岩体风化的综合分带研究

岩体的风化不仅会引起岩石物质成份、化学成份变化 ,而且也引起岩体裂隙、岩体完整性的改变。因而风化岩体中裂隙数量、岩体块度的变化与岩体的风化程度具有较好的对应关系。论文研究了用岩体裂隙间距、岩体的完整性指标、岩石质量指标对岩体风化程度进行分带 ,较好地将岩体风化分带与岩体结构、岩体工程特性紧密地结合起来。在岩体风化程度的定量划分上作了新的探索。     

岩体风化程度量化分带研究

岩体风化程度分带，是常用于区分地壳表部岩体工程地质性质优劣的一种较老的岩体质量分类，由于参与风化带划分的因素中定量指标较少，因而造成分带的误差较大。从风化岩体裂缝发育程度的变化、岩体完整性的变化和岩体结构的变化出发，研究用岩体裂隙间距、岩石质量指标、岩体完整性系数和原有的定性因素，对风化岩进行量化分带。     

某大型水电站坝区岩体风化分带定量划分初探

岩体风化程度的划分对岩体质量的准确分级及建基面的确定具有重要意义。但定性划分岩体风化程度往往受到主观因素的制约,存在评价时的任意性,且不能客观反映岩体风化的本质特征。而选取一些能反映岩体风化特征的指标对岩体进行风化量化分级,则较为准确、客观。论文结合西南某大型电站基本情况,根据国内外的研究成果,选取岩石质量指标（RQD）、裂隙间距（D）、波速比（Bv）、完整性系数（Kv）、岩石单轴抗压强度及2m硐段裂隙数等适合坝区岩体定量风化分带的特征指标,对主要指标进行相关性分析。最后根据选定指标定量划分出坝区岩体风化分带,以期对类似工程有一定的指导意义。     

边坡工程岩体质量的灰色聚类评价

利用灰色聚类方法对某金矿边坡工程岩体质量进行评价。评价合理地、最大限度地利用了工程勘察成果, 使地质成果通过定量化更为可靠与可信, 既为边坡岩体稳定程度的直观判断提供了依据,又为边坡稳定性计算提供了有价值的参数。与以往的评价方法相比, 灰色聚类法克服了严格数值界限的弊端是一种具有实用价值的评价方法。     

有序聚类与化学地层划分

本文通过有序聚类分析在肖家寨实测剖面的应用，首先达到引起介绍有序聚类的目的，还说明了该法对化学地层划分和研究的普遍意义。     

风化岩体及风化带划分的数学地质方法研究

针对风化岩体仍无理想的定量分带方法这一研究现状与工程建筑需要的矛盾,提出了对能够检测工程环境岩体风化程度的各种物理力学、矿物学和声学指标进行方差分析和特殊的“动态方差分析”方法,可对岩体风化带的划分进行定量评价,达到某一试验结果下的最佳分带效果。还结合应用实例讨论了不同地质条件下分带计算过程的相应变化和应用效果。最后指出,工程岩体分类亦可借鉴本文的研究方法。     

基于DBSCAN选择性聚类集成的岩体结构面优势产状分组方法

针对单个结构面聚类模型存在误判或漏选风险、难以有效识别噪点与孤值等问题,提出利用具有噪声的基于密度的聚类（DBSCAN）算法进行选择性聚类集成的岩体结构面优势产状分组方法。首先,将结构面产状进行空间坐标转换,以单位法向量的夹角正弦值作为相似性度量标准。进而,基于DBSCAN算法构建一定数量具有差异性的基聚类器,借助选择性聚类集成技术挑选出部分优异的基聚类器。最后采用一致性集成技术融合这些基聚类器,获得一个高可靠度的选择性聚类集成结果。将该方法应用于DIPS软件数据集与松塔水电站坝址区结构面勘察中,检验了该方法的可行性与有效性。研究结果表明：该方法聚类效果显著优于常见聚类算法,聚类结果客观合理,不仅能有效标识出噪点与孤值,还克服了单个模型易过分割或欠分割的不足。该研究成果对准确确定结构面优势组具有一定的工程价值。     

基于混合聚类的岩体结构面优势分组方法

提出一种基于凝聚层次法和模糊C均值法的混合聚类法,用于对岩体结构面的优势组划分。该方法将结构面投放到在单位球面上,并使用欧式距离作为极点的相似性度量准则。先剔除结构面数据中的孤值产状,然后用凝聚层次法得到初步聚类结果,并将其作为FCM法的初始聚类中心,最后用FCM法划分优势组。通对人工生成产状样本的分组,验证了该法的正确性。将该方法应用于大藤峡坝址区实测的结构面数据的划分。在实测数据中寻找到两个孤值产状,成功将大藤峡D1y^1-3地层岩体结构面划分为两组,得到了符合实际的分组结果。     

水环境质量评价的灰色聚类法

运用灰色聚类法对甘肃金昌市地下水质进行了评价,并与模糊数学方法作了比较。结果表明灰色聚类法不仅具有模糊数学的优点,又弥补了其不完善之处。因此,用灰色聚类法评价水质,方法简便,结论更符合客观实际。     

晋阳大佛边坡岩体风化分级研究

洞窟、造像等大型石质文物大多开凿在露天岩体崖壁上,风化病害是这类石质文物的主要病害之一,已经影响到了文物的传承。因此,开展石质文物风化分级的研究对于制定相应的保护措施具有重要的现实意义。目前,对石质文物风化的形态、机理、影响因素的研究较多,也取得了一些成果,但大多是依据对文物外观和岩体的某项指标进行风化分级,缺乏全面性。本文从岩体外观、岩体结构和岩体物理力学性质三方面出发建立了石质文物风化分级的指标体系,通过结合前人的研究成果并进行现场的实验研究,建立了风化等级的分级标准,将层次分析法与模糊数学理论结合起来,提出了一套兼顾岩体文物特性和工程特性的石质文物岩体风化分级方法。论文进一步将这套方法应用于太原晋阳大佛岩体风化分级研究,对于大佛边坡岩体的风化程度进行了评判,为大佛的重修提供了重要的依据。     

电站坝基岩体评价及深层抗滑稳定性分析

某水电站位于雅鲁藏布江中游桑日至加查峡谷段出口处,坝型为混凝土重力坝,最大坝高116m,属高坝。混凝土重力坝主要是依靠坝体自身重量于基础之上产生的摩擦力及坝体与基础之间的凝聚力来抵抗水压力以满足稳定要求,对基础岩体要求较高。根据该水电站坝基工程实践,从坝基岩体质量评价方法、分级标准及深层抗滑稳定计算方法等方面进行一些有益探索,对类似工程坝基岩体质量评价及深层抗滑稳定计算具有指导意义。     

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。     

基于可拓学理论的围岩分级方法在变质软岩隧道中的应用

对可拓学中物元、可拓集合的概念进行了阐述,并以火车岭隧道为例,结合影响变质软岩区隧道稳定性的岩性、结构面、地下水等主要因素,选取钻孔岩芯质量、隧道埋深、地下水流量、饱和单轴抗压强度、结构面间距作为评价指标,同时选择3个典型岩段,建立相应的待评物元模型;对各评价指标及各围岩级别的关联度指标进行了计算,据此对3个岩段进行分级的结果表明,绿泥钠长石英片岩岩段为Ⅲ级,与原设计相符;绢云母石英片岩岩段为Ⅱ级,比原设计低一级;白云钠长石英片岩岩段为Ⅳ级,比原设计高一级.该分级方法与RMR法、Q法及公路隧道规范分级方法的对比结果表明,传统方法与现场条件存在较大误差,证明基于可拓学理论的围岩分级方法能较好地满足该围岩条件的要求,同时分析了传统围岩分级方法在该地质条件下应用的缺陷.     

水电工程中弱风化岩体可利用性探讨

根据水电工程实际，分析了岩体各风化分带的特点，提出在用其它定性与定量相结合的方法对岩体进行风化分带之后，用有序地质量最优分割法对岩体进行弱风化亚带的定量划分．从而为水电工程准确确定建基面高程提供了较为科学的方法。将该法应用于歪头山铁矿边坡工程、岩体风化分带，获得了较好的效果。     

基于激光测量和FKM聚类算法的隧洞岩体结构面的模糊群聚分析

岩体隧洞结构面的数量、产状和发育情况是评价隧洞透水性和稳定性的重要指标。采用三维激光测量技术可以快速获取隧洞周围岩体激光点云数据和结构面的几何信息。提出了基于柱面投影和Delaunay生长算法的激光点云的三角网重构技术,利用构建的三角网平面方程的法向向量计算出单个三角网平面的产状,并应用FKM聚类算法进行隧洞岩体结构面产状的模糊群聚分类。该方法可以快速得到不同组的优势产状,且分类结果可用不同颜色进行空间显示。最后运用自主研发的FSS软件对某隧洞的岩体结构面优势产状进行了研究,研究结果表明：1）基于柱面投影和Delaunay生长法的点云构网方法特别适合于隧洞工程,构网速度快、效率高,重构得到的三角网表面与被采样的岩体表面拓扑差别最小;2）FKM模糊群聚方法对隧洞岩体结构面的群聚分类结果可靠、合理,具有较强的通用性和推广性。     

显式拉格朗日差分法在链子崖危岩体锚固工程中的应用

显式拉格朗日差分法是相对于隐式差分法的一种新型数值分析方法。简要介绍了这种方法的基本原理,并将基于该方法开发的ＦＬＡＣ程序应用于链子崖危岩体的锚固工程中,对锚固前后危岩体的状态进行了对比。最后总结了使用ＦＬＡＣ程序的一些经验和体会。     

岩体结构对岩石爆破效果的影响

分析了爆破冲击波的传播特点，指出了对岩石破坏最大的是拉伸应力波，并对岩体结构对岩石爆破效果的影响进行了探讨。     

岩体结构对含煤岩系变形的控制作用

含煤岩系变形规律的研究,对煤炭资源评价和开采、煤矿瓦斯灾害预测、煤层气的可开发性评价具有指导意义。基于含煤岩系的岩体结构是控制其变形的基础因素这一前提,以岩体力学和分形几何学基本理论为指导,提出取决于岩石杨氏模量和泊松比的岩体强度因子和取决于岩层厚度的分形维数两个参数,以断层发育的安阳双全井田、褶皱发育的沁水盆地煤层气开发区及滑动构造发育的荥巩谷山井田为例,系统探讨了岩体结构对含煤岩系变形的控制作用。研究表明,低强度因子和厚层岩层较多的分形维数低值区,含煤岩系以韧性变形为主,多形成褶皱,煤体变形程度深,为瓦斯灾害严重区和煤层气难以开发区;高强度因子和厚层岩层较少的分形维数高值区,含煤岩系以脆性变形为主,多发育断层,构造煤难以区域展布,只分布在断层附近。可见含煤岩系变形不仅与岩体强度有关,而且受岩层厚度的控制。统计层段内刚性岩层的存在增加了岩体强度,岩层复杂程度的增加同样提高了岩体强度。岩体力学和分形几何学的引入,为煤岩体变形行为和程度的描述和预测提供了一种新途径。     

考虑应力状态的裂隙岩体渗透系数确定方法简述

系统总结了近四十年来国内外不同学者计算裂隙岩体渗透系数的经验公式,介绍了确定渗透系数的试验方法,讨论了影响渗透系数的若干因数.     

岩体结构分形及应用研究

岩体结构包括两个基本要素:结构面和结构体。通过分形理论研究岩体结构,得出结构面和结构体分布具有分形特征。根据结构网络图,可分别求出结构面和结构体的分形维数D_(PF)和D_(VF)。结构面分布分形维数D_(PF)越大,反映结构面分布越复杂,优势面(南京大学罗国煜教授提出)发育的方向范围就越大,相应地岩休质量就更差;结构体分布分形维数D_(VF)越大,反映结构体大小分布的状况是大的结构体所占分量趋于增加,结构面的密度、迹长、总面积趋于变小,则岩体质量趋于变好。最后指出结构面和结构体分布分形维数是决定岩体质量的两个指标,是对岩体质量进行评价的合适指标。