宜巴高速岩堆不同密实度大型直剪强度特性

岩堆是指陡峻山坡上,岩体崩坍物质经重力搬运,在山坡坡脚或平缓山坡上堆积的松散堆积体。拟建的宜巴高速公路线路方案穿越多处大型岩堆体,且地质条件复杂,各处岩堆体的密实程度各不相同。不同密实程度的岩堆体的强度和稳定性差异很大,对项目建设造成极大不利。为此进行了相同含水量不同密实度的岩堆体大型直剪强度特性实验,结果表明:岩堆体含水量、密度均存在很大的不均匀性,岩堆充填和胶结物含水量5% ~7%,平均含水量为6.5%,干密度最大值2.246gcm-3,平均天然密度为2.112g cm-3,平均干密度1.982g cm-3; 除干密度2.10gcm-3 试样在低垂直压力(50, 100, 200kPa)下分别出现剪切力峰值116.04, 154.7, 210.82kPa以外,其余各垂直压力下剪切力随水平剪切位移增大而增加,没有明显峰值,表现出明显的应变硬化特征; 岩堆体直剪强度指标c和随着其干密度的增加而增加,相同含水量下一般岩堆体越密实,其抗剪强度越高; 原始级配不同干密度下,随着岩堆体密实度增加,其抗剪强度对密实度的敏感性大幅度下降。     

巴西劈裂法在层状岩体抗拉强度测试中的分析与讨论

为分析巴西圆盘劈裂法在层状岩体抗拉强度试验中的适用性,在以往层状岩体巴西圆盘劈裂试验成果分析基础上,选取层理砂岩为试验对象,设计并进行了考虑不同层理角度的砂岩巴西圆盘劈裂试验。分析结果表明,（1）层状岩体抗拉强度的各向异性特点非常明显,层理角度对各种层状岩体的劈裂抗拉强度的影响规律是基本类似的,只是影响程度不一样;（2）不同层理角度圆盘试样的破裂面形状差别较大,其破坏模式可以归纳为直线型、折线型和弧形型;（3）当层理角度0°＜β＜90°时,破裂面的发展规律不能严格满足巴西圆盘劈裂试验力学理论模型的假定,采用式（1）计算得到的劈裂抗拉强度只能是一个近似的值;（4）当圆盘试样加载线两侧的岩石材料、层理结构对称分布时,加载时圆盘内的应力分布可以较好地满足其理论计算模型,其试验结果比较准确。研究成果可为层状岩体抗拉强度的准确测定提供较好的参考。     

四川名山白马沟危岩体稳定性评价与落石轨迹分析

危岩体是指由结构面切割形成的在一定诱发因素下失稳破坏的岩体,其作为常见的自然地质灾害之一,严重影响山区人类生命财产安全。对危岩体的勘查、稳定性评价、风险评价是地质灾害预防的研究难题。受人类工程活动影响,名山县新店镇白马沟内存在多处危岩体。通过对国内外研究文献的查阅分析并结合白马沟危岩体的分布特征、发育特征、崩塌落石运动特性进行分析与研究,初步总结出了白垩系上统灌口组(K2g)危岩体的形成、分布规律及成灾机理,并对该区4个危岩体利用Rockfall进行数值模拟计算,计算其运动速度及运动轨迹,计算岩石弹跳高度及距离等。为此类工程地质条件下的的危岩体稳定性评价及运动轨迹的分析提供参考,同时对于崩塌危岩体灾害预防与减灾技术研究有积极意义。     

松动岩体工程特性研究——以雅砻江楞古水电站松动岩体为例

为了对松动岩体的工程特性进行系统研究,以楞古水电站厂址区边坡为例,对该边坡岩体进行了详细的地质编录和物理勘探试验,重点对节理裂隙的空间发育规律、镶嵌结构和碎裂结构岩体的发育深度及空间分布、软弱结构面发育分布规律以及边坡已有变形破坏特征这四个方面进行了系统的统计和分析,认为松动岩体是区域断裂活动和浅表生改造的结果,岩体工程效应差、变形模量低;同时结合应力测试、声波测速、高密度电磁勘探等试验成果进行分析,结果显示松动岩体具低波速（波速大部分小于3 000 m/s）、低应力（最大主应力不超过20 MPa）、强透水性（透水性系数大于10 L/（min·m·m））。认为岩体破碎主要受断层及节理裂隙影响,分析了岩体破裂松动的演化过程及特征。     

鄂东南地区控岩构造及隐伏岩体特征的地球物理解释

利用小波多尺度分析、边界识别、连续复小波频谱分析、3D磁化强度反演等方法处理解释鄂东南地区重磁资料得出:(1)山坡-枫林超壳断裂北倾,由于印支期与燕山期的改造,浅部断裂在平面上呈"S"形,中西段向南偏移,东段向北偏移.它控制了印支期与燕山期岩体的形成与分布.断裂北盘的鄂城、铁山、金山店及灵乡岩体主要以铁矿为主,而南盘的阳新、殷祖、郭家桥等岩体则以铜多金属为主.(2)深部存在岩浆房,深度约5km.岩浆通过构造薄弱位置上侵就位,以岩株、岩枝和岩墙的形式构成中浅部和出露岩体.(3)鄂城岩体南、铁山岩体北、金山店岩体南缘东段可能存在隐伏矿体.陈家湾隐伏岩体、金牛-肖家边隐伏岩体、灵乡西段隐伏岩体与碳酸盐地层接触的位置是成矿的有利位置.     

单轴压缩条件下岩溶化裂隙岩体损伤破坏特征研究

岩溶化裂隙岩体是普遍发育于自然界中具有初始损伤的岩体。为了研究岩溶化裂隙岩体损伤破坏特征,本文以贵州某地赋存的溶蚀岩体为研究对象,运用损伤力学理论构建岩溶化裂隙岩体在单轴压缩条件下的损伤演化模型,并建立岩溶化裂隙岩体损伤演化方程。采用颗粒流数值软件进行单轴压缩数值试验,进一步研究岩溶化裂隙岩体试件在单轴压缩条件下的损伤演化特征,分析岩溶化裂隙岩体的微观损伤特征。结果表明：岩溶化裂隙岩体的初始损伤主要包括溶蚀损伤和裂隙损伤。岩溶化裂隙岩体的初始损伤随着溶蚀率的增加而增加,最终增加速率趋于平缓;岩溶化裂隙岩体的损伤演化曲线均呈“S”型变化,先缓慢增加,再迅速增加,最后缓慢增加至损伤值1;岩溶化裂隙岩体存在异构特征,导致破坏裂隙起源于具有初始损伤的溶蚀孔洞和裂隙处,随后裂隙经历萌发、扩张和剪切作用、数量和长度增加以及裂隙贯通4个阶段后发生宏观破坏。     

Computational dynamic homogenization for the analysis of dispersive waves in layered rock masses with periodic fractures

The analysis of the wave propagation in layered rocks masses with periodic fractures is tackled via a two-scale approach in order to consider shape and size of the rock inhomogeneities. To match the displacement fields at the two scales, an approximation of the micro-displacement field is assumed that depends on the first and second gradients of the macro-displacement through micro-fluctuation displacement functions obtained by the finite element solution of cell problems derived by the classical asymptotic homogenization. The resulting equations of motion of the equivalent continuum at the macro-scale result to be not local in space, thus a dispersive wave propagation is obtained from the model. The simplifying hypotheses assumed in the multi-scale kinematics limit the validity of the model to the first dispersive branch in the frequency spectrum corresponding to the lowest modes.Although the homogenization procedure is developed to study the macro-scale wave propagation in rock masses with bounded domain, the reliability of the proposed method has been evaluated in the examples by considering unbounded rock masses and by comparing the dispersion curves provided by the rigorous process of Floquet–Bloch with those obtained by the method presented. The accuracy of the method is analyzed for compressional and shear waves propagating in the intact-layered rocks along the orthotropic axes. Therefore, the influence of crack density in the layered rock mass has been analyzed. Vertical cracks have been considered, periodically located in the stiffer layer, and two different crack densities have been analyzed, which are differentiated in the crack spacing. A good agreement is obtained in case of compressional waves travelling along the layering direction and in case of both shear and compressional waves normal to the layering. The comparison between two crack systems with different spacing has shown this aspect to have a remarkable effect on waves travelling along the direction of layering, and limited in the case of waves propagating normal to the layers.The equivalent continuous model obtained through the dynamic homogenization technique here presented may be applied to the computational analysis of non-stationary wave propagation in rock masses of finite size, also consisting of sub-domains with different macro-mechanical characteristics. This avoids the use of computational models represented at the scale of the heterogeneities, which may be too burdensome or even unfeasible.     

裂隙岩体中的渗流与岩体变形

本文介绍裂隙岩体的渗流规律。我们通过试验认为应用纳维-斯托克斯(Narier-Stokes)方程描述岩体的渗流规律是可行的。岩体中的渗透动水压力对岩体的变形有重要的影响,渗透动水压力导至裂隙的张开、岩体变形,并影响岩体的稳定性。裂隙的张开引起渗流量的增加。我们应用原位(现场)试验的方法测量岩体的变形和渗流量,并研究渗透水压力与岩体变形的关系。试验成果用布希内斯克(Boussinesq)公式检查,表明其与计算结果比较接近。     

Seepage and Deformation of Fissured Rock Mass

Seepage law of fissured rock masses is presented in this paper. The Navier-stokes equation is demonstrated available to describe seepage law of rock masses by testing study. The dynamical seepage pressure in rock masses makes great effect on deformation of rock masses, results in opining of fissure and deformation of rock masses. The seepage and deformation of rock mass and dynamical seepage pressure is studied. The experimental results are checked with Bossiness formula, and are closed to the computing data.     

含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究

针对柱状节理岩体的构造特性,采用水泥砂浆等材料制作出具有不同柱体倾角且含有横向节理分布的柱状节理岩体模型,并通过单轴压缩试验,研究柱体倾角和横向节理对岩体各向异性力学特性及破坏机制的影响。结果表明：试样峰值强度和变形模量随柱体倾角变化曲线均近似为U形,并体现出典型的各向异性特征;随着柱体倾角的变化,试样单轴压缩破坏模式可分为垂直于柱体轴向的劈裂破坏、沿纵向节理面的剪切滑移破坏、滑移破坏与劈裂破坏同时发生的复合破坏和平行于柱体轴向的劈裂破坏4类;横向节理的存在降低了柱状节理岩体沿柱轴方向的完整性,并影响了劈裂破坏裂纹的分布与扩展,因此,横向节理切割柱体是影响柱状节理岩体承载能力的重要因素。     

高密度电法在三峡库区滑坡勘察中的应用

高密度电阻率法是一种基于岩土体的电性差异而进行勘探的物探方法。在介绍了高密度电法基本原理和系统结构的基础上,通过在三峡库区某滑坡勘察中应用高密度电法确定滑体厚度和基岩面形态的实例,探讨了在滑坡勘察中高密度电法的适用条件和野外工作方法,并结合钻探成果和工程地质测绘资料对其影像成果进行了有效解释。实践表明该技术在与常规勘察方法结合起来进行滑坡勘察时,勘探效率高。应用配套软件处理后,勘测数据生成的地电断面图直观清晰,定性、定量解释可靠,能得到符合实际的滑坡体参数,可以较好地应用于多种勘察方法相结合的滑坡勘察中。     

基于CT-CA的天然裂隙岩石受拉破坏特性研究

岩石内部存在的裂隙、孔洞等天然损伤对岩石的力学性能和破坏过程有重要影响,依据细胞自动机理论结合CT无损识别技术实现了含天然裂隙岩石在劈裂条件下裂纹扩展和贯通全过程及其力学性能变化规律的研究。从裂隙砂岩的真实细观结构出发,构建了天然裂隙岩石的数值计算模型,运用CASRock数值计算软件完成了含不同裂隙倾角的砂岩劈裂破坏的数值试验,分析了裂隙倾角对砂岩的力学特性、裂纹扩展过程及能量演化的影响规律。研究表明：(1)天然裂隙砂岩的抗拉强度与裂隙倾角密切相关,随着裂隙倾角的增加,其抗拉强度呈现先减小后增加的趋势;(2)裂隙起裂于天然裂隙尖端,当裂隙倾角0°≤θ<48°时,岩样的破坏是由错开型裂纹引起,裂纹沿着与天然裂隙近垂直方向扩展;当裂隙倾角48°≤θ<94°时,岩样的破坏是由张开型裂纹引起,裂纹沿着与天然裂隙近平行方向扩展;(3)劈裂过程中裂纹尖端应力场存在拉应力区和压应力区,拉应力造成翼裂纹由天然裂隙尖端沿加载端方向萌生扩展,而压应力则引发次生裂纹沿天然裂隙方向扩展;(4)含天然裂隙砂岩劈裂破坏过程能量演化可划分为4个阶段,随裂隙倾角的增大,峰值点处的总能量密度、弹性能密度先缓...     

A Statistical Analysis of Fragmentation After Single Hole Bench Blasting

Summary The purpose of this study is to statistically correlate the fragmentation gradient () and average fragment size () with the blasting test parameters for rock masses having different characteristics. Blasting tests were conducted in limestone exposed during the highway construction between Tarsus and Pozanti (Turkey). Three test sites were classified as poor rock, good rock, and very good rock according to their RMR ratings. The selected blasting test parameters that affect the degree of fragmentation were burden, bench height and ANFO charge. After each blast, the muckpiles were screened and fragment size distribution graphs were plotted. Yates' method was applied for experimental design and analysis of variance. The single and combined effects of blasting test parameters were analyzed through the Yates' tables and significant and non-significant treatment combinations were determined for different rock masses. Some conclusions drawn from this research are: 1. The increase of RMR ratings promotes fragmentation, hence, increases blasting efficiency. 2. In rock masses of low RMR ratings, the volume of broken material is large, but fragmentation into small sizes is low. The opposite is true for rock masses of high RMR ratings. 3. The length of charge column is the significant factor affecting the average fragment size regardless the type of rock mass and is more significant in very good quality rock mass.     

基于现场试验的岩体变形模量尺寸效应研究

岩体力学参数具有随机性和不确定性,合理确定岩体力学参数是岩土工程稳定性分析的基础和关键。以某水电站前期研究的110个钻孔弹模测试数据为研究样本,对其进行了统计特征分析,确定变形模量的概率分布特征更符合Weibull分布。以钻孔弹模仪承压板尺寸为岩体变形模量研究的样本尺度,岩体由该尺度的岩样叠加而成,建立了不同尺寸的立方体岩体数值分析模型,按照Weibull分布随机给出各岩样的变形模量,在此基础上对不同尺寸的岩体分别进行5 000次单轴压缩试验的数值模拟,得到了不同尺度岩体等效变形模量的变化特征,确定了岩体等效变形模量的REV。基于现场实测岩体变形模量与概率统计理论相结合研究岩体变形模量是一个新的尝试,可为该水电站工程岩体力学参数的合理取值提供依据。     

Determining the size and shape of blocks from linear sampling for geotechnical rock mass classification and assessment

Classifying and assessing geotechnical aspects of rock masses involves combining parameters in various ways, guided by empirical considerations, to derive quantitative geotechnical parameters. Geological structures and the deformation history of rocks underpin the nature of rock masses. The kinematics of a deforming rock mass may occur as sliding along throughgoing discontinuities or as distributed sliding on block faces. Distributed sliding will tend to disrupt the continuity of planar structures such that data on the size and shape of blocks is needed, rather than relying on discontinuity orientation data alone. Orientation and spacing data can be combined to provide a geometric analysis of block systems from linear samples, such as drill core. Dihedral angles and spacing of sequential pairs of discontinuities provides a sample of the size and shape of blocks that can be interpreted stereologically. Further detail can be derived by combining neighbouring intersections that enclose or partially enclose individual blocks. The shape and size of a block can be represented on a stereograph with the enclosing faces shown as poles and their perpendicular distance from an arbitrary point inside the block shown as a number. Identifying the size and shape of specific blocks rather than relying on statistical methods is beneficial to critical aspects of design such as analysing keyblocks that would be exposed during excavations. The detailed characterization of block size and shape is also a step toward interpreting the kinematics of rock mass deformation and the analysis of rock masses as ultra-close packed dilatant granular systems.     

豫西寨凹隐伏岩体地球物理场特征与深部找矿预测

寨凹隐伏岩体是豫西南地区利用重磁资料解释推断的8个隐伏、半隐伏岩体之一,分布面积约310km2。豫西南地区主要钼（钨）铅锌银（金）矿床均分布于这8个隐伏、半隐伏岩体区及其边部附近,二者具有非常明显的时空关系。研究隐伏岩体分布形态、深度、产状和深大断裂构造分布,对指导深部找矿勘探具有重要意义。通过研究寨凹隐伏岩体重、磁场变化特征和分布规律,并通过相关定量计算,确定了隐伏岩体的侵入模型。将全区隐伏岩体分为三个区,Ⅰ区隐伏岩体顶面深度0~0.8km,分布面积约71km2,Ⅱ区隐伏岩体顶面深度0.8~2.0km,分布面积约153km2,Ⅲ区隐伏岩体顶面深度2~4km,分布面积约86km2。根据隐伏岩体侵入模型和典型矿床物探异常特征,建立了立体成矿模型（从浅至深从中低温成矿元素到高温成矿元素的过渡模型）和综合地球物理找矿模型（包括隐伏岩体、隐伏岩体顶上带、岩钟和斑岩体、矿体矿化体的地球物理异常标志）;预测了找矿潜力,总结了勘查方法技术组合;指出在Ⅰ、Ⅱ隐伏岩体分布区银（金）铅锌矿床的下部有寻找斑岩型钼、钨、铜矿产的潜力。     

基于广义RQDt的岩石质量空间分布规律研究

自然界中的岩石通常含有大量复杂交错的结构面,造成岩石质量在三维空间中存在明显的各向异性。作为评价岩石质量的重要参数,岩石质量指标(广义RQDt)被广泛应用于岩体工程。结合三维裂隙网络模拟法和测线法,对岩体质量在三维空间不同方向上的分布规律进行研究:首先根据研究域岩体的裂隙统计参数及分布规律,利用Monte-Carlo法生成三维随机裂隙网络;然后通过在研究域内布置监测点和测线的方式来计算监测点处RQDt值随空间方位的变化,得到岩石质量空间分布图,以此来直观描述岩体质量沿空间不同方向的分布。将该法应用于某工程坝区岩体质量评估,表明该方法简单且具有较强的实用价值,可较全面描述岩体质量在空间方向上的分布规律。     

南岭于都——赣县矿集区银坑示范区重磁资料探测花岗岩分布研究

银坑示范区位于中国东南部南岭东段于都—赣县矿集区内的银坑镇,具有良好的找矿前景。该区花岗岩与成矿关系密切。因此,系统探查花岗岩体分布是深部找矿的关键问题之一。笔者主要利用重力、磁力平面资料,并结合物性、地质、电法、地震等资料,综合研究了该区花岗岩空间分布特征。首先研究推断了该区6个花岗岩体的平面分布,其中,江背岩体、长潭岩体、高山角岩体为部分隐伏岩体;柳木坑岩体、葛凹圩浅部岩体和葛凹圩深部岩体为完全隐伏岩体。6个岩体总体走向为NE和NNE向。然后利用研究区内4条剖面重(磁)资料反演了花岗岩的空间分布,进一步揭示了上述6个岩体的空间分布特征,其推断成果与利用平面重、磁资料推断成果一致,也与电法、地震剖面解释结果一致。     

基于RJM断续节理岩体强度与破坏特征的数值模拟研究

裂隙结构的存在对于工程岩体的强度和稳定性具有重要影响,岩石宏观裂隙的产生源自于微破裂的积累。针对岩体裂隙的粗糙特性,通过Matlab建立考虑粗糙度的节理模型（Roughness Joint Model）,采用简化的正弦曲线来表示粗糙节理,并将其导入到颗粒流试验模型中进行单轴压缩试验。对比完整岩体、直线型裂隙岩体、RJM岩体三者破坏的应力-应变曲线,改变裂隙倾角（与水平方向夹角）α,岩桥倾角β,裂隙密度γ,建立不同裂隙分布的断续节理岩体数值试样,开展一系列数值模拟试验。研究结果发现:（1）裂隙的存在明显降低了岩体的抗压强度,RJM模型峰值强度和峰值应变均高于直线型裂隙岩体;（2）岩体抗压强度总体上随裂隙倾角增大而增加,随裂隙密度增加而减小,但随岩桥倾角的改变呈非线性变化,岩桥倾角45°时峰值强度最低,峰值应变最小;（3）裂隙分布会影响岩体的破裂模式,微裂隙的扩展反映了岩体力学性质的各向异性;（4）不同倾角下增加裂隙密度,岩体强度下降程度不同,倾角75°时密度对强度影响最小,30°和60°时影响最大。     

高应力区隧道围岩变形破坏的数值模拟及物理模拟研究

隧道失稳和维护困难是高地应力隧道的普遍问题,对隧道的支护设计提出了更高的要求。研究从地下工程岩体应力环境变化和岩体强度变化的角度探讨了高应力隧道围岩的变形破坏机制。根据重庆某深埋隧道围岩实际情况,运用FLAC3D三维显式有限差分法分析软件,建立了摩尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。通过隧道的三维数值计算,分析了高应力环境下隧道周边塑性区分布、应力场、位移场等的分布特点,得到了高应力隧道围岩在高地应力环境下的破坏规律。通过物理模型验证了高应力隧道围岩的破坏特点,并进行了超载试验,将其与数值模拟进行对比,进一步验证了所建数值模型的科学性。