软岩饱水软化过程微观结构演化的临界判据

针对红层软岩遇水软化问题,在已开展的粉砂质泥岩饱水软化试验结果的基础上,从建立软岩微观结构模型出发,定量化研究软岩软化的力学机制。首先将描述粉砂质颗粒特性的结构元件引入到M. Tuller、D. Or提出的黏土矿物微结构模型中,提出了软岩微观结构组合元件;然后结合软岩饱水软化试验中微观结构测试结果,考虑天然状态软岩微观结构的基本类型特征,建立了描述粒状结构与致密条块状结构软岩的两类典型微观结构单元;在此基础上,采用重整化群方法,分别建立了两类软岩软化的重整化模型,并基于重整化原理,分析了软岩软化过程微观结构演化的临界判据,搭建了软岩微观结构与其力学特性之间的定量关系。通过对比软岩饱水软化过程力学性质试验结果,验证了所建立模型的合理性,为进一步开展软岩软化全过程定量化研究奠定基础。     

南水北调中线工程第三系软岩工程地质性质研究

描述了南水北调中线工程中第三系软岩的典型地层剖面,论述了第三系软岩的沉积韵律建造和沉积旋回特征;运用颗粒分析、X射线衍射分析和差热分析,论述了软岩的粒度成分、主要矿物成分;通过物理力学实验,获得了软岩水理性、膨胀性和主要力学性质指标,证实第三系软岩具有与第四系松散土体相似的工程地质性质,属于极低强度的岩石.第三系软岩工程地质性质的研究是进行软岩工程设计的基础,具有重要的工程意义.     

软岩沉积特征及其力学效应

煤矿软岩为沉积岩，其力学特性与沉积特征直接相关，本文从沉积动力学和沉积环境两个方面阐述了那龙二井软岩的沉积特征，并进而探讨了沉积特征对软岩力学特性的影响。     

软岩饱水试验与软化临界现象研究

针对华南地区广为分布的“红层”软岩遇水软化问题,选择粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等典型软岩为研究对象,在软岩饱水软化试验的基础上,采用“自组织临界性”理论深入分析了软化试验中的临界现象,结合软岩物理力学性质、微观结构以及水溶液离子浓度变化的试验结果,得出：在饱水3个月和6个月时,对应于所研究软岩软化的临界时间点,其物理、力学性质与水溶液离子浓度的变化在前3个月内变化幅度较大,3个月后较为平缓,并可能出现波动,6个月后开始趋于稳定;而其微观结构变化满足1～3个月变化较小,3～6个月自行调整而趋于有序,6个月之后结构类型完全改变。在此基础上,分析了软岩系统自组织临界现象中最显著的两个特征：自组织性和临界特性,并从系统演化的角度探讨了饱水软岩系统中一种具有一定稳定性的非平衡自组织有序结构的产生过程,给出了水作用下软岩工程特性变异达到稳定的临界时刻。     

软岩边坡稳定性研究综述与展望

针对普遍存在的软岩边坡工程问题，综述了目前关于软岩的力学特性、软岩边坡稳定性分析方法、边坡失稳预测预报等方面所取得的理论成果和研究进展，并探讨了其不足和发展趋势。     

大埋深软岩巷道围岩变形破坏力学机制分析

扩容性、应变软化性和破坏历时性属于岩石的基本力学性质．从岩石的这些力学性质出发．分析了大埋深软岩巷道围岩变形破坏的力学机制．     

水岩耦合下的红层软岩微观结构特征与软化机制研究

水岩长期作用下红层软岩体现出成岩作用差、易风化、易软化崩解等特点,给软岩工程设计与施工带来挑战。以滇中红层软岩地区所取泥岩试样为研究对象,首先对自然和饱水状态下岩样进行单轴和三轴压缩试验,分析水岩作用下软岩的力学特性;然后采用X射线衍射技术对不同含水状态下软岩微观结构进行对比研究;最后基于试验结果对滇中地区红层软岩遇水软化机制进行了探讨。研究结果表明:水岩作用下软岩力学性质劣化明显,岩石峰值抗压强度显著降低,岩体破坏程度提高;软岩黏土矿物颗粒吸水膨胀,微观结构由致密的团粒状转变为疏松多孔的不规则片状和鳞片状结构;伊利石等黏土矿物与水反应,产生的不均匀应力和大量微孔隙导致软岩内部结构破坏;红层软岩的遇水软化机制包括软岩矿物的溶蚀和次生作用、黏土矿物的吸水膨胀与崩解、软岩与水作用导致颗粒间胶结连结破坏等。     

清江水布垭马崖高边坡岩体力学性质试验研究

采用岩体声波测试、岩体力学试验及岩体质量评价等手段,研究了马崖高边坡岩体力学性质,并进行了岩体力学参数取值。研究成果表明,卸荷作用对坚硬岩类影响较大、对软岩类影响较小。     

报导

由国际岩石力学协会委托日本岩石力学委员会等单位举办的国际软岩(Weak Rock)学术讨论会于去年9月在日本东京举行。有29个国家的530名代表(其中来自日本以外的118名)参加了会议。会议收到论文约210篇(其中日本提出约100篇)。除开幕和闭幕大会外,会议分为软岩的工程性质、现场试验、专门理论和分析、设计和施工实践、动力学和大地构造等五个专题小组宣读论文和进行学术讨论。在闭幕大会上,日本代表就日本软岩的分布和工程特性、软岩上建坝的经验和问题,软岩中开挖隧道的现状,软岩上桥梁建设的新经验,软岩边坡工程的新发展等专题作了五个综合报告。 出席会议的中国代表团共11人组成。此外还有通过其他     

煤矿软岩的粘土矿物成分及特征

煤矿软岩的工程地质特征取决于其物质组成，特别是其中的粘土矿物成分．本文按成生时代和粘土矿物组成特点，把煤矿软岩分为３种类型，并分别讨论了其结构特征，物理力学性质及水理性质．最后，对软岩的变形力学机制进行了分析和讨论．     

深部岩石力学性质及其在大陆构造变形过程研究中的作用

在阐述了与深部岩石力学性质相关的岩石流变学基本模型的基础上,探讨了深部岩石力学性质对温度、压力和岩石化学组分等因素的依赖关系。根据目前对深部岩石力学性质的认识,讨论了岩石流变学在研究大陆构造变形过程中所起的重要作用。有关研究结果表明:在运用理论分析和数值模拟方法揭示大陆岩石圈中变形的动力学机制时,合理的选用深部岩石的流变学模型是必须考虑的一个重要因素。     

浙江花岗岩的工程岩石学研究

对浙江省花岗岩的岩相学特征及力学性质进行了研究以确定它们之间的关系.矿物学研究显示出花岗岩的交代蚀变特征,这可以反映在岩石的力学性质上.岩石材料的物理性质决定其工程学性质,在相关定量参数确定的情况下,可以预测岩石材料的工程学性质.镜下观察、硬度、密度、孔隙度及点负荷强度均可作为所研究花岗岩的定量参数.上述每个因素都可提供岩石工程学的可靠预测.岩石的物理性质受岩石成分及蚀变状态控制,而岩石的工程学性质和力学特征是其物理性质的函数.     

裂隙岩体宏观力学参数的二维数值模拟

岩体通常含许多不同尺度的裂隙,因而力学性质非常复杂。由于现场测试及常规实验室试验常受各种条件的限制,因而其不能准确反映岩体的宏观物理力学性质。本文基于有限元分析软件对二维情况下的完整岩体和含不同倾角的软弱夹层的岩体在单轴和双轴压缩下进行了数值模拟,得到岩体变形的应力-应变曲线。该类曲线能反映裂隙对岩体力学参数的影响,对于指导工程实践有一定的意义,并且为获取岩体力学参数提供了新的途径。     

A Moisture Index Classification System for Rocks (MiC System)

Summary.  Interaction of rocks with water is leading to a reduction in physical and mechanical properties, and quantifying this effect has always been a problem for design purposes in rock engineering projects. Despite the fact that a number of considerable works have been carried out in this field, they are not thorough and general. In this paper, a new rock classification system is presented in order to evaluate wet rock properties. Laboratory studies showed that six parameters may be recognized as major controlling parameters for wet rocks, including: water absorption, porosity, weathering degree, swelling index, number of microfissures, and average grain size. Many tests were performed and a sensitivity analysis was carried out on the data obtained. This analysis characterized the rock sensitivity when changing each parameter and consequently, a rating value was assigned to each parameter. By adding these rating values, a rating between zero and 100 is allocated to each rock as Moisture index (Mi). The closer this index is to 100, the more sensitive rock will be to moisture. On the basis of this index, rocks are divided into five classes including: very good, good, fair, weak and very weak.     

基于有限元方法的储层地应力修正研究

地应力是油气储层评价的基础参数,传统常用的单井地应力求解往往只依托于测井数据及岩石力学实验,未考虑整体力学模型中地层岩石非均质性对地应力的影响。研究以准噶尔盆地中部4区块董11井为例,采用整体力学模型分析的方法对目的储层地应力进行修正。根据地层岩石的物理性质及岩石力学参数对井场周围地区进行划分及整体三维建模,并用ANSYS有限元软件对其整体模型进行力学分析,从而对地应力计算结果进行修正,得出研究区目的层地应力分布情况。研究结果表明,修正后的地应力值与修正前的地应力值在地层薄弱（坚硬）层段水平最小主应力值相差16%~17%左右,水平最大主应力值相差22%~23%左右。修正后的地应力可以很好地体现地层在沉积过程中造成的岩石物理性质非均质性对地应力非均质性的影响,反映了储层地应力的真实变化特征。      

岩石的主要物理机械性质与岩石可钻性相关性的试验研究

本试验研究共钻进78种岩石,803块岩样,完成868个钻孔,总进尺82m左右。测试了岩石的压入硬度、研磨性、塑性系数、声学特性等性质,共取得各种测试数据8570个.在BCM—Ⅲ型微机上,对其数据进行了数理统计,建立了以岩石压入硬度、研磨性和塑性系数为主因子的岩石可钻性预测方程,方程的预估精度达80％左右。     

深部地质钻探钻遇弱面地层井孔围岩稳定分析

深部地层地质条件复杂,随钻探向纵深发展,钻遇弱面地层导致井孔围岩失稳将严重影响工程进程。本文总结分析具有弱面地层岩石物理力学特性,探讨强度各向异性孔壁围岩稳定模型的适用性;考虑流体向弱面渗透存在渗透各向异性和传热各向异性,发展了具有弱面地层井孔围岩稳定理论。研究发现,某些强度各向异性模型在特定情况下可能失去其适用性;在深部高温环境下忽略弱面地层渗透和热传的各向异性特征可能会导致井孔围岩压力、破坏区域以及坍塌压力产生较大误差。     

The influence of foliation on the fragility of granitic rocks, image analysis and quantitative microscopy

Fabric-dependent anisotropy is important in understanding the mechanical behaviour of foliated rocks because the foliation creates mechanically weak discontinuities. Using optical microscopy, a foliation index (FIX) was calculated for a group of granitic rocks in southern Sweden that displays a range of textures from foliated to nonfoliated. Image analysis from scanning electron microscope with backscattered detector (SEM/BSE) images was used in order to measure the rock texture of these samples. The analyses were compared with the Los Angeles (LA) test, which measures resistance of rock aggregate to fragmentation. The results demonstrate that the measured grain size, shape and spatial arrangement are important parameters controlling the fragility of the rock. Both the texture and foliation must be taken into account to obtain a significant relationship with the mechanical analyses. We suggest that this alternative method could be a helpful tool for predicting a rock's suitability as an aggregate as it gives a better understanding of the material properties compared to mechanical testing.     

软弱夹层工程地质特征研究进展

软弱夹层是控制岩体稳定性的重要薄层,研究软弱夹层的工程地质特征具有重要的科学意义和实际工程意义。在收集整理国内外相关资料的基础上,首先从定义和分类、形成机制和影响因素、分布特征和规律、工程地质特性和力学特性5个方面对国内软弱夹层和泥化夹层的研究进行总结和概述,然后分析当前研究存在的不足之处,讨论软弱夹层与泥化夹层的区别与联系。研究表明,与原生软弱夹层相比,泥化夹层更薄,工程地质性质更差。最后提出下一步重点研究方向:软弱夹层的泥化演化过程及泥化夹层的演化趋势;软弱夹层的三维空间分布及可视化;软弱夹层的剪切蠕变理论模型,细观损伤破坏动态演变规律,应力松弛特性和动力学特性;软弱夹层与围岩间的接触面及组合岩体的力学特性。     

水-岩化学作用对岩体变形破坏力学效应研究进展

水—岩化学作用对岩体变形破坏力学效应的研究涉及力学和化学两方面,也即为地球化学与岩体力学两个研究领域的交叉。针对水化学作用对岩体力学性质的影响机理,较系统地总结了该研究领域中的现状和研究新进展,分析了其研究方法,指出了今后的研究方向和主要研究内容,并认为此方面的研究将在工程地质学中占重要地位。