某水电站引水洞进口侧山体边坡块体识别

某水电站进口侧山体边坡岩体为完整性较差的中--薄层状灰岩,岩体中主要发育3 条断层、1 组岩脉和4 组优势节理,严重影响了该山体边坡的稳定性。根据结构面分布,采取块体理论搜索边坡上的关键块体,通过赤平投影法找出边坡上所有的非空裂隙锥,将这些非空裂隙锥与临空面组合,从而获得所有可动块体; 利用矢量法计算不同运动形式下块体JP 编号、净滑力即可获得关键块体。结果表明: 该水电站引水洞进口侧山体边坡有4 块关键块体( JP 编号为00010111、00110111、10110111、 10111011) ,为该边坡稳定性的进一步研究提供了基础。     

复杂岩质高边坡半确定性块体三维稳定性研究

通过工程地质学中的赤平投影原理对各个结构面产状进行统计分析,找出优势结构面组合,再对非确定位置的结构面按一定间距进行搜索,利用运动学分析方法对各个块体进行分析,确定出可能从坡体上滑出的块体。结合三维刚体极限平衡法,计算出各个可能块体组合在不同工况下的稳定系数,找出最危险滑块,进而对边坡进行稳定性评价,通过具体的工程实例进行了验证。结果表明,将工程地质学方法、运动学分析方法与刚体极限平衡法结合起来分析复杂岩质边坡可以提高边坡稳定性评价的准确性,对工程具有很好的指导意义。     

基于坐标投影法岩质边坡块体稳定性分析及其可视化研究

块体塌落或滑动是岩质边坡工程的重要破坏形式之一,因此块体稳定性分析是岩质边坡工程中一项极为重要的内容。以浙江仙居县神仙居岩质边坡为研究背景,对块体稳定性分析及可视化进行研究。基于线性回归法和非均匀有理B样条法提出拟合结构面和临空面的新方法。基于坐标投影法提出单滑面和双滑面型块体的稳定系数计算方法,将无人机与坐标投影法结合,并基于Matlab开发出适于岩质边坡工程中平面多面体块体和曲面块体稳定性分析的CPG程序。该程序可实现结构面、临空面及不稳定块体的空间表示及可视化。工程实践表明,该研究可高效、准确地处理落石、崩塌等工程地质灾害问题。程序计算结果与坐标投影块体理论计算结果基本一致,块体稳定性分析方法可靠,开发的CPG程序可行,可大幅提高块体稳定性分析效率,具有实际工程意义。     

块体理论在潜在崩塌体稳定性分析中的应用

随着国民经济的快速发展,公路、铁路、水利水电、矿山等工程建设的高陡岩质边坡越来越多,崩塌的问题就越来越突出。由于崩塌地质灾害给公路、铁路工程建设和运营安全造成严重的威胁,为了有效防止崩塌地质灾害的发生,保护人民生命财产的安全,文章提出在边坡工程地质调查基础上,采用块体理论,预测边坡潜在的崩塌范围。而块体理论是近年来发展和完善的一种适合于岩体稳定性分析的行之有效的工程分析方法。文章采用块体理论中的矢量分析法与赤平投影相结合的方法,用Matlab软件开发了相应的计算机程序,将其应用于潜在崩塌岩体的稳定性分析,可自动找出可动块体,为崩塌地质灾害的监测预报以及治理等提供了依据。     

变质片岩区边坡稳定性的块体理论分析

变质片岩区的边坡破坏与结构面和坡面的组合密切相关,块体理论在分析结构面和坡面组合方面有独特的优势。本文以秦岭北坡西安市黑河水库左岸108国道边坡为例,说明变质片岩区边坡稳定性的块体理论分析方法。作为准备工作,本文编制了块体理论相关程序和制作等密度图的相关程序。通过现场调查,本文将黑河库区108国道沿线边坡分成了15段,其中有4个潜在崩塌段。针对这4个潜在崩塌段,本文在每段中选取一个典型点,借助自编程序,使用块体理论分析方法寻找可动块体、关键块体并计算剩余下滑力。计算所得关键块体的结构面组合形式和实际相吻合,所得剩余下滑力计算结果表明4个潜在崩塌段中有3段崩塌危险性较高,且需要采取工程措施以防止崩塌阻断108国道。说明了变质片岩区边坡稳定性的块体理论分析方法,对变质片岩区其他工程具有一定借鉴意义。     

岩质边坡关键块体的搜索方法及工程应用

工程边坡开挖所揭露的某些结构面组合块体在破坏原有静力平衡状态后,进行应力重新分配,进而块体会发生失稳、滑动等变形,甚至影响到整个边坡发生破坏,因此,结构面组合块体的稳定性是决定岩质边坡稳定的重要因素。本文通过对某工程开挖边坡地形和结构面三维实体模型的建立,实现了边坡结构面与开挖地形实体模型在AutoCAD平台上的可视化操作,剖切不同位置的二维图形预测分析了边坡开挖后可能存在的结构面组合块体,采用块体计算程序(Swegde)验证关键块体并进行稳定性评价。结果表明:三维实体模型及剖切技术与块体计算方法的结合,易于搜索关键块体。事实证明,该方法操作简便,计算结果准确,搜索方法具备可行性。     

岩质边坡的关键块体稳定性影响因素的敏感性研究

岩质边坡的关键块体是边坡安全分析和支护设计的重要方面,影响关键块体稳定性的因素较多,本文结合正交试验设计方法,对影响关键块体稳定的重要因素进行敏感性分析,评价不同物理力学参数对关键块体的安全系数的影响程度,为工程提供合理的意见。     

坐标投影作图法的计算机化及其在块体几何分析中的应用

块体塌落或滑动是岩石工程的重要破坏形式之一。为了解决此问题,需要对块体进行几何条件分析和稳定性分析。对此除采用传统的方法赤平极射投影图解法和三维数值法的方法等方法外,还可以采用坐标投影作图法。本文主要阐述坐标投影作图法在块体几何条件中的应用以及对它的计算机化。坐标投影法是一种以正投影为基础、借鉴赤平极射投影的方法而形成的以分析岩石工程中块体的几何条件和稳定性为目的的一种图解方法。该作图法的提出,为岩石工程块体稳定性研究提供了一个新的方法。为进一步提高坐标投影作图法的应用效率,作者提出了适用于现场的坐标投影作图法的计算机化问题。考虑到块体的几何条件是块体稳定分析的基础,本文主要针对块体几何条件的确定方法及其计算机化问题开展研究,并利用V isual C++将其编成CPH-Ⅰ软件。为了考核该软件,作者还以某一地下工程为实例,将该软件的计算结果和按坐标投影作图法图解法得出的结果进行了比较。对比结果表明该软件可用。     

关键块体系统锚固法在加固边坡危岩中的应用

基于Goodman-Shi的块体理论和A.R.Yarahmadi Bafghi的关键块体群理论,提出确定危岩边坡关键块体和关键块体系统的几何分析法和矢量分析法,建立边坡危岩的地质模型和力学模型,分析危岩体破坏机理,针对不同变形破坏机理的关键块体系统提出合理、安全和经济的危岩边坡加固新方法--关键块体系统锚固法（KSA法）。通过建立集丹公路K49+790 m-K55+550 m段危岩边坡的地质模型和力学模型,结合其坡体及岩体结构特征,分析边坡危岩体变形破坏机理和锚固机理,提出顶部危岩清除、碎裂结构坡面喷射混凝土、块裂结构坡面挂网和块状岩体锚固的清-喷-网-锚联合锚固的系统锚固方案,加固该段危岩体。运用该法锚固方案较传统方法节省锚杆35%、SNS网32%及腰梁19%。     

岩质边坡设计坡角和锚固方案的确定

本文运用赤平极射投影、块体理论和岩体力学的基本原理, 试探求一种可供边坡工程设计采用的确定人工岩质边坡最大安全设计坡角和锚固方案的简易方法。     

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。     

岩体应力的现场研究

岩体力学不同于力学的其他分支的主要特点之一,是岩体具有内应力.因而,一切与岩体有关的力学问题的合理解决,脆性破裂理论的实际应用,都离不开对岩体应力状态的了解.     

In Situ Study on Stress in Rock Mass

The Significance of the rock stress measurements for studying state of stress in the crust is elucidated in this paper .A brief introduction on the principles and methods of calculating the rock stress by measuring the deformations of the bore-holes by means of the overcoring technique is given .Generally the error is estimated to be about 10% by the laboratory checking methods .Form the practical examples it is summed up for some laws of the stress distribution within 200 meters of the shallow crust: from the viewpoint of the rock-mass strength and energy accumulation, the relationship between the major principal stress and the elastic modules of the rock is shown in diagrams, and its direction is closed related to the topographical conditions .The practical examples reveal the measurement of rock stress is significant to the ground surface and underground engineering projects .     

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.     

Mechanical Tests on Pervasively Jointed Rock Material: Insight into Rock Mass Behaviour

Summary In the exploration phase for the design of an underground cavern in a limestone formation a large number of triaxial compression tests were carried out on laboratory specimens which were characterized by a variable degree of fracturing. The data were analyzed to investigate the influence of fracture intensity and of confining stress on the mechanical parameters. In particular, investigations focused on the relationships between the parameters of the strength criteria, respectively in residual and peak conditions, on the decay of the Young modulus with stress level in the prepeak phase of the test, and on the brittleness of the rock in the postpeak phase. The tested rock can be considered as a small-scale model of a jointed rock mass, and the laboratory data therefore provide useful insight into the mechanical behaviour of rock masses, especially the relationships between residual and peak strength parameters, which are required in many analytical models and in numerical codes for the analysis of underground excavations.     

松动岩体边坡稳定性研究

黄河大柳树坝址两岸山体中广泛分布着断层、软弱岩层和松动架空的岩体,且该区地震强度高。本文采用数值模拟的方法,对松动岩体高边坡在天然条件下和地震动作用下的稳定性进行了分析研究。结果表明:在天然条件下,坡体基本稳定,但表层坡体存在岩体卸荷松动现象,沿断层有集中剪切现象;地震动作用下,因岩体强度软硬相间而进一步发生松动,导致边坡失稳。      

变形体系论点在滑坡整治工程中应用的研讨

介绍了目前国内外在滑坡整治工程中应用的主要理论，并分析了这些理论在实际应用中的问题和技术关键，提出了以变形体系论点指导滑坡整治工程，并介绍了具体应用情况。     

基于岩体结构特征的高速远程滑坡致灾范围评价

高速远程滑坡的演化机制与运动过程受控于岩体结构.以重庆市武隆县鸡尾山滑坡为例,采用地面激光扫描技术,获取岩体结构面几何信息,基于离散元数值模拟方法,考虑岩体结构特征,分析高速远程滑坡演化过程及其致灾范围.研究结果表明:(1) 岩体结构特征由岩体内部发育的结构面所决定,针对点云数据开展空间几何计算与聚类分析,可以快速精细地获取岩体结构面产状信息,从而进行岩体结构面识别与组别划分;(2) 将岩体结构特征评价结果导入离散元模型中,能够实现高速远程滑坡致灾范围的快速评价目的,并且取得了与实际滑动距离较为吻合的结果.      

Application of Rock Mass Characterization for Determining the Mechanical Properties of Rock Mass: a Comparative Study

The results of geotechnical explorations, engineering geological investigation (including laboratory and in situ tests) and field observations have been used, along with borehole logging charts, to obtain the rock mass geotechnical data. Based on the data, the rock mass along the Sabzkuh water conveyance tunnel route was classified by rock mass rating (RMR), Q-system (Q), rock mass index (RMi) and geological strength index (GSI) (3 methods). A new series of correlations were established between the systems based on the data collected from the study area. These relationships were then compared with those reported in the literature, and two new relations were recommended. The classifications were utilized to calculate mechanical properties (rock mass strength and deformation modulus) of the rock mass along the tunnel according to available empirical relations, and to distinguish the upper-bound and lower-bound relations.