为研究深埋、高地应力条件下地下洞群围岩稳定性，新研制大型真三轴加载地质力学模型试验系统，该系统主要由三维钢结构台架装置和液压加载控制系统组成，可实现全三轴应力状态下在侧向施加梯级荷载。在各加载面上研制和布设组合型滚珠式滑动墙，实现新型超低减摩技术。用该系统开展洞群开挖支护的模型试验，在试验技术和模型制作工艺上有了创新...
在二维矢量和法的基础上提出三维矢量和法中整体下滑趋势方向的确定方法，需首先计算整体下滑方向的初值，然后进行投影计算得到其整体下滑趋势方向及矢量和法安全系数。运用该方法对几个三维边坡算例进行分析，结果表明矢量和法安全系数与三维极限平衡法结果基本一致，且对于滑移面单元尺寸不敏感。最后，以三峡大坝26#坝段抗滑稳定性分析为工...
岩石所处的初始应力状态及开挖等工况诱发的卸荷速率大小对其力学特性具有明显的影响，通过室内三轴卸荷试验和破裂断口的SEM细观扫描分析，研究高应力环境中不同卸荷速率下锦屏一级水电站大理岩的变形破裂及强度特征。卸荷速率vu和初始围压σ3^0越大，岩石脆性及张性断裂特征愈明显，快速双向卸荷时甚至可在次卸荷方向产生张拉裂缝。张性破裂断...
利用边界元法来探讨各向异性大理岩的裂纹传播特性，如应力强度因子与裂纹倾角及材料各向异性的关系、裂纹初始开裂角度与裂纹传播路径的预测及仿真分析。将边界元法结合最大围压断裂准则来预测各向异性材料的裂纹初始开裂角度及模拟各向异性材料的裂纹传播路径，并将数值分析结果与前人的初始开裂角度及试验所观察的传播路径得到的结果进行比较...
以层状盐岩体矿床中的NaCl岩盐与无水芒硝盐岩为研究对象，在实验室内进行10^-5～10^-31^-1S范围内单轴压缩强度与变形特性的应变率效应研究。研究结果表明：在上述应变率范围内，NaCl岩盐与无水芒硝盐岩的单轴抗压强度与弹性模量基本不随加载应变速率而变化：同一应变速率条件下，无水芒硝盐岩强度略高于NaCl岩盐；两类盐岩的泊松比均随加载应...
利用抗爆模型试验装置，研究在集中装药爆炸应力波的作用下，端部消波和加密锚杆支护洞室的抗爆能力；分析和比较3个洞室的拱顶垂直压应力、顶底板相对位移、洞壁应变、顶底板加速度及洞室围岩宏观破坏分布形态的差别。试验结果表明：在爆炸应力波的作用下，当洞室没有发生严重破坏时，端部消波和加密锚杆支护洞室顶底板相对位移和拱脚处最大应...
对湖南仁瑞寺岩质边坡进行地质勘查，该边坡结构面主要为X节理，一组走向为170°～265°，另一组走向为105°～125°，倾角较陡，普遍为50°～90°。通过6组实验分别确定岩块与结构面的力学参数。基于细观损伤力学理论，认为节理岩体是由岩块与微裂纹构成的各向异性材料，并利用代表性体积单元建立微裂纹的滑裂准则。通过编制相应的软件建立坡角为60°...
大量直剪试验结果表明，随着细颗粒含量的增加，散粒体抗剪强度不断降低。结合天山公路沿线溜砂坡的现场调查资料，在物理模拟试验基础上，证实细颗粒层在溜砂坡大规模失稳过程中所起到的控制性作用，进而构建一种由散粒层、细颗粒层和摩阻层所组成的溜砂坡3层散体结构模型，并提出一种具有整体错动特征的滑塌式大规模失稳模式。其失稳动力学机...
为了将多块体上限法拓展应用到饱和黏土基坑抗隆起稳定性分析中，提出支护墙体刚性条件下，用于饱和黏土基坑抗隆起稳定分析的多块体相容破坏模式，并给出相应的上限计算能量方程。为检验多块体上限方法的应用情况，结合实际工程案例以及针对基坑宽度、坑底基岩埋置深度、支护墙体与土体间侧摩阻、支护墙体入土深度和土体强度非均质等对抗隆起稳...
利用汶川地震获得的地震动记录及峰值加速度数据和收集整理的近3000个崩滑点数据，对汶川地震诱发滑坡与地震动峰值加速度之间的对应关系进行研究，得到如下认识：（1）地震动峰值加速度与地震诱发崩滑之间存在非常明显的正相关性，随峰值加速度增加，地震滑坡灾害也逐渐严重。（2）在龙门山震区存在0．2g的峰值加速度分界线，大于此值时，地震...
以不同温度下油页岩破裂显微CT图片作为分析对象，将分形的基本理论运用到油页岩的热破裂过程中。研究边长为7．0mm正方体油页岩试件在200℃～600℃范围内热破裂裂隙分布的分形规律，得到不同温度下热裂隙分布的分形维数和分布初值。研究结果表明：不同温度下油页岩内部裂隙的分布具有很强的自相似性，符合分形规律，分形维数为1．0～1．5。建立...
详细分析反演强度参数的惟一性，提出其存在3个层面的多值性问题：（1）实测位移同时与弹性参数及强度参数有关；（2）塑性软化时的应力一应变关系存在多值性；（3）强度参数C，φ的不同组合会使围岩某单元发生相同的塑性变形。针对这3个问题，通过假定围岩是理想弹塑性介质，利用现场实测手段将围岩位移进行弹、塑性分离，并在优化方法中考虑强...
在总结已有方法优缺点的基础上，根据平洞勘察的特点和要求提出一种新的勘察手段：平洞摄影成像测量系统。系统采用摄像头等光学测量仪器和编码器、罗盘等定位设备达到坐标测量的目的。首先介绍该系统所依据的基本原理，在此基础上分析系统各部件的运行过程及结构设计依据，根据原始数据的特点给出错误数据过滤和误差校正的方法；然后通过系统的...
提出一种改进的摄像机姿态获取方法，并据其实现岩体结构面产状的非接触测量。主要步骤为：（1）将摄像机安置于云台上，令摄像机坐标系与云台坐标系重合，然后将其固定；（2）通过规范拍摄过程将摄像机姿态参数减少为2个，然后以云台平面产状测量结果换算得到；（3）通过摄像机姿态参数完成坐标系转换，于岩体三维数字模型上测量并得到结构面产...
采用“20MN高温高压岩体三轴试验机”，精心设计4块完整花岗岩岩样。在25和75MPa静水应力条件下，实时测试花岗岩岩样在热破裂作用下的渗流规律，这是国内目前首次对花岗岩在高温三维应力作用下渗流规律的实时试验研究。试验结果表明：（1）在三维应力条件下，花岗岩发生热破裂。在热破裂升温过程中，花岗岩岩样的渗透率随温度的升高而表现为正...
通过岩石的物理力学测试、偏光显微镜以及粉晶X射线衍射等手段测定湘西白垩系红砂岩的基本物理指标和单轴抗压强度、矿物成分、颗粒面积比、堆积密度和颗粒接触率。对红砂岩进行粒度分析，得出其平均粒径和概率累计曲线。分别在烘干、天然和饱和状态对不同岩性的红砂岩进行单轴压缩试验，研究其浸水软化机制，并探讨红砂岩的基本物理指标和微结...
以采动岩体微破裂产生的弹性波为信息源，应用弹性波与岩体破裂的相关理论与技术，探索地下采空区不明水体的蓄积和成灾过程。经研究发现，在突水灾害前存在确切的弹性波波速比VP／VS低值异常、振幅比VSH／VPH。高值异常、震动主频低值异常、波形变异以及隔水岩墙主破裂发生前的微震频度异常。由此提出应用地面微震遥测技术，通过在线监测和分析...
以目前国内规模最大的双洞八车道高速公路隧道为背景，详细介绍四车道特大断面大跨度隧道施工过程中支护体系应力现场监测的项目、方法及手段，对不同施工工序下隧道支护体系力学性态进行监测与分析。研究结果表明：（1）右导洞上台阶、左导洞下台阶和核心土上台阶开挖引起支护体系应力分布较大变化，是隧道主要监测控制点；（2）封闭支护结构及...
针对重庆云雾山隧道浅埋岩溶段施工中发生的岩溶地质灾害事故，对浅埋岩溶隧道地质灾害的关键致灾因子及相互关联进行理论分析，并结合现场岩溶处治实践，对其实施效果进行评价。研究结果表明，浅埋岩溶隧道五大致灾因子为埋深浅、上覆地层松软、岩溶发育程度和规模、补给水源以及工程因素，其中施工揭穿项部和两侧的溶洞连通地表水涌入塌陷区是...
基于数码成像原理分析，利用土石混合体中块石与土体颜色属性的巨大差异，提出基于数码图像的土石混合体结构模型自动生成方法，并开发相应程序，以最直接、快捷、准确地反映土石混合体的空间结构。在此基础上，利用有限元数值模拟技术分析土石混合体的力学结构效应，也即在单轴压缩条件下土石混合体的高非均匀与非均质引起其应力场的结构效应非...
在对实际掘进条件做出合理简化的基础上，主要从仿真与试验2个方面对齿刀破岩机制进行研究。首先将Hertz弹性接触理论引入仿真，从而考虑刀具的初始应力分布对裂纹扩展的影响；然后利用基于2D离散法的UDEC软件建立TBM双刃球齿滚刀侵入砂岩的模型，并进行仿真分析；最后在原有线切割试验台的基础上设计观测试验。首次利用高速摄像仪捕捉到岩石崩...
利用AG-250kNI电子精密材料试验机，配合自制煤岩三轴蠕变瓦斯渗流装置，对煤岩全应力-应变过程中的瓦斯流动特性进行试验研究，得出煤岩在全应力-应变过程中瓦斯流动特性规律。试验结果表明：应变-瓦斯流动速度曲线与应力-应变曲线变化趋势具有相似性，且表现为少许滞后于应变的特点，这表明煤岩受载过程中的损伤演化决定着瓦斯在其内的流动特...
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...
为更好地反映原状砀固结软土的变形特性，在已建立的考虑软土初始诱发各向异性的弹黏塑性模型基础上，进一步研究软土的旋转硬化规律。通过分析土体在等向固结过程中的黏塑性体积变化，推导表征黏土各向异性演化速率的旋转硬化参数b的理论表达式，便于实际应用。针对浙江温州原状软黏土进行三轴不排水压缩和拉伸剪切试验，分析‰固结温州软黏土...
利用带围压装置的霍普金森压杆设备对砂岩在不同围压等级、不同应变率下的动态力学性能进行试验研究，分析砂岩单轴动态抗压强度和比能量吸收值的应变率效应，围压状态下砂岩在冲击荷载循环作用下的力学特性以及累积比能量吸收值与入射能量、围压等参量之间的关系。研究结果表明，砂岩的动态杨氏模量与静态杨氏模量相比明显增加，两者比值达3．2...
为揭示冻结过程中风积砂的水分迁移动力，先使试件在恒温状态下达到补水平衡，之后对试件施加温度梯度，实时监测土体内温度和未冻水含量的变化过程，依据试验结果对入流通量模型进行修正。研究结果表明：在恒温状态下，基质势和重力势是风积砂中水分迁移的主要动力，水分迁移可以在短时间内完成，补水速率随时间衰减迅速；在温度梯度状态下，根...
在细观尺度上对孔隙流体对岩石力学性质的影响进行定量化研究。将孔隙流体带来的非线性应变的影响分为经典应变的影响和非经典弹性单元CNCU）对非经典应变的影响。分析低饱和度和高饱和度时微细观机制的作用，以此分别讨论流体对岩石非线性力学行为和岩石介质宏观刚度的影响。为适应不同饱和度下岩石力学行为，提出一种新的固液相互作用函数关系...
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