地质强度指标量化方法综述

在广义Hoek-Brown强度准则中,如何量化地质强度指标GSI取值进而获得贴近工程岩体力学参数的问题,是众多专家学者一直在研究的课题.本文详细介绍了国内外专家对于此问题的最新研究成果,并提出了两个问题:各GSI取值方法的准确程度无法评价的问题;在改进的获取GSI表中,如何选取两个最具代表性的因素来表征岩体结构特征和岩体结构面特征的问题,这两个问题的研究将会推动岩体工程的进步.     

基于地质强度指标法的柱状节理玄武岩体力学强度估计

节理岩体的强度是岩体工程设计的重要参数, 柱状节理岩体作为一种具有柱状镶嵌结构的特殊节理岩体, 缺乏相似的工程案例, 其岩体强度的确定是目前水电工程中的热点问题。本文综述了国内外相似工程中柱状节理岩体强度的研究进展, 以白鹤滩水电工程为例, 结合Hoek和Brown最新提出的地质强度指标法和强度准则估算了不同爆破损伤下的柱状镶嵌块状结构和柱状镶嵌碎裂结构柱状节理岩体的强度参数, 并得到白鹤滩水电站的原位试验成果的验证, 计算表明基于地质强度指标法的Hoek和Brown强度准则能较好的反映柱状节理岩体的强度参数。      

洞室围岩稳定性的综合力学指标评价

洞室围岩稳定性是地下工程的重要问题.本文应用岩体力学知识,总结以往围岩失稳形式的经验,提出用四项相关试验成果.即建立实测位移值与工程允许位移值比较的判断式;抗压强度与应力比的相关系数;抗剪强度与应力差的安全系数;以及应力释放的岩爆变量系数.进而通过总计分综合评价围岩稳定性的方法.     

地理信息系统在地质量化预测与评价中的应用

将地理信息系统应用于矿井地质条件量化预测与综合评价研究中，建立了地质条件量化预测处理系统，把传统地质预测方法与有限元理论、计算机模拟技术有机地结合起来，为开采地质条件多源数据的综合分析、量化预测和分析结果的快速、直观表达开辟了新途径     

利用岩体强度指标计算围岩稳定性的工程地质研究

利用一种新方法得出了某矿中央泵房的岩体强度指标。同时，分别利用岩体强度指标和岩块强度指标计算了泵房围岩的稳定性。计算结果表明：利用岩体强度指标的计算结果更符合实际情况。     

基于强度折减法的围岩自稳能力量化方法

强度折减法被广泛应用于围岩稳定性分析中,但因岩体赋存环境异常复杂,造成数值模拟得到的围岩稳定安全系数失真,制约了支护设计向定量化方向的发展。然而大量工程实践表明Ⅰ级围岩仅凭自身强度便能抵抗住二次应力破坏。故文章选取了围岩的一种极限稳定平衡状态,运用FLAC3D和强度折减思想计算出囊括所有岩体不确定性因子的围岩稳定系数k0,以此作为衡量围岩能否自稳的定量指标。最后通过大量数值模拟,比较各模型稳定系数与k0的数值关系,初步量化了围岩自承载结构在硐室稳定中所起的作用,同时辨识出Ⅱ、Ⅲ级围岩保持长期稳定的条件。     

围岩力学参数反演的GSA-BP神经网络模型及应用

针对遗传算法（GA）存在早熟现象和局部寻优能力较差等缺陷,引入具有很强局部搜索能力的模拟退火算法（SA）,组成改进的遗传模拟退火算法（GSA）提高优化问题的能力和求解质量。针对BP神经网络容易陷入局部最小和收敛速度慢等方面的不足,应用改进的遗传模拟退火算法搜索BP神经网络的最优权值和阀值,提高BP神经网络的预测精度,建立了围岩力学参数反分析的GSA-BP神经网络模型。将该模型应用于乌东德水电站右岸地下厂房围岩力学参数的反演分析中,根据监测围岩变形数据反演围岩力学参数,反演所得参数应用到正计算分析中,得出的计算位移与实测值吻合较好,说明该方法的有效性和应用于该工程的可行性。     

基于点云数据的围岩力学参数反演方法研究

依托南昌地铁1号线盾构工程,探讨基于三维扫描检测技术的围岩力学参数反演方法应用在隧道施工过程中的可行性。具体流程如下:三维扫描获取测点的点云数据并分析计算出管片的位移场,选取周边收敛作为反演的目标值;建立有限元模型,选取敏感性参数弹性模量、内摩擦角、黏聚力建立多个工况并进行反演计算。结果表明:基于三维扫描技术的监测方式较传统监测方式更高效且精确;同时,当围岩弹性模量取值8GPa、黏聚力为700kPa、内摩擦角为28°时,隧道周边收敛值与检测值最为吻合。反演得到的围岩参数值较勘察设计参数值偏低,因此将围岩参数反演方法应用在隧道施工过程参数动态调整中,可以降低隧道施工成本。     

基于岩体精细化描述的围岩分类及力学参数概率分布特征分析

针对目前水电站地下厂房工程中不同围岩分类方法存在评价结果不一致、围岩力学参数存在室内试验值与实际情况不吻合的现象,现推荐采用岩体精细化描述体系对围岩岩体结构进行定量化评价。将常用围岩分类方法(RMR、Q、RMi、GSI、BQ、HC)评价指标予以归纳分组,并通过各组内不同指标对比分析获得围岩分类方法中的基础评价指标。以大岗山水电站主厂房某区段为分析对象,采取现场岩体精细化地质素描与后期数据挖掘、拟合相结合方法,并依据评价指标间的关联关系,获得了基础、非基础评价指标的分布概型及对应参数,实现对该段围岩岩体精细化描述认知;基于精细化描述结果,应用Monte Carlo法生成符合各评价指标分布概型的大量随机数,而后参照各分类方法评价思路与评分流程,得到评价指标在各分类方法对应的大量随机评分值,通过归纳统计获得不同围岩分类方法评价结果的分布概型;基于各围岩分类方法评价结果与力学参数值之间的关联关系实现对力学参数概率特征分析。该分析方法与思路可为类似工程围岩质量及力学参数的精确确定提供一定借鉴,并可为实现围岩支护极限状态设计提供必要的原始参数支持。     

基于差分法及神经网络的硐室围岩力学参数反分析

结合现场实践,基于差分法和人工神经网络建立了新的围岩力学参数反分析方法。进行了硐室模型简化;针对不同力学参数,用FLAC差分程序进行求解,得出相应的神经网络分析样本;用人工神经网络对围岩力学参数进行了学习训练,并进行了网络结构及参数优化;利用现场实测位移值,对围岩力学参数进行了反分析,与现场实测值对比表明其满足误差精度要求,证实了反分析方法的正确性和可靠性。     

基于围岩力学参数概率分布模型的变形敏感性灰关联分析

为了给布伦口-公格尔水电站地下洞室某标段围岩稳定性分析的参数选取提供可靠的理论依据,综合考虑岩体参数的空间变异性,针对常规敏感性分析方法所存在的不足,运用三维离散元计算程序,提出了基于围岩力学参数概率分布模型的变形敏感性灰关联分析方法。该方法以岩体密度?、弹性模量E、泊松比?、黏聚力c、内摩擦角φ及节理内摩擦角φj等6个围岩力学参数作为因素序列,拱顶下沉量作为目标序列,分析影响因素在整个定义区间内的变化对围岩拱顶下沉的敏感程度。结果表明：密度是最敏感因素,其次是弹性模量、黏聚力和泊松比,而内摩擦角以及节理内摩擦角敏感性最小。最后,将常规灰关联敏感性分析与该方法计算结果进行对比,结果表明：除密度、内摩擦角和节理内摩擦角一致外,其余参数敏感性均与结论不一致。因此,文中方法在考虑实际参数概率分布的基础上能够更加准确、合理地对参数进行综合评价。     

基于GSI值量化和修正方法的岩体力学参数确定

为了准确确定岩体力学参数,通过综合分析多种地质强度指标(GSI)量化方法,提出了一种改进的GSI值量化和修正方法。首先,利用测线法估算结构面平均间距(d)和岩体块度指数(RBI)的改进型岩体块度率(RBR),根据岩体三维结构面网络,获得岩体体积节理数(Jv)和岩体结构等级(SR),然后采用上述参数和结构表面条件(SCR)及结构表面特性参数(Jc)进行了GSI值的定量化处理。为了克服GSI体系的缺点,考虑结构面产状和地下水对岩体力学性质的影响,提出了GSI值的修正方法和公式。以某铅锌矿体的矿岩体为例,根据改进的GSI值量化和修正方法及Hoek-Brown强度准则来确定矿岩体力学参数,通过与原位变形试验的对比分析,验证了该方法的精确性和可行性。该方法为从室内岩石力学试验合理地获取节理岩体力学参数提供了理论及实现的依据。     

基于地质强度指标与区间理论的岩体抗剪强度确定方法

针对采用结构面表面特征与岩体结构的定性描述确定岩体地质强度指标（GSI）时存在主观性较强的特点,首先,以结构面表面等级（SCR）、节理特征系数（Jc）、岩体结构等级（SR）与岩块体积（Vb）分别对其进行取值量化,并根据量化指标取值过程中所具有的不确定性,采用区间数表示参数取值,在探讨各量化指标取值方法基础上建立岩体GSI区间数确定方法;其次,根据Hoek-Brown准则等效岩体抗剪强度参数转换关系,采用区间组合法进行求解,进而建立出基于区间理论与GSI的岩体抗剪强度确定方法;最后,将其用于湖南省某水电站进水口隧道岩体抗剪强度确定,与现有分析方法对比表明,该方法具有一定的合理性与可行性。在试验资料不足的情况下,该方法为岩体抗剪强度参数确定提供了一条新途径     

基于围岩力学参数快速测定的隧道全断面开挖判定研究

为研究复杂地质条件下隧道全断面开挖条件,以成兰铁路平安隧道为研究对象,建立基于施工现场调查及试验的隧道围岩岩体物理力学参数快速评价体系,综合强度折减法及快速拉格朗日元,进行隧道全断面开挖判定,并进行监测论证。研究表明：基于综合岩体强度快速测试、结构面强度参数测试、结构面安息角测试以及GSI综合岩体强度参数测试,获取的试验结果具有快速、准确、可靠的特点;在采用全断面开挖的前提下,本文所述掌子面围岩的安全系数均大于IⅤ级围岩情况下的围岩的参考安全系数,围岩能够满足全断面开挖隧洞自稳要求,计算结果与监控量测结果具有较强一致性;通过隧道开挖进尺进行优化计算,平安隧道单循环进尺应该控制在2.5m范围以内;在类似于本文所述掌子面岩体物理力学参数的情况下,平安隧道进行全断面开挖施工是完全可行的。     

量化评价指标的自动统计算法研究

为了能使矿井构造量化预测技术在更多的矿井中推广应用 ,探讨了评价单元自动剖分、信息提取与存储、评价指标量化等矿井构造量化预测全程自动化实现技术的主要算法     

量化评价指标的自动地研究

为了能使矿井构造量化预测技术在更多的矿井中推广应用，探讨了评价单元自动剖分，信息提取与存储，评价指标量化等矿井构造量化预测全程自动化实现技术的主要算法。     

2016年地质类期刊主要量化指标

正~~     

2014年地质类期刊主要量化指标

<正>~~     

2013年地质类期刊主要量化指标

正~~