Bayes约束随机场下坝基溶蚀区随机模拟方法及其影响分析

基于完全随机场模拟溶蚀岩体可能会高估其空间变异性和不能有效地利用溶蚀以外的地质信息和实践经验,提出用Bayes约束参数随机场模型描述坝基溶蚀区的随机模拟方法。引入Bayes公式,对溶蚀区域岩土参数的统计特性进行修正,反映出地质勘测的新增地质信息和试验参数信息,建立约束随机场,并在此基础上进行随机有限元分析,研究坝基溶蚀对大坝结构性态的作用效应。计算结果表明,相对于完全随机场模型,Bayes约束随机场模型更为客观地考虑了溶蚀岩体的空间变异性,有效地降低了溶蚀参数完全随机场下结构响应的模拟方差。在概率分析过程中,推荐蒙特卡洛响应面耦合方法（MC-RSM）作为适用于复杂工程的随机模拟方法,该方法能够代替直接MC法对同样力学机制的不断重复,减小计算时间成本。     

水电工程坝基岩体溶蚀程度对坝体不均匀沉降影响分析

水电站坝基岩体发生溶蚀以后会对大坝的稳定性带来较大的影响,本文以工程实例为依托,利用三维数值分析技术,分析计算了坝基岩体不同溶蚀程度对坝体不均匀沉降的影响.结果表明:当坝基岩体强烈溶蚀、中等溶蚀、轻微溶蚀以后,坝顶处的最大位移分别达到10cm、5.5cm、4cm.坝基岩体溶蚀程度越高,坝体各处不均匀沉降的程度越严重.在...     

表层喀斯特带溶蚀岩体单轴压缩力学特性模拟研究

研究表层喀斯特带溶蚀岩体的力学特性,有助于岩溶区边坡稳定性分析。本文以表层岩溶带溶蚀特征为依据,设定溶蚀率和溶蚀均匀系数作为溶蚀特征参数。基于元胞自动机算法思路,在颗粒离散元软件中构建不同溶蚀特征的岩体模型。对溶蚀岩体进行单轴压缩数值试验,检测岩体加载过程中声发射事件。试验结果表明：溶蚀岩体加载过程可分为：（1）压密阶段;（2）弹性变形阶段;（3）稳定破裂发展阶段;（4）不稳定破裂发展阶段;（5）峰后缓慢软化阶段;（6）峰后快速软化阶段。随溶蚀率增加,岩体弹性变形阶段曲线缩短,岩体抗压强度降低;岩体由脆性破坏逐渐转为延性破坏;同时,溶蚀率增加,岩体抗压强度下降速率由最初快速降低转为缓慢降低,最终收敛。溶蚀均匀系数增加,不稳定破裂阶段曲线增长,岩体由局部破坏转为整体性破坏。研究发现溶蚀岩体单轴抗压强度与溶蚀特征参数呈负指数关系,该关系式可用作溶蚀岩体强度取值,实际工程中应增加溶蚀均匀系数对岩体质量的影响。溶蚀岩体裂纹扩展机理有助于边坡失稳机理研究。     

互相关参数随机场反演的“一体两分”方法

合理的参数输入是岩土工程数值计算的前提和关键,目前常用的赋定常参数值的方法事实上忽略了参数本身在空间上的变异性与相关性,用确定性参数描述复杂岩土体力学性能的方法在某些情况下甚至可能会导致分析结果与真实情况的背离。因此,要弥补此中不足,就必须探讨在空间相关条件下参数随机场的反演方法。单参数随机场在空间上存在自相关性,而多参数随机场不仅存在空间上的自相关性,还存在空间上的互相关性。从"一体两分"(自相关性=互相关性+剩余自相关性)思想出发,构建了反映空间相关性信息的参数反演数学模型,并利用此数学模型生成了各向同性相关结构下的双参数随机场,对反演结果相关性统计结果表明:此法生成的参数随机场,自相关性和互相关性都得到了很好的满足。     

天津港地区土层剖面随机场特征参数的估计

天然地基或人工地基在形成过程中,不同位置的土由于成因相似,其物理力学特性指标具有空间自相关性,这种空间自相关性可以用随机场理论进行研究。为估计天津港地区土体物理力学性质的空间随机场特性,采用了现场钻孔取样、静力触探等方法获取了大量的描述土体物理力学性质的参数。由于静力触探试验能够连续取样以获得足够多的数据来进行随机场分析,文章主要应用静探数据检验了该地区土性指标的平稳性和各态历经性,指出应用Vanmarcke的随机场模型对土性指标进行分析具有可行性。本文的创新点在于探讨了天津港地区随机场模型的建立方法并应用改进的完全不相关距离方法估计了天津港地区典型土层剖面的随机场特征参数。为随机场理论应用于天津港地区岩土工程可靠度分析打下了坚实的基础。相同的方法可用于其他地区土层随机场特征参数的估计。     

黄河上游某电站上新统石膏夹层对坝基岩体稳定性影响评价

拟建的黄河上游某水电站在勘查过程中发现在河床以下存在一层厚约2m的石膏层。石膏岩遇水易溶解,工程地质性质较差,力学强度较低,是水电建设中的不良岩体。本文对石膏岩的物理力学性质和化学成分做了仔细分析,分析了石膏溶蚀后对坝基稳定性的影响,找出防止石膏溶蚀的判断标准,最后得出防治措施。     

基于随机模型溶蚀岩体强度参数研究

由于溶蚀岩体独特的细观结构及其溶蚀发育的差异性,导致了现场原位实验和室内实验获得的单点强度值很难应用于工程中。以溶蚀砾岩为例,在现场调查的基础上,获得了砾岩的溶蚀发育规律,并建立起其概率统计模型,在此基础上利用FLAC3D 建立起数值模型,并对其进行数值三轴试验,获得了其应力-应变曲线; 同时,对不同溶蚀程度的砾岩进行数值三轴试验,获得了大量的强度参数,建立起溶蚀程度与强度之间的关系。另外,对溶蚀砾岩进行室内三轴实验,获得了其强度参数,并和数值试验取得了较为一致的结果。     

溶蚀岩体随机结构模型建立及其在岩体渗漏评价中的应用

针对中小规模裂隙和溶蚀洞穴造成的溶蚀岩体渗漏 ,本文提出了溶蚀岩体渗漏评价的一种新思路 :首先对现场开挖所揭露的有限的裂隙和溶蚀洞穴观测资料进行统计分析 ,利用统计分析结果建立溶蚀岩体随机结构模型 ;然后根据随机结构模型所反映出的裂隙和溶蚀洞穴有关参数计算渗透参数 ;最后结合区域水力学条件计算岩体渗漏量。多次模拟后可以得到渗漏量的分布规律。其中 ,建立合理的随机结构模型是关系本方法成败的关键 ,文中给出了建立溶蚀岩体随机结构模型的步骤 ,提供了随机模拟的编程思路和程序框图 ,并结合具体的工程实例对该方法的应用前景进行了讨论     

靖安油田延长组长6段低孔低渗透储层特征及评价

靖安油田延长组长6段储层为湖相三角洲前缘砂体，长6期是三角洲建设的高峰期，发育三角洲水下分流河道与河口砂坝砂体及远坝微相。孔隙空间主要是原生孔隙及由次生原因形成的孔隙和裂缝。研究表明：孔隙的形成和演化受成岩作用的控制。主要成岩作用有机械压实作用，胶结作用和溶蚀作用。压实作用，胶结作用不利于孔隙的演化，而溶蚀作用有利于次生孔隙的形成。从而使某些砂岩段在低孔低渗储层中形成较发育的次生溶蚀孔隙的成岩微裂缝，并成为有效孔隙，通过综合评价认为，水下分流河道和河口砂坝微相为本区最好的储集层。     

基于饱和指数模型的坝基帷幕体防渗效果及耐久性研究

帷幕体的修建是为了对坝基进行加固和防渗,但在蓄水条件下,坝基帷幕体遭受长期的高压渗流、溶蚀等作用,坝基帷幕防渗作用衰减以致失效,从而引起坝基渗流量增加和扬压力增高。依据地球化学热力学的基本理论,通过分析坝基地下水微观动态,定量化解析幕后地下水溶液与某种矿物之间的反应状态,采用了基于化学热力学模型的FORTRAN程序,从一个侧面来反映坝基帷幕体防渗效果及其耐久性。结合某工程实例,建立2001－2010年的时间序列模型,计算出的方解石饱和指数由2.03变为0.26,揭示出某坝10坝段处坝基帷幕体的防渗性能及其耐久性发生了衰减,且具有阶段性变化的特点,2001－2004年间与2006－2008年间坝基地下水的微观动态处于相对稳定的时期（缓变）;2005年间与2009－2010年间处于突变时期（陡变）。揭示出该坝段坝基帷幕体的防渗性能出现了局部的衰减,其结果与地下水宏观动态反映出的规律较一致,证明该方法在一个侧面能够反映出帷幕体的防渗性能和耐久性的变化特征。     

金沙江某电站钙质砂(砾)岩溶蚀对岩体质量的控制作用

拟建电站位于金沙江上。其坝址区区域地质构造复杂,分布侏罗系中统河湖相沉积的厚层砂(砾)岩。其下部钙质砂(砾)岩在地下水作用下产生溶蚀现象。这些溶蚀岩体的发育使得岩体强度降低,影响坝基的抗滑稳定和压缩变形。论文在坝址区工程地质条件评价及岩体质量分级的基础上,利用岩体弹性波速的变化,深入研究了钙质砂(砾)岩溶蚀对岩体质量的控制作用,提出初步的岩体质量分级修正标准,得到坝区的岩体质量分级体系。其结果可直接为工程岩体稳定性评价提供基础依据。     

基于界面元法的向家坝重力坝深层抗滑稳定分析

重力坝的深层抗滑稳定分析多采用刚体极限平衡分析方法和非线性有限元法,但通常的刚体极限平衡法不能反映坝基岩体渐近失稳过程和破坏的力学机制,非线性有限元法则难以解决坝基中软弱结构面位移不连续问题。结合向家坝工程,建立了泄④坝段的计算模型,采用界面元法进行了大坝深层抗滑稳定分析,给出了坝基中破坏区的范围和分布,以及坝基的渐进破坏过程和可能滑体的抗滑稳定安全系数等成果,为坝基处理措施提供了重要的技术参考依据。研究结果表明,所建立的分析方法可以自然描述坝基岩体各种介质的错动、张开和滑移等不连续变形的特征,可用于重力坝坝基的深层抗滑稳定 分析。     

水布垭水电站坝基岩体地质模型研究

围绕水布垭水电站坝基地质模型研究 ,开展了工程地质调查、岩石力学室内外测试和试验和工程应用的研究。在大量野外工作及理论分析的基础上 ,详细研究了水布垭水电站工程地质岩组 ,地质构造规律及坝基岩体地应力和水文地质条件 ,建立了坝基岩体的概化地质结构模型。开展了针对坝基基本地质模型单元的岩体质量评价 ,提出了坝基基本地质模型单元的岩体力学参数     

筱溪水电站重力坝坝基锚筋桩加固研究

介绍了岩体锚杆的加固机制,推荐了相应的极限平衡法和有限元法,并将其应用于筱溪重力坝坝基的锚筋桩锚固研究。该坝坝基受顺河向区域性断层影响,河床中部破碎带及影响带宽达180 m。为解决坝基稳定问题,布置了系统的锚筋桩。通过现场试验,证实了坝基锚筋桩锚固的可靠性。通过分析计算,对锚筋桩的倾角、长度、间距等参数进行了设计。在施工工艺方面也作了精心安排。该工程已顺利实施,并于2008年1月开始正常运行。     

模糊聚类分析及在坝基岩体分类中的应用初探

基于模糊聚类的基本理论,提出坝基岩全动态系统综合分类的思路,并针对某建水电站坝基岩体进行试算,初步划分了不同深度岩体的可利用性,为确定合理的建基面提供了一定的依据。     

乌东德水电站特高拱坝施工期坝基岩体质量工程地质评价

特高型拱坝坝拱座岩体承受的荷载巨大,坝基岩体质量是拱座稳定的关键,在施工期如何准确评价坝基岩体质量,是拱坝建基岩体工程地质研究的重要问题。本文以工程地质条件研究为基础,从岩性、岩体结构分布着手,研究建基岩体工程地质特征;以现场、室内试验、声波测试为依据,建立坝基岩体质量评价标准。对乌东德拱坝施工期揭露的建基面岩体进行质量划分,研究发现：乌东德拱坝建基岩体质量优良,以Ⅱ级岩体占绝大多数,少量Ⅲ₁级岩体,极少量Ⅲ₂级岩体,与可研成果高度吻合;建基岩体满足岩体质量与声波验收要求,岩体质量空间分布较连续,且相对均匀,有利于承受拱坝推力。     

基于三维节理网络模拟的坝基岩体结构分类研究

以金沙江白鹤滩水电站左岸坝基岩体为研究对象,开展了基于三维节理网络模拟的坝基岩体结构分类研究。根据节理的分组分布和密度分布进行统计均质区分段,以分段为单位建立基于统计学和概率论的三维节理网络模型。在三维节理网络模型的模型正面、模型侧面和模型顶面上分别沿形心等角度布置模拟测线,将3个正交平面上54条模拟测线的RBI均值定义为三维等效岩体块度指数RBI3D,以RBI3D作为评价指标开展坝基岩体结构分类。结果表明：左岸第10梯段坝基岩体的完整性相对较好,其中整体块状占53.3%,块状占26.7%,次块状占20.0%,分析结果与实际地质情况相符。该方法充分考虑了节理分布的空间各向异性,并采用单一定量指标作为岩体结构的分类依据,兼顾了科学合理性和工程实用性。     

吉林抚松老松江水电站坝基和坝体应力应变分析

以岩土力学为基础的土坝设计方法,能够定性和半定量地分析坝体和地基稳定性、估算坝体和地基的沉降量,而不能全面分析地基和坝体内部应力应变状态.采用邓肯E-K模型,对水电站坝基和坝体在填筑和蓄水条件下的应力和变形进行了动态模拟计算,结果表明,坝体和心墙垂直和水平变形在竣工和蓄水期均符合规范要求,心墙在蓄水期间不会产生水力劈裂.