节理岩体圆形隧道滑动区的研究

对于连续介质问题,可以利用Mohr-Coulomb准则很好地解决圆形隧道滑动区问题.但是对于节理岩体问题要复杂得多.由于节理岩体具有复杂的力学特性,因此节理岩体圆形隧道滑动区的确定问题一直都没有很好地解决.节理岩体的力学特性可以很好地用考虑了中间主应力影响的非线性统一强度准则来表达.根据非线性统一强度准则确定了即时摩擦角,进而获得了节理岩体圆形隧道滑动区和支护应力的封闭形式的理论解,并给出了算例.     

新密大平—超化滑动构造特征分析

本文从边界构造、滑动形态特征与力学性质、滑动系统、下伏系统、运动方向等方面，系统地分析研究了新密大平=超化滑动构造的总体特征，新密大平-超化滑动构造南北以背斜为界，东西受断层切割；滑面具有穿层现象且次级滑面发育；其力学性质为压扭性，南翼还兼有张性；滑动系统总体表现为向斜构造；滑动方向晚期呈现出先南后北的特征。     

连通节理岩质边坡稳定性分析

节理岩体的剪切强度由结构面和相邻完整岩块的剪切强度共同决定,当结构面完全连通时,岩体的剪切强度完全由结构面决定。蒙特卡罗法能够根据结构面几何参数模拟岩体结构面的空间分布,通过深度优先搜索算法可搜索到连通的结构面,相对岩体而言,连通的结构面的剪切强度最小,即为节理岩质边坡的潜在滑动面,通过极限平衡法可以对一系列滑面进行稳定性分析。该方法是对节理岩质边坡稳定分析的补充。     

云南玄武岩滑坡滑动面力学参数分析

云南是中国滑坡灾害最严重的地区之一。在高速公路的建设过程中,出现了许多滑坡的稳定性问题。分析滑坡稳定性的关键是获得较为准确的滑动面力学参数。首先提出了滑坡滑动面力学参数分析的内容以及主要的研究方法,然后针对云南一高速公路玄武岩滑坡的滑体松散、取样困难的实际情况,采用现场试验的方法进行滑动面力学参数分析,并采用基于稳健回归分析的计算方法进行滑动面力学参数的计算,能有效地减少异常值的影响,从而获得更为可靠的滑动面力学参数。同时指出,古滑坡滑动面的抗剪强度的分析应考虑时间效应下残余强度的恢复。     

某水电站左岸坝肩边坡软弱夹层的工程特性及其对边坡稳定性的影响

西南某大型水电站左岸坝肩边坡分布有多层二叠系凝灰岩软弱夹层,其中对该边坡稳定性影响最大的是标记为A3的软弱夹层。本文从A3的空间展布、成因、工程分类、物质组成、物理性质、力学性质等因素进行分析,认为A3可能构成该边坡的潜在的滑动面,对该边坡的稳定性影响很大。从影响边坡稳定的因素和边坡的整体稳定性计算两个方面分析后,得出虽然A3构成该边坡潜在的滑动面,但边坡整体是稳定的。     

含单节理裂隙岩体的单轴压缩试验及数值模拟

为了研究预制裂隙的厚度和宽度对节理岩体的力学特性的影响,对人工制作的单节理裂隙岩体进行了单轴压缩试验和数值模拟,研究了节理面的倾角β、节理面的厚度d、节理面的长度l对单轴抗压强度的影响。研究结果表明:(1)当节理面长度和厚度相同时,随着β随着由0°增加到90°时,试件的单轴抗压强度呈逐渐增加的趋势;当节理面的倾角β和厚度相同时,随着节理面长度的增加,试件的单轴抗压强度呈逐渐减小的趋势。(2)当节理面的倾角β和长度相同时,随着节理面厚度的增加,试件的单轴抗压强度呈逐渐减小的趋势。     

经典朗肯土压力墙后土体滑裂面机制研究

朗肯土压力理论至今仍是计算土压力的重要方法。由于朗肯主动土压力分布是根据墙后土体应力达到极限状态而得到的,根据极限应力状态认为墙后极限土体的滑动面为一簇平面,由此计算墙后极限土体与土压力的力学平衡不能满足。从极限平衡理论出发,针对朗肯主动土压力下墙后土体极限滑动面问题,明确提出墙后极限土体边界为滑动平面和开裂面的组合,提出的滑裂面（包含滑动面和开裂段）从力学平衡、土压力分布、土压力合力大小等方面完全符合朗肯主动土压力的理论解,可认为是朗肯主动土压力所对应的墙后土体真实滑裂面。同时对朗肯理论的墙后拉应力问题也作出了相应解释,并论证了被动土压力的墙后土体滑动面为一簇平面。研究结论对朗肯土压力理论是一个补充和完善     

三维地震勘探在滑动构造解释中的应用

滑动构造影响了煤层赋存特征,改变了煤层厚度和埋深,对煤矿开采不利。以河南某区滑动构造解释为实例,介绍了三维地震技术在精细刻画滑动构造中的解释应用,讨论了滑动面在时间剖面上和三维数据体上的识别特征。结果表明,三维地震勘探是一种有效的滑动构造探测手段。      

滑动构造的高分辨率地震法探测效果

滑动构造总是在较软弱的地层中形成。滑动面的形成,破坏了地层原有的结构,使得附近岩石破碎,导致其与周围岩层有明显的波阻抗差异．具备了地震反射波探测滑动面的地球物理前提。河南豫西某勘查区,黄土层较厚且无潜水位,煤层反射波能量较弱,滑动面反射波的能量更弱,为此,采用大药量激发（3kg）、井深16～30m、高复盖次数（30-45次）等施工参数,保证了野外原始数据的采集质量。针对原始资料干优强及地形变化大的特点,资料处理采取了以提高信噪比为主的措施。勘探结果表明,该区的滑动面在煤层之上,滑动面以上,地层结构严重破坏。     

路堑边坡平面滑动演化过程及远程滑动机制的模拟与分析

永宁高速公路K117滑坡路段原为在泥质粉砂岩单斜地层内开挖2级形成的路堑边坡,开挖后产生典型平面滑动,在中部滑床形成长约25m的滑动槽,产生最远达35m的远程滑距,其成因机制复杂。本文在对滑坡基本特征及孕育过程开展详细调查研究的基础上,采用节理有限单元法对该滑坡经路堑开挖导致高位坍滑、刷方变更后触发高速远程滑塌、滑塌后壁残留滑体牵引松动,以及对其实施卸载、支挡回填及锚固的治理过程开展数值模拟,再现了该滑坡孕育发展全过程及其稳定性演化规律;分析了该边坡破坏的平面滑动机构及滑动面的物理力学特征,论述了该类滑坡启动高速远程滑动的开挖松弛致滑机理和裂隙充水致滑机理,最后提出了预测及治理该类滑坡的6点建议。研究表明,在单斜地层开挖路堑,使顺倾向软弱结构面临空暴露时,可能诱发边坡整体卸荷松弛,产生较大的不平衡滑坡推力,而卸荷松动产生的张裂隙导致滑坡对降雨入渗十分敏感,不平衡力和裂隙水压力的共同作用可迅速剪断滑面,伴随势能向动能的转化,产生高速远程滑动。     

北京西山地区地应力场特征及地质灾害关系研究

本文研究了北京西山地区现今构造应力场及因煤矿开采引起的岩爆和地面塌限两类地质灾害的特征。发现岩爆及地面塌陷严重的矿均处于高应力值区及拉应力区。认为岩爆和地面塌陷的生成条件和影响因素不尽相同，但它们都是因煤矿开采，围岩体应力平衡状态受到破坏而引起的。     

AN INTERFACE MODEL FOR ANALYSIS OF DEFORMATION BEHAVIOUR OF DISCONTINUITIES

An interface constitutive model is presented accounting for slip and sliding effects and also for dilatancy phenomena. The microslip effects are described by considering spherical asperity interaction with variation of contact area and generation of progressive or reverse slip zones. The incremental constitutive equations are derived with proper memory rules accounting for generation and annihilation of particular slip zones during the process of variable loading. It is further assumed that sliding of spherical contacts occurs along large asperities whose slope varies due to the wear process. The predicted shear and dilatancy curves are shown to provide close quantitative simulation of available experimental data. The strain ratchetting effect for non-symmetric cyclic loading was exhibited using the asperity wear model. The model presented could be applied to simulate rock joints, masonry, or concrete cracked interfaces, under monotonic and cyclic loading.     

Permeability upscaling of fault zones in the Aztec Sandstone,Valley of Fire State Park,Nevada, with a focus on slip surfaces and slip bands

The effect of open and filled slip surfaces on the upscaled permeability of two fault zones with 6 and 14 m strike-slip in an eolian Aztec Sandstone, Nevada, USA is evaluated. Each fault zone is composed of several fault components: a fault core, bounded by filled through-going slip surfaces referred to as slip bands, and a surrounding damage zone that contains joints and deformation bands. Slip band geometry, composition, and petrophysical properties are characterized. Measurements and modeling show that slip band permeabilities can vary over 12 orders of magnitude depending on the degree of fill within the slip bands. The slip bands along with other fault zone components are represented in finite volume numerical calculations and the impact of various slip-band representations on upscaled fault zone permeability is tested. The results show 2 orders of magnitude variation in upscaled fault zone permeability in the fault-normal direction and a factor of 2 variation in the fault-parallel direction. The numerical results presented here are compared to the earlier numerical results in which structured Cartesian grids were used for the numerical simulations, and are in qualitative agreement with earlier calculations but use about a factor of 250–400 fewer numerical cells.     

基于应力影响系数法的高边坡临界滑动面研究

临界滑动面一方面是与岩体结构面和坡面的组合关系有关,另一方面与荷载大小及位置有关。三维条件下,均质岩高边坡的破坏机理比较复杂,临界滑动面的判定较为繁琐。本文基于应力影响系数法对荷载作用下对均质岩高边坡三维临界滑动面形态及位置进行初步判别,研究各因素变化对临界滑动面分布形态的影响,结果表明:荷载作用下均质岩高边坡空间临界滑动面主要发生在基础前侧区域,约为一不规则楔体,楔体尺寸与桥基尺寸、坡度及桥基距离有关,其中桥基距离影响最大,荷载强度对滑动面形态无影响。桥基荷载作用下均质岩高边坡临界滑动线范围随桥基尺寸、桥基距离增加而增大,随坡度增加,临界滑动线长度减小,深度增大。本文提出桥基荷载作用下均质岩高边坡临界滑动面范围确定公式,即:均质岩高边坡破坏长度Pw=08444L-05098+05759S+693716,破坏深度Ph=01148L+0171B+11725+00733S-5719。     

确定边坡潜在滑面的块体理论方法及稳定性分析

基于复杂边坡一般由多种岩性组成,且其稳定性往往受岩体结构控制,加之边坡滑面的逐步形成特点,本文提出了采用块体理论确定复杂边坡滑面位置方法,并采用Sarma极限平衡法及其它滑面形状分析了某大型边坡工程的稳定性,验证了所提方法的正确性。     

基于A^＊算法的边坡稳定分析方法

岩质边坡的失稳大都是沿各软弱结构面而发生的,其滑动面往往是软弱结构面的组合,呈阶梯状.岩石边坡中存在大量的随机结构面,从中找出抗剪力最小的滑裂面是边坡工程中的一个研究方向.在岩体结构面调查统计的基础上,用随机网络模拟再现结构面的空间分布,在此基础上应用A*算法,搜索出岩石边坡的临界滑裂面,并对临界滑裂面上的边坡体任意斜条分,与Sarma分析方法相结合,形成一种改进的分析岩石边坡稳定性的方法—— Sarma-A*分析法,通过工程实例验证该方法的合理性.     

北京环境地质发展状况及其今后工作建议

本文首先就地质环境与环境地质的含义作了说明。在概述了北京环境地质工作发展状况之后，指出北京地质环境在人煤活动强烈影响下有不断恶化趋势。认为环境地质工作重点应以解决地下水源枯竭，水质污染与恶化，矿山地面塌陷，地震和泥石流的危害为主为促进２１世纪可持续发展，提出了北京２０００年左右主要环境地质工作项目建议。     

大姚—姚安地区强震孕震机理——NW向褶皱节理的构造强化与活动

以21世纪初滇中大姚—姚安一带接连发生的4次Ms6.0~6.5级强震为例,通过分析该地区构造类型及其演化历史,结合川滇块体的现今运动特征和构造应力场,提出滇中构造区运动模型和特殊的孕震模式,探讨褶皱节理与地震活动的关系。研究表明,这些地震序列均有规律地沿北西方向展布,具有高度一致的沿北西向节理面右旋走滑的力学破裂机制。该地区断裂不发育,而是以北西向中生代褶皱构造为主。野外调查发现,该地区广泛发育与褶皱伴生的北西向纵向节理及北东向横向节理,前者较后者更为发育。这些节理密集成带,呈不等间距排列,带宽30~50 m,带内节理密度20~30条/m。节理面上发育有方解石脉和辉长岩脉,同时发育挤压片理化带、新鲜的水平擦痕和松软的断层泥,说明这些节理不仅与深部地壳有关联,而且近期有着新活动迹象。分析认为,在滇中块体南南东运动的背景下,这些地震是在现今北北西向挤压应力场作用下,北西向纵向节理发生构造强化、贯通、破裂的过程中产生的。"活节理"与活动断裂、活动褶皱等构造一样,是地球上广泛存在的活动构造之一。在特殊的构造环境和特定的构造应力场作用下,节理构造会演变为一种构造强化带或活化带,进而成为一种特殊的孕震构造。     

Shearing along faults and stratigraphic joints controlled by land subsidence in the Valley of Queretaro,Mexico

Slip of nearly vertical faults or horizontal stratigraphic joints has provoked the shearing of at least 16 well casings in a period of over 10 years in the Valley of Queretaro aquifer, Mexico. Evidence integrated from field observations, remote surface-deformation monitoring, in-situ monitoring, stratigraphic correlation, and numerical modeling indicate that groundwater depletion and land subsidence induce shearing. Two main factors conditioning the stress distribution and the location of sheared well casings have been identified: (1) slip on fault planes, and (2) slip on stratigraphic joints. Additionally, the distribution of piezometric gradients may be a factor that enhances shearing. Slip on faults can be generated either by the compaction of sedimentary units (passive faulting) or by slip of blocks delimited by pre-existing faults (reactivation). Major piezometric-level declines and the distribution of hydraulic gradients can also be associated with slip at stratigraphic joints. Faults and hydraulic contrasts in the heterogeneous rock sequence, along with groundwater extraction, influence the distribution of the gradients and delimit the compartments of groundwater in the aquifer. Analogue modeling allowed assessment of the distribution of stress–strain and displacements associated with the increase of the vertical stress. Fault-bounded aquifers in grabens are common in the central part of Mexico and the results obtained can be applied to other subsiding, structurally controlled aquifer systems elsewhere.     

基于“重力压密法”下的滑带土强度参数取值分析

以往的滑带土强度参数通常是在现场所取得的滑带土带回室内进行剪切试验得到。这样存在很大的局限性。因为滑带土在运移过程中存在扰动。本文推荐一种实用的好方法—“重力压密法”。其优点在于巧妙利用土体的含水量、干密度和强度参数指标之间存在的普遍联系：即对于同一个土体,含水量越高,干密度就越低,相应的其抗剪强度指标也就越低。这样得出的强度参数就弥补了滑带土从野外钻孔或平硐到实验室所脱离的天然赋存环境。增加滑带土室内试验的真实性,使滑带土强度参数真实、可用。