摘要：采用团聚体法开展颗粒材料的压碎数值试验研究,对影响单颗粒破碎材料特性的细观参数进行了系统性的分析,揭示其对单颗粒破碎的细观影响机制,并为选取用于团聚体法颗粒破碎模拟的细观参数提供一定参考。研究中分别对影响颗粒材料特性的细观参数进行敏感性分析。研究表明:子颗粒黏结强度对单颗粒破碎影响显著,颗粒峰值破碎强度随其增加呈线性增长趋势。随子颗粒间摩擦系数增加,黏结键越难发生剪切破坏,单颗粒峰值破碎强度随之增大;局部阻尼系数能够抑制黏结键破坏形成的应力波,从而使团聚体黏结键破坏的空间分布发生改变,因此对团聚体破碎后的碎片尺寸分布和破碎机制有着显著的影响。

摘要：在水利水电工程中,岩体的渗透系数是开展渗流分析计算的必要参数,其取值的准确与否会对模拟结果产生直接影响。以流量与渗压两类常用的渗流场监测数据构建目标函数,结合在地下水模型参数优化中广泛使用的PEST自动优化算法,采用含自适应罚函数的Signorini变分不等式的渗流分析方法,对渗流分析的主要参数展开反演分析。基于简单二维算例,证明了PEST算法的可靠度与准确性,并将该算法成功地应用于我国西南某水电站的渗流场参数确定过程以及渗流场的特征分析中。同时,通过几类常用的时间序列分析指标,分析了计算结果的误差。结果表明,渗流量与渗压的平均绝对误差、均方根误差,平均绝对百分比误差基本不超过2.5 L/s、2.5 L/s、25%和6 m、6 m、2%,进一步说明了PEST反演算法的准确性和可靠性。

摘要：静力触探试验(CPTU)和多通道表面波分析(MASW)是常用的场地勘察方法,有效利用上述两种试验数据以准确表征土性参数剖面是一个关键难题.本文提出了一种基于贝叶斯理论的岩土和地球物探测试数据融合方法.采用假设的算例验证所提方法,并进一步应用于澳大利亚Ballina试验场,用以融合勘察数据和表征土性参数剖面.结果表明,融合CPTU和MASW数据后的随机场剖面,可准确且详尽地提供参数在整个二维(2D)地下区域内的分布.当仅融合CPTU数据时,可估计未进行静力触探试验区域的土性参数,CPTU附近的土体剖面的局部不确定性得到降低;当同时融合1D的CPTU和2D的MASW数据后,表征的土性参数剖面与"真实"剖面吻合一致,且整体不确定性得到进一步降低.在Ballina试验场中,当融入更多的数据,2D随机场剖面的不确定性得以进一步降低,且有效识别出"软弱"区域.

摘要：随着地下工程埋深的不断增加,深部岩体工程中围岩开挖损伤区深度及程度的准确评价逐渐受到深部高地应力场的影响,其影响程度的合理评估成为研究重点。依托某水电站深埋引水隧洞开挖工程,采用应力逐步解除方案,通过在取样区域外围钻设形成环形封闭边界的常规取样孔,逐步解除取样区域内岩体应力,并在取样区域内进行钻孔与低应力取芯,继而利用声波检测装置对外围应力解除孔和内部取芯孔周边岩体的损伤程度进行检测,以此获得相同位置岩体在不同地应力条件下的损伤区深度及程度的声波检测结果。同时,结合内、外取芯孔获取的不同应力水平下的岩芯,开展室内试验,基于Hoek–Brown强度经验公式,利用声波波速计算得到相同位置岩体在不同地应力条件下的岩体单轴抗压强度,从而判断不同地应力条件对爆破开挖损伤区声波检测结果及损伤程度评价的影响。研究表明:高应力条件下,常规取样与声波检测法会在一定程度上低估围岩的损伤区深度和损伤程度,同时严重高估岩体单轴抗压强度。当初始应力水平为45 MPa时,围岩损伤区深度和损伤程度大约会被低估约10%~30%;当地应力水平由45 MPa降至30 MPa时,岩体的单轴抗压强度会被严重高估约30%~100%。因此,高地应力水平对爆破开挖围岩损伤区声波检测与评价结果存在明显影响,工程中运用波速指标评价岩体质量必须考虑地应力水平对声波检测的影响,并进行适当修正。

摘要：爆破可视化是爆破设计结果三维可视化显示和爆破施工过程的仿真模拟。基于爆破可视化技术的研究现状,分析了其关键技术三维地质建模的方法和特点,针对该技术存在的获取资料难、建模周期长、精度差等问题,引入近景摄影测量技术。分析了近景摄影测量建模高效、操作简单的优势,介绍了利用该技术获取地形地质资料的步骤,讨论了其在爆破可视化中的应用。

摘要：岩土颗粒材料的应变局部化失效问题广泛存在于工程设计应用中,主要表现为介观尺度上的应变局部化现象和宏观尺度上的剪切带产生,目前在微观尺度上的形成机理尚不明确。为了系统研究颗粒集合体的应变局部化的形成与演化过程,通过使用离散单元法(Discrete Element Method,DEM)模拟了指定平面应变加载路径的真三轴试验,获取了宏观和微观尺度上的颗粒材料几何、运动以及力学信息。为了找出表征应变局部化特性的最佳特征量,比较了颗粒温度、波动位移和局部剪胀角等微观指标,发现波动位移在表征应变局部化方面与其他参数相比相关性更好,并选定其作为应变局部化表征变量。为了量化颗粒集合体从应变局部化开始产生到发育完成的具体应变区间,采用莫兰指数对波动位移的空间分布特征进行统计和分析,确定了颗粒集合体在弹塑性转换阶段的发育区间。进一步对颗粒集合体应变局部化发育区间内的波动位移空间分布进行探究,并统计不同空间区域内波动位移的概率密度函数,发现研究区域外部的局部塑性在过渡阶段停止演化,而内部塑性以逾渗模式发展。最终,通过波动位移的空间分布进行聚类分析,获得了描述介观尺度上应变局部化的团簇体模型。该模型可以将颗粒集合体宏观剪切带的形成与发育和单个颗粒的微观塑性发展相联系,刻画颗粒集合体从介观尺度上的应变局部化出现到宏观尺度上剪切带完全形成的演化过程。

摘要：我国众多大型地下洞室群位于西南地震频发区,其抗震安全特性值得关注.显式动力有限元时程分析法在实际洞室群工程地震分析中耗时较长,严重制约了该方法的广泛应用.结合显式有限元的积分特点,从有限元积分层面上提出了单、多高斯点分区混合积分方法,以便降低计算量,缩短求解耗时.在计算中,根据计算任务对单元进行积分区域划分,对重点分析的计算区域、边界单元等部位采用八高斯点积分,确保计算精度及人工边界的数值稳定.对其余模型区域采用单高斯点积分,节省计算耗时.采用该方法对某水电站地下厂房洞室围岩进行动力时程计算,速度提高82.4%,取得较好效果.

摘要：黄土固化处理是解决黄土地区建筑地基变形与沉降问题的有效途径。选取活性MgO、粉煤灰和水泥3种不同类型固化剂,通过开展不固结不排水直接剪切试验,研究固化剂掺量、类型和养护龄期等因素对黄土剪切性能的影响。结果表明:活性MgO可显著提高黄土抗剪强度;随着活性MgO掺量和养护龄期增加,固化黄土黏聚力和内摩擦角先增加后减小,在6%掺量和14d养护龄期附近达到峰值;粉煤灰掺入可有效改善活性MgO固化黄土抗剪性能,尤其对黏聚力提高效果明显,随着养护龄期和固化剂掺量增加,固化土抗剪强度不断增大;水泥固化黄土抗剪强度随水泥掺量和养护龄期呈现类似增长规律。活性MgO-粉煤灰等3种材料可提高固化黄土抗剪强度,MgO-粉煤灰效果最优,单掺活性MgO次之,二者均优于水泥。

摘要：岩体的渗透系数是渗流场分析与工程渗控设计的重要参数,钻孔压水试验是获取该参数的主要方式之一。针对地下水面下有界渗流区域中倾斜钻孔压水试验数据解析问题,基于Darcy定律和镜像法建立了岩体渗透系数解析模型,并对该模型进行了数值验证。该解析模型形式简洁,物理意义明确,且在钻孔试段离地下水位较远时可退化为现行钻孔压水试验规程推荐的Hvorslev公式,是现行压水试验数据解析方式的理论拓展,可作为钻孔压水试验规程修订的重要依据。

摘要：利用人工劈裂的红砂岩节理进行直剪试验,研究了红砂岩节理三维形貌与节理峰值抗剪强度的关系。基于节理形貌参数提出了劈裂节理峰值抗剪强度模型,采用新模型和Barton强度模型计算了红砂岩节理的峰值抗剪强度,并与试验结果进行对比。分析表明:采用Barton模型计算的误差平方和为0.67;而新模型计算的误差平方和为0.05,能更好地描述岩石节理峰值剪切强度。结合Barton对节理剪切变形的研究和Bandis提出的节理法向双曲线模型,采用C++语言编写了3DEC离散元程序的自定义节理模型。通过节理单轴压缩试验及直剪试验的模拟分析,验证了新节理模型可以合理反映红砂岩节理力学特性。