摘要：剪胀角是描述岩石体积膨胀扩容的常用参数,在非关联流动法则中,连续介质理论通常假设剪胀角为0;在关联流动法则中,其值恒定且等于内摩擦角。岩石三轴压缩全过程体应变曲线表明,其体积剪胀性依赖于围压和塑性参量,破坏过程中不仅其特征强度随围压和塑性参量呈非线性变化,而且剪胀特性也表现出非线性特征。基于塑性力学理论,针对锦屏大理岩损伤控制的全过程三轴加、卸载试验,采用双参数非线性函数拟合方法建立了能同时考虑围压效应和塑性参量的非线性剪胀角模型。结果表明,对于大理岩、中硬岩,在破坏过程中扩容行为强烈依赖围压和岩石塑性参量,均表现出先快速增加至峰值后,随着塑性变形增加逐渐减小的非线性演化规律。提出的双参数非线性剪胀角模型很好地描述了岩石破坏过程中的体积扩容特性,其结果对于研究地下工程围岩应力变化诱发的围岩剪胀破坏机制、体积扩容膨胀区范围预测和围岩支护的合理设计均具有一定的理论和工程应用价值。

摘要：首次将三维水压致裂法和常规水压法应用于秦岭近1 000 m埋深引水隧洞地应力场研究,并对2种方法所得结果进行对比分析,结果表明:2种方法所测最大水平主应力范围主要为20～31 MPa,量值基本一致;最大水平主应力方向集中为NW～NWW向,印证了三维水压致裂法地应力测试结果的可靠性。最大水平主应力方向在隧洞深埋洞身段近EW向,与该区域内古残余构造应力分布相符,进一步反映了秦岭区域应力场的复杂性。同时,结合实测结果及隧洞围岩力学参数,对深埋隧洞开挖后应力重分布范围、测试部位的应力水平等问题进行分析和评价。最后,概括了秦岭区域地应力场分布规律,并绘出地应力实测结果分布图,这对于深入了解秦岭区域构造演化规律及科学指导越岭工程的设计和施工都具有重要的理论价值和实践价值。

摘要：在普立特大桥隧道锚现场模型试验的基础上,采用数值模拟技术揭示了隧道锚围岩变形破坏过程:围岩破坏面从锚体底部与围岩接触面附近启裂,并逐渐向外呈圆台状扩散,破坏形式为拉剪破坏。并且,锚体前部临空岩体被拱出而发生拉破坏。破坏面上的应力分布随着拉拔荷载增大而发生复杂变化。基于此,通过在破坏面上建立力的平衡关系,提出了隧道锚围岩抗拔力计算模式。该计算模式与现有文献不同,体现了夹持效应以及破坏面上的复杂应力变化。破坏面上的应力分布需要通过模型试验和数值模拟论证得到。今后,在针对不同强度、不同结构特征的岩体进行全面试验分析的基础上,可以对破坏面形态和应力大小进行取值建议。采用该模式验证了试验结果,估算得到大桥原型锚碇的极限抗拔力非常大。目前隧道锚设计普遍偏于保守,隧道锚在中、软岩中仍然可以使用。讨论了破坏面形态特征可能的变化、岩体结构特征对抗拔力的影响等问题。

摘要：采用室内试验和理论分析相结合的方法,对有厚度天然结构面的法向循环加载变形特性进行研究。研究的天然结构面属平直稍粗型,厚2~3 mm,层间充填以岩屑为主,夹少量泥,母岩为灰岩。首先,对工程作用下的结构面应力演化过程进行梳理,并根据对结构面法向应力-闭合变形曲线特征的总结,设计了室内试验的法向荷载应力路径。其次,介绍了取样、基本物理和力学特性测试以及试件制备,分别开展了单次和多次法向加、卸载试验,并对试验曲线特征和法向变形力学机制进行分析。然后,对结构面法向循环加载本构关系进行研究,认为当法向应力在20 MPa以内时,分别采用双曲线模型和考虑修正参数的改进双曲线模型,可较好地模拟不同荷载阶段时的结构面法向应力-闭合变形关系;同时,发现当法向应力进入高应力区间后(定义大于20 MPa的应力为高应力,低于20 MPa的应力为中低应力),试验数据呈现新的特点,试验变形值与模型预测值的差距越来越大。最后,分析了造成差异的可能原因,认为在研究高应力条件下的结构面法向变形特征时,采用天然结构面试样是必要的。

摘要：在建的乌东德水电站区域构造运动强烈,断层、褶皱及节理较为发育,加之河谷纵横、沟谷深切,导致该区域岩体地应力分布极为复杂,非线性特征显著。为准确获取坝址区初始地应力场的分布特征,通过对地应力分布形式进行优化,提出了考虑地应力张量分布特征的岩体应力场二次反演方法。首先,将地应力张量分解成自重应力、构造应力及非线性应力3个部分,同时依据坝址区地形地貌、地质构造及非均匀性岩层等因素,构建FLAC3D计算模型,利用叠加法原理对坝址区初始地应力场进行一次反演。然后,主要考虑坝址区附近小规模构造及局部开挖条件的影响,构建三维离散元(3DEC)精细模型,同时从一次反演中提取精细模型的初始地应力侧压系数和自重修正系数,并利用均匀设计法进行优化,对精细模型进行二次反演。研究结果表明:一次反演计算获得的初始应力场整体上与实际情况吻合较好,但在局部构造附近与实测值相差较大;二次反演考虑局部地质构造及开挖条件的影响,同时结合一次反演的计算成果,各测点的应力计算值与实测值基本一致;通过将大型商业软件FLAC^(3D)和3DEC相结合来反演复杂条件下工程区初始应力场,在一定程度上实现了岩体应力场在大范围内整体连续、小范围内受局部地质构造等影响导致不连续分布的特点。该研究方法可为类似工程提供借鉴。

摘要：土工试验中界面摩阻力的存在对试验成果的影响不可忽视,摩阻力影响到试验成果的可靠性,摩阻力的大小和减小摩阻力的措施是普遍关心的问题。目前,还没有一种很好的试验方法直接测定土体材料与加载结构(钢结构)间的摩阻力,并研究减小摩阻力的措施。为此,专门设计了一种试验设备,并针对粗粒料进行了系统的试验,探讨了界面摩阻力的试验方法、粗粒料界面摩阻力大小和某种减小摩阻力措施的有效性。试验表明,粗粒料与加载结构间的摩阻力与正应力成正比,摩擦系数达0.45左右,经一定"减摩"措施处理后,摩擦系数可降至0.1左右,要更大程度上消除摩阻力是一件非常困难的事。因此,在土工试验设备设计及试验成果整理中有必要考虑界面摩阻力这一影响因素。

摘要：采用离心模型试验技术探讨在覆盖层上增加盖板后坝体的变形特征。共进行三组离心模型试验,分别研究增加盖板及不同覆盖层类型对坝体变形的影响,以及防渗墙在坝体蓄水前后的变形规律。研究表明:在覆盖层上设置盖板可以减小坝体沉降,同时减小坝体不均匀沉降;不同覆盖层类型增加盖板后盖板弯矩分布规律一致,但软弱覆盖层上盖板弯矩变化幅度较大;增加盖板后优化了防渗墙的弯矩,离心模型试验揭示了面板堆石坝新型结构的变形和应力分布规律,为深厚覆盖层上面板堆石坝新型结构的研究与设计提供依据。

摘要：以某25 m高的膨胀土临时渠道边坡为研究对象,通过已滑渠坡的现场探槽试验,发现渠道左右岸在高程140~142 m均赋存长大裂隙,为裂隙强度控制下的边坡失稳;针对滑裂面的位置和形态,选取有代表性的渠段开展了预应力伞型锚加固方案设计,并布置了以锚力和变形为主要监测手段的完整监测断面。针对现有土质边坡锚力监测存在的精度不高等问题,开展了室内物理模型试验,研究预应力伞型锚监测土质边坡的适用性。根据原位监测和模型试验成果,分析了渠坡在开挖、加固及降雨等过程中的稳定状态,明确了影响渠坡稳定的关键因素及渠坡加固方案的合理性,并提出了基于锚力监测的膨胀土高边坡稳定状态判别标准。

摘要：高土石心墙坝的渗透稳定性在很大程度上依赖于反滤层对心墙料的反滤保护作用。心墙在大坝蓄水和长期运行的条件下,要经历复杂的填筑加载、浸水饱和与水荷载的作用,在差异沉降、复杂结构应力作用、水力劈裂和渗透水流作用下,心墙一旦出现裂缝,其渗透稳定性及反滤层的保护作用就将面临严峻的考验。针对这一问题,设计了专门非常规的抛填土料反滤试验和泥浆渗透反滤试验,模拟心墙裂缝条件下其颗粒被冲刷起动后,被反滤料阻挡和淤积过程。试验结果表明,心墙料和反滤料满足反滤准则条件下,心墙颗粒被拦截和淤积在反滤层上游表面,反滤料能有效防止心墙颗粒的流失,反滤层在极端条件下对心墙料仍能起到有效的反滤保护作用。

摘要：目前国内外岩石真三轴试样尺寸倾向于两极,且尺寸跨度大、应力大小不同,不便于研究岩体三轴强度的尺寸效应和高应力环境复杂应力路径岩石的变形与强度特征,为了解决这个问题,研制LWZ–10000型中尺寸岩石真三轴试验系统,详细介绍该系统的设计思路、结构特点、技术指标及功能,该系统具有以下特点:(1)自动伺服控制与变形破坏全过程数据采集,且精度高、性能稳定;(2)试样尺寸介于室内和现场三轴试样尺寸之间,且尺寸可变;(3)侧向和轴向载荷高,且三向独立控制;(4)可同步进行超声波和声发射跟踪测试。采用该系统对锦屏大理岩进行大量的不同应力路径真三轴试验,对加载和卸载路径真三轴试验的应力–应变全过程曲线及与波速对应关系进行分析,结合大理岩不同尺寸卸载路径的真三轴试验成果,初步研究大理岩卸载路径下强度参数的尺寸效应。该系统的成功研制为研究多向复杂应力路径下不同尺寸深部岩体的变形及强度参数提供了新手段。