动静组合加载下刀具破岩的力学模型

基于初始弹性和动静荷分工的假设,将动静复合加载下坚硬完整的脆性岩石的破碎过程分为弹性、损伤和断裂3阶段,综合运用弹性力学、岩石力学、损伤力学和断裂力学进行分析。由集中力作用下弹性半空间的应力场和单元体的剪切破坏,得出了岩石损伤的裂纹源和其曲线扩展路径;选定Ⅰ型、Ⅱ型裂纹作为动载冲击作用下压剪裂纹的扩展模式。提出了以冲击能（次数）来定义损伤度的方法。以相邻破碎坑的侧向裂纹扩展贯通作为岩石破碎的终点。本力学模型可以用于动静复合加载破碎岩石的系统仿真、数值模拟和机具设计。     

Study on Smooth Blasting Results in Jointed and Fractured Rock

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｊｏｉｎｔｅｄａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｅｓ ,ｉｔｉｓｏｆｔｅｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅａｓｍｏｏｔｈｆｒａｃｔｕｒｅｐｌａｎｅｂｅｔｗｅｅｎｂｌａｓｔｅｄｈｏｌｅｓ.ＭｃＫｏｗｎ(1984)ｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｒｏｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅｓａｎｄｔｈｅｂｌａｓｔ ｉｎｄｕｃｅｄｐｌａｎｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ 6 0°,ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅａｓｍｏｏｔｈ ｂｌａｓｔｉｎｇｓｕｒｆ…     

节理岩体中应力波传播规律研究的进展

讨论了位移不连续模型与特征值法结合的方法,对垂直于单一线性变形节理、多个平行线性变形节理、单一非线性变形节理,分别采用线性变形不连续模型、双曲线变形不连续模型(BB模型)进行的理论与相应的实验研究。用离散元程序UDEC,对上述问题进行数值模拟;用三维离散元程序3DEC,对节理岩体中三维波的传播进行的数值模拟。并用UDEC与有限差分程序AUTODYN-2D耦合,模拟爆炸过程及爆炸波在节理岩体中的传播。同时提出了几个有待研究的问题。     

开挖条件下节理围岩锚固效应的模型试验研

介绍了节理岩体中开挖洞室并加以锚固的模型试验。模型尺寸为180cmX140cmX15cm。共研究对比了14个不同工况。其变换因素为：两相互为正交的节理组具有不同倾角；不同节理间距；不同初始地应力和施加锚杆或不施加锚杆。结果表明，围岩变形主要受节理变形控制而垮落区则完全由开挖自由面与不连续面的不利组合所制约。岩锚可以显著地减少围岩变形和破坏。最后，用离散元方法对一个试验工况做了数值计算对比分析。     

节理岩体中锚索加固作用分析

简要介绍了锚索加固技术的应用,并对全长粘结式锚索在节理岩体中的锚固作用机理进行初步分析,同时对节理岩体中锚索加固的抗拉粘结强度及抗剪切强度的影响因素进行了分析。     

Analysis of Critical Excavation Depth for a Jointed Rock Slope Using a Face-to-Face Discrete Element Method

Summary The critical excavation depth of a jointed rock slope is an important problem in rock engineering. This paper studies the critical excavation depth for two idealized jointed rock slopes by employing a face-to-face discrete element method (DEM). The DEM is based on the discontinuity analysis which can consider anisotropic and discontinuous deformations due to joints and their orientations. It uses four lump-points at each surface of rock blocks to describe their interactions. The relationship between the critical excavation depth D _s and the natural slope angle α, the joint inclination angle θ as well as the strength parameters of the joints c _r ,φ _r is analyzed, and the critical excavation depth obtained with this DEM and the limit equilibrium method (LEM) is compared. Furthermore, effects of joints on the failure modes are compared between DEM simulations and experimental observations. It is found that the DEM predicts a lower critical excavation depth than the LEM if the joint structures in the rock mass are not ignored.     

浅埋暗挖技术在南平市天台隧道工程施工中的应用

主要介绍了在Ⅱ、Ⅲ类围岩中施工城市浅埋隧道的施工技术，以“短开挖、快封闭、强支护、勤量测”为指导，将隧道分成上、下两个台阶进行开挖，及时进行初期支护，保证施工始终处于安全状态。     

小净距隧道开挖方法和中岩柱加固技术探讨

小净距隧道是有别于连拱隧道和分离式隧道的一种特殊的隧道结构形式，其施工方法和中岩柱加固技术还处于研究发展阶段。论述了小净距隧道开挖方法和中岩柱加固技术。     

地震荷载作用下温度和围压对冻土强度影响的试验研究

通过对重塑冻结兰州黄土的动三轴试验，较系统研究了地震荷载作用下冻土的动强度特性，并且定量研究了其在不同温度(-2℃、-5℃、-7℃)和围压(1MPa、3MPa、5MPa)条件下的变化规律．结果发现：冻结黄土的动抗剪强度随围压的增大、温度的降低、振次的减少而增大；动粘聚力Cd随振次的减小和温度的降低而增大；动内摩擦角吼随振次的增大和温度的降低而增大。     

黄土洞室掘进深度与围岩位移变化规律研究

应用PLAXIS 2D/3D有限元分析软件,对某黄土洞室进行了二维、三维分步掘进、三维一次掘进等工况的弹塑性有限元分析,研究分析了不同工况下洞室围岩位移的变化规律,并对掌子面的空间效应进行了分析。分析结果表明,二维与三维分步计算的最终位移基本一致,可以用二维的计算结果来估算洞室开挖的最终位移。三维分步掘进的分析表明,不同埋深的洞室其位移比的变化规律基本一致,当L/B<1时(L为掘进深度,B为洞室跨度),位移比呈线性增加;当L/B>1时,位移比呈非线性增加;当L/B>3时,其最大位移接近最终位移。掌子面的空间效应分析表明,在掌子面处的位移约为最终位移的1/3,距掌子面0.5倍跨度处的位移约为最终位移的2/3,距掌子面2.5倍跨度处的位移基本达到了最终位移。     

Effect of Surcharge on the Stability of Anchored Rock Slope with Water Filled Tension Crack under Seismic Loading Condition

In this paper, an analytical expression is derived for the factor of safety of the rock slope incorporating most of the practically occurring destabilizing forces as well as the external stabilizing force through an anchoring system. The slope stability is analyzed as a two-dimensional problem, considering a slice of unit thickness through the slope and assuming negligible resistance to sliding at the lateral boundaries of the sliding block. A detailed parametric study is presented to investigate the effect of surcharge on the stability of the rock slope for practical ranges of governing parameters such as inclination of the slope face, inclination of the failure plane, depth of tension crack, depth of water in tension crack, shear strength parameters of the material at the failure plane, unit weight of rock, stabilizing force and its inclination, and seismic load. For the range of parameters considered in the present study, it is found that the factor of safety of the rock slope decreases with increase in surcharge; the rate of decrease being relatively higher for lower values of surcharge. It is also observed that for a specific surcharge, the factor of safety depends significantly on all other parameters, except for unit weight of rock and higher values of inclination of stabilizing force to the normal at the failure plane. For any combination of these variables, the surcharge plays a vital role in the stability. A perfectly stable slope at relatively low surcharge can become unsafe with the increase in surcharge. The deterioration in the stability can be quite rapid, depending on the combination of the factors under consideration. The analysis and the general expression proposed herein can be used to carry out a quantitative assessment of the stability of the rock slopes.     

顺向岩质高边坡分级开挖的变形破坏特征研究

以岩质高边坡的野外调查成果为基础,分析了边坡的岩体结构特征和控制边坡稳定性的主要地质要素,依据自然边坡的变形破坏现状定性分析,预测边坡开挖过程中可能出现的宏观变形破坏模式和特征.利用基于有限差分原理的FLAC3D建立坝肩边坡的地质模型,对工程边坡开挖支护过程进行数值法定量研究,得出了工程边坡开挖过程中的应力、位移变化规律和边坡岩体破坏特征.研究成果为苗家坝水电站左坝肩的分级开挖施工提供了依据.     

动荷载作用下冻结兰州黄土的动应变幅变化特征研究

采用分级循环正弦荷载模拟车辆振动, 通过动三轴试验对冻土的动应变幅进行了研究. 结果表明: 对于频率为0.1 Hz的前5级加载和频率≥0.5 Hz的各级加载作用下的动应变幅, 可以采用等价应变幅描述每一级动荷载作用下的动应变幅. 存在一个临界频率(约为7 Hz), 当加载频率小于该临界频率时, 等价应变幅变化复杂; 当加载频率大于该临界频率时, 等价应变幅随加载级数基本保持不变. 当加载频率≥0.5 Hz时,不同加载级数下等价应变幅随加载频率的增大而减小. 围压对等价应变幅影响较小; 当频率≤0.5 Hz时, -0.5 ℃条件下的等价应变幅略大于-1.0 ℃条件下的等价应变幅; 当频率>0.5 Hz时, 不同温度下的等价应变幅近似相等.     

Dynamic Analysis of Underground Openings

Summary Stability analysis of the underground openings under earthquake induced dynamic loads has been carried out for the four underground openings, which exist at Koyna H.E Project, Koyna, India. Vertical and horizontal displacements, maximum compressive and tensile stresses occurring in the vicinity of these openings have been computed and are compared vis-à-vis the values obtained from the static analysis. A reasonably good agreement between the results has been noted. The minimum major principal stresses (tensile), which exist only in the vicinity of the underground openings, when static analysis is conducted are noted to spread over the entire rock mass when dynamic analysis is performed. The study presents a methodology, which can be used for checking the stability of the underground openings, under seismic loading conditions.     

Propagation and Control of Crack in Rock Material under Dynamic Loading

Fracture mechanism, initiation and propagation of cracks, and the control method of cracks in rock like brittle material under dynamic load are described in this paper.     

动载作用下岩石断裂裂纹的扩展与控制

本文主要论述了动荷载作用下岩石等脆性材料的断裂破坏机理、裂纹形成与扩展以及裂纹的止裂与控制等内容。     

用声波参数确定岩石加载破坏过程的不同阶段

本文研究了岩石在单轴和真三轴加载的破坏过程与声波参数及动力学参数之间的关系。在单轴和三轴压缩实验中,通过测量纵横波速度和振幅的变化,有效地判断岩石加载和结构的变化情况,确定岩石加载破坏过程中的几个阶段,实现对岩石破裂前兆的预测。本文还研究了三轴压缩实验中中间主应力σ_2的改变对声波速度和振幅变化曲线的影响。     

地下综合管廊边界条件对地震动力响应影响数值分析

为研究综合管廊动力边界条件对地震动力响应的影响,以厦门地区的代表性土层为例,建立动力有限元数值模型,土体本构采用小应变硬化模型,分别设定固定边界、黏性边界和自由场3种人工边界条件,进行Rayleigh波和地震底部剪切波作用下的场地响应研究;并根据变形特征及拟绝对加速度反应谱（PSA）评价3种边界的有效性,提出综合管廊地震动力分析的优化动力边界组合方法。研究表明：在地震波（底部水平加速度时程）及Rayleigh波的作用下,由于考虑了黏性边界对外行波的吸收,但未考虑地震动的输入问题及边界外半无限介质的弹性恢复性能,边界会对模型内部土体的水平位移产生限制作用,使得场地内水平位移响应偏小,而采用自由场边界则基本不存在这种限制作用,表现出强烈的振荡;采用激励侧固定边界、远离激励侧黏性边界、其余侧自由场边界的优化组合动力边界,在Rayleigh波和底部加速度时程共同作用下,二者引起的动力响应交叉干扰较少,可按线性叠加处理;同时,黏性边界对地震波引起的动力响应有一定范围的吸收,自由场边界对Rayleigh波引起的动力响应也有一定范围的变形限制影响。研究成果可供地下综合管廊结构地震响应精细化数值模拟及抗震设计参考。     

岩体在加,卸荷条件下破坏效应的对比分析

在岩体加、卸荷试验研究的基础上，从应力－应变关系、强度特性、声发射及破坏特征等方面，对岩体在加、卸荷条件下的破坏特性进行对比分析。结果表明：同类型的岩体在相同的主差应力作用下，卸荷产生的扩容量比加荷的更大；卸荷破坏的强度比加荷的更低；卸荷产生的声发射率比加荷的更高；加荷下岩体易呈剪切破坏特征，而卸荷下岩体常呈张剪复合型破坏特征。     

冻融循环作用下节理岩体锚固性能退化机理和模式

岩土锚固的长期性能和耐久性是当前岩土工程界普遍关注的热点问题,也是影响锚固工程长期安全性的关键问题之一。节理岩体存在不同尺度、程度的损伤和缺陷,为地下水的存储和运移提供场所和通道。当达到孔隙水和裂隙水的冻结温度时,岩体中产生冻胀,并伴随着水分迁移,影响锚固系统的锚固性能,在冻融循环作用下,引起锚固系统长期性能和耐久性的退化。依据孔隙介质的冻结理论,建立了砂浆、岩石、砂浆-钢筋和砂浆岩石接触面静水压力学模型,分析其冻结机理。在总结岩石冻融损伤劣化研究成果基础上,深入系统地分析了节理岩体锚固系统的冻融损伤劣化机理及其影响因素,并建立冻融循环作用下节理岩体锚固性能退化的6种模式及其数学模型。