岩体结构力学效应的统计岩体力学研究

谷德振先生开创的岩体工程地质力学是我国工程地质代表性科学理论之一,岩体结构力学效应是它的核心内容。本文简要概括了谷德振岩体工程地质力学的基本思想,介绍了近20多年来统计岩体力学对岩体工程地质力学理论的发展,包括岩体结构参数模型、应力-应变模型、强度与破坏概率模型、岩体水力学模型,讨论了岩体结构对岩体变形、破坏与水力学性质的各类力学效应与定量控制规律,并探讨了充分调动边坡岩体自稳潜力的主动加固理念、固脚和护腰的加固模式与锚固设计方法。本文认为,谷德振岩体工程地质力学深刻把握了岩体工程行为的基本控制因素和作用规律,具有强大的生命力,推进岩体工程地质力学的定量理论研究是后来者的历史任务。     

开采覆岩破坏工程地质预测的理论与实践

煤层开采造成的覆岩破坏范围和高度是水体下采煤留设防水煤岩柱和老采空区基岩稳定性评价的重要依据，本文以岩体工程地质力学为理论依据，对覆岩破坏机理和判据等进行了研究，详细分析了覆岩工程地质类型及其组合、岩体结构特征、地层倾角、地质构造、地应力、地下水及开采条件对覆岩破坏高度及发育规律的影响。文中提出了覆岩破坏预测的工程地质学方法，并给出了应用实例。     

复杂地质条件下拱坝整体稳定三维地质力学模型试验研究

针对某高拱坝坝址区地质构造复杂,两岸坝肩岩体内存在断层、煌斑岩脉、层间挤压带、深部裂隙等各类软弱结构面等工程地质问题,本文利用三维地质力学模型试验技术,采用强度储备与超载相结合的综合法试验方法,研究了坝体和坝肩从加荷到破坏的整个过程,试验中充分考虑了影响坝肩坝基稳定的各种因素,既考虑拱坝上游超载情况,同时还重点模拟两坝肩岩体中软弱结构面强度弱化的影响。通过试验获得了坝肩坝基的变形及分布特征、失稳的破坏形态和破坏机理。试验结果表明:拱坝整体稳定安全度约为4.7～4.9,拱坝的基础处理效果较好,并针对坝肩的薄弱环节提出了加固处理措施建议。     

对影响逆倾层状边坡稳定性因素的模型试验研究

在工程地质分析的基础上,根据相似理论建立了地质力学模型,研究了逆倾层状边坡岩体的变形破坏机制。介绍了模型试验的设计,并研究了逆倾边坡的稳定性以及岩层的倾角、厚度、结构面的强度对边坡稳定性的影响。结果表明,逆倾层状岩体的变形机制为倾倒变形,破坏模式为弯折破坏;破坏首先在坡顶产生,边坡变形加速的过程是在开挖结束一段时间后才出现;岩层倾角越小,变形加速所持续的时间越长;岩层的厚度和结构面的强度越大变形越小。     

坚硬火成岩岸坡岩体结构的表生改造和时效变形

在我国西南西北地区一些在建和拟建的大型水利枢纽工程的坝址区,大量的工程地质研究表明,这些地区浅层岩体的表生改造和时效变形相当发育,它们对岩体的工程地质特性及斜坡岩体的稳定性有显著的影响.本文在现场大量地质调研的基础上,对一由花岗岩构成的坝区所产生的上述现象作了详细的研究,探讨了岩体结构表生改造的力学机制和典型鉴定特征,建立了相应的地质力学模型,并对表生改造及时效变形对岩体工程地质特性的影响作了简要讨论。     

长白山北坡边坡危岩体形成机理及危险性分区评价

长白山地区近期地质构造、岩浆活动强烈,地壳不断上升,是我国地质灾害频繁发生的地区之一.通过对长白山北坡登山长廊上方边坡危岩体的分析,考虑崩塌形成的影响因素、崩塌类型,总结出崩塌变形破坏机理及流沙坡形成机理;根据地形、地貌以及岩体工程地质特征,对危险区进行分区评价,为治理提供科学依据.     

长白山北坡边坡危岩体形成机理及危险性评价

长白山地区近期地质构造、岩浆活动强烈,地壳不断上升,是我国地质灾害频繁发生的地区之一.通过对长白山北坡登山长廊上方边坡危岩体的分析,考虑崩塌形成的影响因素、崩塌类型,总结出崩塌变形破坏机理及流沙坡形成机理;根据地形、地貌以及岩体工程地质特征,对危险区进行分区评价,为治理提供科学依据.     

葛洲坝红色岩体地质构造特征与岩体强度特性

本文利用岩体力学与地质力学相结合的理论和方法,对葛洲坝红色岩体的地质构造特征与岩体力学特性之间的关系进行了研究,获得了该岩体强度特性及其形成机理。提出了地质构造形迹是构成工程岩体力学问题和形成岩体特性的一个重要因素。本文所采取的研究途径和研究结果,对于岩体工程实践和岩体力学理论研究具有重要意义。     

统计岩体力学(SMRM)——岩体工程地质力学的传承与发展

本文是中国地质学会工程地质专业委员会和中国科学院页岩气与地质工程重点实验室第五届谷德振讲座主讲报告。本文简要回顾了谷德振先生岩体工程地质力学的核心价值和历史贡献,系统介绍了30年来统计岩体力学理论和应用技术探索对岩体工程地质力学的传承和发展。统计岩体力学借鉴经典统计物理学的思想方法,提出了岩体结构几何概率模型、断续介质连续等效的断裂力学能量原理、岩体结构-应力协同控制原理、岩体强度的弱环控制原理、断续裂隙网络渗流力学原理;建立了裂隙岩体本构模型、岩体全过程变形分析方法、高储能岩体特性与岩爆机理模型、圆形硐室围岩弹性变形解析解;发展了岩体数据现场采集技术与装备、全空间方向岩体结构参数、力学参数、渗透系数计算方法,以及各向异性岩体质量分级、工程岩体主动加固方法;开发了岩体工程参数计算系统和数值分析工具JointModel。统计岩体力学的建立对岩体工程地质力学和岩体力学理论与技术进步起到了重要的推进作用。     

中国21世纪若干重大工程地质与环境问题

21世纪中国的大规模的国家建设不可避免地导致大量的工程地质与环境问题。 2 1世纪中国西部高山峡谷地区主要工程地质问题有: 构造活动带岩土体动力稳定性, 高地应力下岩体应变储能与岩体性质, 高陡边坡的变形及尺寸效应和动力稳定性, 深埋长大隧洞的地温与地压, 深埋隧洞岩体结构探测与施工地质超前预报, 大跨度复杂洞群变形与稳定性的群洞效应, 冻土的冻融变形、稳定性及其处理技术, 可溶岩岩溶规律与岩体利用问题, 河床深厚覆盖层的处理与利用等问题; 中国东部及沿海地区工程地质问题包括: 高速交通网建设中软土地基变形与稳定性及处理技术, 深井采矿中软岩巷道大变形与处理技术, 深厚松散堆积层上大型桥梁桥基变形与稳定性, 海底隧道围岩工程地质与水文地质问题, 城市多层地下空间开发中的工程地质问题等; 此外, 水土流失与北方大规模荒漠化问题, 黄河下游地上悬河与长江下游塌岸和堤防稳定性问题, 黄河断流引起的下游地区环境问题, 我国北方干旱地区水资源长期匮乏问题, 城市化中的环境破坏与污染控制等问题, 将是中国 2 1世纪突出的环境问题。中国工程地质工作者应当在结构土力学与岩体结构力学、工程地质学的基本理论与工程地质动力学、人 地相互作用机制与环境工程地质学、地质工程理论与方法。     

工程地质力学的挑战与未来

随着工程地质力学及其相关学科的不断完善和发展及其存在问题的不断解决,工程地质力学正逐步进入一个崭新的发展阶段。本文总结了20世纪工程地质力学取得的辉煌成就和面临的巨大挑战,详细论述了工程地质力学的理论体系,包括工程地质体结构的相对性、工程地质体的连续性、工程地质体的本构关系、工程地质体的几何大变形、工程地质大变形力学设计方法等,展望了未来工程地质力学在大变形灾害工程控制材料研发、工程灾害控制、工程地质体的能量本构关系、工程地质体的能量平衡方程和地质工程的量化设计方面的走向,指出工程地质力学作为一门学科的发展仍然任重道远。     

清江水布垭工程坝址岩体稳定性三维数值模拟研究

清江干流水布垭水电枢纽是与隔河岩、高坝洲水电枢纽并重的国家级大型水电工程 ,坝址区高边坡稳定性问题是水布垭坝址主要的工程地质问题之一。采用三维有限元数值模拟方法 ,对坝址区岩体应力场和位移进行了研究 ;探讨了岩体三维应力、应变分布与岩体变形破坏的关系 ,评价了岩体的稳定性     

论地壳演化中矛盾的对立和统一——评《把地质力学发展到哪里去》等文

地质力学是研究地质构造方法之一。在本世纪廿年代国内外就有一些地质学家把应力理论应用于解释地质构造现象,这就是地质力学发展的开始阶段。在我国最先倡导地质力学的是李四光同志,他用毕生的精力从事这项研究。《地质力学概论》是李四光同志一生辛勤劳动的结晶,他的地质力学理论和方法在我国社会主义建设中起了一定的作用,在矿产普查和勘探、水文、工程地质工作及地震预报中取得了明显的效果,受到广     

开采覆岩破坏工程地质力学模型实验研究

在对工程地质力学模型材料配比研究的基础上，以太平煤矿8301工作面近风化带开采为工程地质原型，建立了工程地质力学试验模型，模拟了不同开采方案的覆岩及松散层底部粘土层的变形破坏状况，为防水煤岩柱留设高度决策提供了依据。     

大新乡场镇危岩稳定性研究及其防治措施

危岩体是工程地质最具特色的问题之一,对危岩体变形发育特征、稳定性及防治对策的研究成为了国内外工程地质领域的研究热点与难点。以大新乡场镇危岩体为工程实例,在对形成危岩体的区域地质环境进行详细分析基础上,系统地研究了危岩体的变形发育特征、稳定性计算方法以及危岩崩塌工程防治对策等。     

温家山莲花状构造及其岩体工程地质力学特征

地质力学在工程地质学上的应用有着广阔前景。本文在分析温家山莲花状构造体系的基础上,应用岩体工程地质力学的方法,分析和讨论了该体系内岩体结构的形成、分布和力学特征及其岩体工程地质力学条件。     

石窟寺典型工程地质变形破坏模式及分类体系

石窟寺是宝贵的石质文物,但在复杂的赋存环境、长期的侵蚀风化以及人类活动的影响下产生了多种变形破坏问题.详细的破坏分类体系是石窟寺病害表征、解释、分级和预测的基础,而目前尚未有针对石窟变形破坏的综合分类方法.分析了川渝、陇东地区代表性石窟的工程地质条件和变形破坏特性,将石窟的变形破坏类型分为工程地质成因型和工程地质力学型,建立了2大类、6亚类、24种破坏现象的综合分类体系.采用工程地质类比法对比了石窟变形破坏及诱发机制的南北差异.陇东石窟因卸荷产生的变形破坏更多,而微环境扰动带来的变形破坏在川渝石窟更突出.在微环境扰动下,川渝石窟的破坏响应以鳞片状剥落破坏为主,而陇东石窟以渔网状剥蚀破坏为主.      

吉沙引水隧洞工程地质条件初步分析及评价

吉沙水电站低压引水隧洞,位于青藏高原的东南端,地质环境条件复杂。通过勘查,对工程区的地貌特征、地层岩性、地质构造、水文地质、工程地质特征有了基本了解,对引水隧洞区存在的上覆岩体厚度问题,围岩稳定及施工涌水问题．隧洞外水压力问题以及岩体工程地质问题进行了分析与评价,并提出了工程处理建议。     

有关高等院校及研究所部分研究生简况

招收单位研究生姓名研究课题中国科学院地质研究所(五室)黄建安断续结沟岩体的脆性破坏和供坝之肩岩体稳定分析郭映忠红岩煤矿岩溶水动态特征研究徐嘉漠白云邹博铁矿东露天边坡稳定性的岩体工程地质力学研究王真盐池河山崩变形破坏机制和地质模型研究丁恩保冷体结构面剪切扩容机制研究与大型地下洞室擂定分析王杰岩石圈交形动力特证与大同盆地区域稳定评价王存玉岩体变形破坏动力学特征研究与水库边坡稳定分析中国地质科学院地质力学研究所(五室)朱远峰地下水网络(红层地下水系方面的研究)武汉地质学院北京研究生部(水文地质研究室)长春地质…     

三峡库区平缓层状软硬相间斜坡变形模式变化分析

三峡库区发育大量软硬相间斜坡岩体,其变形机制复杂多变。以涪陵岩上危岩体为例,分析塑流-拉裂型斜坡的变形控制因素为厚层软基;以云阳云江路高边坡为例,分析压致-拉裂型斜坡的变形控制因素为薄夹层。采用应力分析的方法,对两种类型的岩体破坏进行了分析。塑流-拉裂型斜坡岩体以岩石的拉张破坏为主;滑移-压致拉裂型斜坡岩体以岩石的压张破坏为主。两种模式在结构上的差别为软岩厚度的差别。以巫山望霞危岩体为例说明,当软岩厚度处于相间位置时,其变形模式为复合模式。因此斜坡内部的岩体结构类型与斜坡变形破坏地质力学模式有着密切关系,斜坡结构变化则变形模式相应变化,其模式可能为过渡的复合式。这一认识对判断单个平缓软硬相间斜坡的变形问题具有积极的指导意义。