基于数字散斑技术的深埋隧道围岩岩爆倾向相似材料试验研究     

陈智强  张永兴  周检英 《岩土力学》2011,32(Z1):141-148

利用相似材料模拟方法,借助数字散斑观测技术,对深埋隧道围岩岩爆倾向进行试验研究。分析考虑材料强度、开挖速度和支护作用影响下的岩爆发生和破坏规律,寻求岩爆发生与深埋隧道变形破坏之间内在的联系。试验结果与现场实际发生岩爆强度较高的岩石类型花岗岩、闪长岩等相比,破坏特征相似,且围岩强度越高,岩爆发生可能性越大;在高地应力状态和完整岩体中开挖速度对岩爆的发生影响较大;锚网支护对隧道围岩变形有一定的控制作用,也可一定程度上避免岩爆发生。支护试验结果与现场实际支护效果一致,随支护强度提高,隧道抵抗力增加,整体变形减小、稳定性提高。所得试验结论为深埋隧道的合理设计和安全开挖提供技术指导和理论依据,对革新深埋隧道开挖技术和支护技术具有重要的意义  相似文献   

千佛山断裂综合地球物理探测与地震活动性分析          下载免费PDF全文

宋文杰  陈时军  葛孚刚  吴子泉  吕春帅 《CT理论与应用研究》2016,25(5):523-530

千佛山断裂是济南市的一条重要隐伏断裂,研究该断裂的具体位置,断裂展布以及断裂的活动性具有重要意义。本文利用遥感技术、地球物理勘探(CT)、地质勘察等综合地质与地球物理探测手段,对该断裂地形地貌特征、地质构造特点、地层年代进行研究,分析其地震活动性。结果表明该断层中更新世早中期以来没有明显的活动证据,该断层的活动年代为早更新世-中更新世早期。千佛山断裂的运动性质以张性正断层为主,兼有左旋走滑运动的特点。从断层的几何结构分析,中更新世早中期以前断层经历了多期活动。   相似文献   

Genetic algorithm for fitting a mixed Bingham distribution to 3D orientations: a tool for the statistical and paleostress analyses of fracture orientations          下载免费PDF全文

Atsushi Yamaji 《Island Arc》2016,25(1):72-83

The clustering of fracture orientations is important for tectonic studies and for geotechnical engineering. In this study, a real‐coded genetic algorithm was adopted to fitting a mixed Bingham distribution to orientation data by maximizing the log‐likelihood function of the distribution. The maximization is a difficult problem, because the function has multimodality and singularity. It was found that the algorithm was effective for this problem. Given the orientations of dilational fractures, the present method determines not only the stress axes and stress ratio of each of the fracture groups but also the maximum non‐dimensionalized fluid pressure at the time of their formation. In addition, the software calculates the 95 % error ellipses of the concentration axes. The present method found that the orientations of ore veins of the Akenobe Mine, SW Japan, should be partitioned into three clusters. It is shown that two of the groups had distinctive Zn and Sn contents, and that the ore fluids had overpressures only slightly greater than the minimum principal stress at the time of the deposition of Zn‐ and Sn‐rich veins.  相似文献   

不同倾角多层节理深部岩体开挖变形破坏规律模型试验研究     

马腾飞  李树忱  李术才  徐咸辉  张露晨  平洋 《岩土力学》2016,37(10):2899-2908

深部资源开发中地下洞室围岩稳定控制必须面对峰后碎裂岩体的变形和破坏问题,目前深部多裂隙岩体开挖强卸荷引起的围岩变形破坏规律尚不清楚,常导致大体积塌方、大变形等重大工程事故。采用大尺度三维模型相似试验系统,分析具有不同倾角的多层节理的岩体在高地应力下开挖变形破坏规律。试验结果表明：裂隙倾角较小时,隧道上、下侧围岩主要发生大变形,左、右侧围岩呈现分层破裂现象,随着裂隙倾角增大,破裂区从洞室左、右两侧逐渐扩展到洞室全周,顶部岩体越容易发生大体积滑塌;隧道围岩由内向外应力和位移值呈波动状分布;洞周塑性区范围随裂隙倾角增大而增大,裂隙倾角越大,洞周塑性区越容易与洞室上、下侧裂隙面连通。该研究为保障深部工程的安全修建与运营提供了试验基础。  相似文献   

含有硬包裹体分布的非均质岩石水力压裂特性研究     

李明  郭培军  梁力  李鑫 《岩土力学》2016,37(11):3130-3136

基于完全流-固耦合的弹塑性理论给出了水力压裂数值计算的弥散裂缝模型,其中材料的弹性部分采用线弹性本构关系,塑性部分采用摩尔-库仑破坏准则及强化准则。依据当前的有效应力状态修正渗透系数来模拟压裂液在裂缝中的流动。渗透系数的修改使用双曲正切函数,并采用平均有效应力作为水力裂缝的起裂判据。在ABAQUS软件中通过用户自定义程序添加了该模型。根据岩石的切面照片建立了含有硬包裹体分布的非均质岩石的有限元计算模型,模拟了中心点注水条件下的水力压裂传播过程,讨论了在常应力状态下非均质岩石中开裂区域、典型位置的应力路径变化和裂缝传播范围随时间变化的特点。进行了多种条件下含有硬包裹体分布的岩石材料的数值试验,得出了基岩材料的弹性模量、凝聚力和渗透系数以及注水速率对峰值注水压力、平均注水压力和裂缝开度的影响规律。  相似文献   

深埋隧洞开挖数值模拟分析的纵向模型范围研究     

苏凯  常智慧  崔金鹏  伍鹤皋 《岩土力学》2016,37(Z2):706-714

模型范围是影响数值分析计算精度与效率的重要因素,针对深埋隧洞开挖数值模拟分析问题,采用有限差分软件FLAC3D和复合失稳准则,对计算模型的纵向范围取值问题展开研究。首先分析了深埋隧洞开挖过程中围岩纵向变形以及未开挖岩塞对围岩变形的约束作用,然后研究了近端边界和远端边界对监测断面位置处围岩变形的影响,最后采用最小二乘法对多组计算结果进行了位移误差分析,并给出了纵向模型范围的取值建议。研究结果表明,当监测断面距掌子面大于10倍洞径时,未开挖岩塞的约束作用基本消失;远端边界以及近端边界与监测断面的最大位移误差值之间均基本满足幂函数关系,且远端边界对监测点位移误差的影响要大于近端边界;深埋隧洞开挖数值模拟中,纵向模型范围取7.5倍洞径即可满足一般数值分析的精度要求。  相似文献   

岩体破裂尺度与频率特征关系及其工程实证研究     

姜鹏  戴峰  徐奴文  李天斌  李彪 《岩土力学》2016,37(Z2):483-492

将S变换时频分析技术引入微震信号波形分析领域,通过震源破裂尺度,研究微震信号频率特征与岩体变形破坏之间的联系。以西南地区3个水电工程作为研究对象,将大量微震监测数据作为统计样本以减小外部因素对参数计算的影响。在该基础上统计、分析岩体破裂尺度与微震信号频率之间的关系,结合大渡河猴子岩水电站地下厂房微震与多点位移计监测资料进行工程实证研究。研究结果表明,当岩体破裂尺度增大时微震信号高频成分减少,表现出低频特征;在围岩变形过程中微震信号高频成分呈现出先减少再增加的演化规律,围岩发生明显变形前微震信号出现由高频向低频转移的现象,因此,可将聚集区域内微震信号频率降低作为该区域岩体宏观变形破坏的前兆信息。研究结果可为基于微震监测的岩体工程稳定性分析及其灾害预测预报提供参考。  相似文献   

基于分形几何理论的DFN模型构建方法研究     

刘波  金爱兵  高永涛  肖术 《岩土力学》2016,37(Z1):625-630

以重庆梁-忠（梁平县-忠县）高速公路礼让隧道为工程研究背景,通过测线法调查现场节理,获得了节理产状分布概率密度函数,并从分形几何学的角度分析了节理间距及迹长的分形分布规律,推导出能反映节理间距及迹长分布状态的分形维数D及分形分布概率密度函数。在该基础上采用Matlab软件以及Monte-Carlo随机分析方法,产生节理参数随机数,结合3DEC中最新模块离散裂隙网络(DFN)技术,建立了能反映节理裂隙分布特征的离散裂隙网络模型并验证了模型的有效性,结果表明,分形分布比负指数分布包含更多的间距、迹长分布信息,更接近于实际分布;分形维数D反映了节理间距、迹长在其变化范围内的分布特征,分形维数的大小取决于小间距、小迹长部分数量在总节理数量中的比例,为节理裂隙岩体网络模型构建提供了一种新方法。  相似文献   

多空隙组合地质单元渗流理论分析与试验     

夏伟  符文熹  赵敏  周勇 《岩土力学》2016,37(11):3175-3183

岩体通常是以孔隙岩石为基质并包含各种成因的裂隙和溶隙的复杂多空隙组合地质材料。为研究孔隙-裂隙-溶隙多空隙组合介质的渗流特性,在简要介绍多孔介质渗流Darcy定律、平板窄缝流Poiseuille定律和圆形管道流Darcy-Weibach理论的基础上,分析了几种孔隙-裂隙-溶隙组合情况的多空隙介质渗流特性,推导出相应组合的等效渗透系数KE,给出了描述多空隙组合介质KE的一般表达式,讨论了影响各种空隙组合KE的主要因素。以普通砖模拟岩石基质,通过砖身钻孔填充及砖间缝隙填充,试验模拟了岩溶岩体和裂隙岩体中溶孔和裂隙填充后的渗透情况。试验结果与所推求理论公式计算出的KE在同一量级且误差很小,很好地验证了所推导的多空隙组合介质渗透系数表达式的有效性。  相似文献   

大型地下水封石油洞库水幕系统优化设计研究     

马秀媛  张立  苏强  惠冰  王者超  薛翊国  李术才 《岩土力学》2016,37(3):776-782

水幕系统是决定地下水封洞库运营的关键,水幕孔设计是水幕系统的核心组成部分。以国内首个在建的大型地下水封石油储库为背景,运用地下水渗流理论,研究水幕孔间距以及隙宽对地下洞室水封性的影响。研究结果表明,在陡倾结构面条件下,水平水幕孔的间距以及隙宽对水封性具有重要影响。在计算工况中,水幕孔间距为10 m时,水封效果最好;水幕孔间距为30 m时,无法满足水封要求;相同水幕孔间距条件下,隙宽越大,水封效果越好;主洞室拱顶区域,水封效果较差。研究结果可为地下水封石油洞库水幕系统优化设计提供理论依据。  相似文献