锚索既要初拉力合适又能在正常工作状态下具备足够大的锚拉力。

摘要：重大建设项目对施工过程中岩土体稳定性提出了更高的要求,常以一种动态设计施工模式来应对工程体的各类突发状况与病害。流变损伤模型既能反映岩土体在施工过程中变形的时效发展,又能反映其力学性质的时效劣化,继而能较准确地掌握工程体动态稳定性。基于以上考虑,为体现卸载边坡工程在卸载回弹阶段的瞬时塑性特征和时效演化阶段的黏塑性特征,因此,在流变模型中引入加载塑性元件和黏塑性元件,建立了复合黏弹塑(弹-黏-黏弹-黏塑-塑)模型,室内岩石压缩(卸载)蠕变试验证明了该流变模型的合理性,并对其参数进行辨识。在此基础上,从几何研究方法出发,引入反映节理分布的初始损伤张量及一种等效的依据黏塑性偏应变推导出的损伤演化方程,最终建立了一种新型的节理岩体等效流变损伤模型。将此模型用于川东红层某软硬岩互层型路堑边坡的卸载分析,结果表明:随不同的开挖阶段,易损部位(软岩集中段、软岩深埋段、软硬交接硬岩段)在瞬时卸载回弹阶段的塑性损伤和时效演化阶段的黏塑性损伤逐渐积累,边坡浅表部逐渐出现卸载损伤(松弛)带,在损伤累积中边坡各部位蠕变速率呈不同程度的增长。计算结果较好地反映了边坡变形、损伤发展与动态稳定性特征,其研究结果对于指导支护时机及相应的信息化施工具有一定的意义。