基于水平集的复杂三维地层模型建模及在地下工程中的应用研究

由于地质体存在断层、尖灭、出露等复杂地质现象,在三维地层建模时,为了表达这些现象,无论是面模型还是体模型或混合模型,都存在空间分割或曲面求交线的问题。由于地质体拓扑关系的复杂性、数据误差以及计算机精度问题,使得这些模型在实际建模过程中常常失效。运用水平集理论可以有效解决这一问题,水平集用隐函数表达曲面（或超曲面）,可以实现复杂地质体的表达及并、交、差等拓扑运算。在三维地层建模中,插值生成各种地质界面后,用水平集表达这些地质界面,利用水平理论完成各种复杂的拓扑操作,建立以水平集表达的三维地层模型。在此基础上,插入水平集表达的各种工程活动界面,利用水平集理论进行拓扑操作,可构建各种工程活动后的地层模型。再利用Marching cube算法抽取各种地质界面或工程活动界面,构建可用于实时可视化或用于工程评估（如有限元计算）等的NMTINF-BR地层模型或工程活动后的NMTINF-BR地层模型。     

层状岩体深埋长隧道锚杆支护优化设计

层状岩体是地下工程中经常遇到的一种岩体,力学性质具有明显的各向异性。选择合适的屈服准则和强度参数变化规律,结合各向异性弹性本构方程,获得横观各向同性弹塑性本构关系,利用该本构模型对共和隧道锚杆支护方案进行数值计算。首先考虑地应力、岩性的影响,从围岩的变形、破坏形式、塑性区及锚杆拉力的大小等方面改进、优化支护设计方案;其次从实际工程出发,考虑施工难度、工程造价等因素的影响,得到改进方案Ⅰ效果较理想,通过试验段现场监测确定改进方案I。本构模型对计算结果的影响很大,正确模型的计算结果可以为实际工程提供科学依据。     

裂隙岩体流固耦合双重介质模型的有限元计算

基于孔隙-裂隙岩体的双重孔隙介质流固耦合计算的微分方程,利用伽辽金有限元法提出的相应有限元公式,并基于岩体分类指标（RQD,RMR）提出了与岩体应力状态相关的渗透系数计算公式。编制了相应的有限元程序并给出了应用算例,将计算结果与相关文献作了比较,得出相关结论。     

神经网络在岩土工程观测数据优化中的应用

利用人工神经网络独特的结构和处理信息的方法，以实际工程为背景，编制了岩土工程观测数据优化程度，结合德兴铜矿2号尾矿坝B-B测线浸润线观测实例进行分析研究，使得优化的结果与实际相吻合。     

空心包体应力测量的几个问题

本文以一现场实测资料为例,将两种不同理论的计算结果进行比较,指出为了解决空心包体轴向应力偏大的问题,除了理论上的深入研究改进之外,还应改进探头粘贴材料和方法。对于软岩不存在上述问题。用于应力计算的力学参数,必须准确测试和选择弹性模量,但泊松比取值范围小且对应力计算影响不大,参考有关资料取值即可。     

单裂隙面渗流与应力的耦合机理分析

从单裂隙流固耦合的基本概念出发,在分析单裂隙力学性质的基础上,介绍了单裂隙在法向应力,剪应力及复杂应力状态下单裂隙的流固耦合特性.建立裂隙岩体流固耦合分析数学模型及求解的基础.最后,指出单裂隙流固耦合研究中的发展方向.     

新庄黏土加筋挡墙失稳破坏研究

到目前为止,加筋土挡墙采用的填土大多是砂性土,在这种情况下取得的结果与实测结果较相吻合,但当填土为黄土、中低液限黏土及高液限黏土时,加筋土挡墙失败的例子较多,还有待于进一步的研究。通过对黏土与聚丙烯土工带在不同含水率下进行了不同法向荷载作用的直剪试验,讨论了法向应力、含水率对高液限黏土与筋带之间剪切特性的影响。基于试验结果,对312国道宁镇公路某桥头引道黏性土加筋挡墙的设计及工后状况进行了数值模拟,分析了柔性加筋材料的加筋土挡墙破裂面分布形状,并与规范进行对比。分析了了该加筋挡墙失稳破坏的原因,并对黏土作为加筋土挡墙填土材料时,提出相关的改善措施与建议,对今后类似挡墙的修建具有一定的指导和参考意义。     

金川1号力学试验巷道的设计与施工——喷锚网支护结构在金川高应力破碎岩体中的应用

金川不良岩层中巷道的变形破坏十分严重,是影响金川有色金属公司生产成本和矿山建设的关键所在。多年来,围绕不良岩层中巷道地压的控制管理,金川有色金属公司组织了几十个科研、设计、生产、高校等单位的科技人员进行联合攻关,并取得了不少重大成果。但是,要想真正把握金川不良岩层中地压显现的规律,制定一套有效控制高应力破碎岩体中巷道地压的措施,还有待进一步的深入研究。本文所介绍的“金川1号岩石力学试验巷道的设计与施工”:是采用喷锚网支护结构,利用二次支护方法,制服金川高应力破碎岩体中巷道围岩变形破坏的一个示范。     

矿山覆岩移动特征与安全开采深度

对采矿引起的矿山覆岩移动特征研究成果及工程实践进行了总结,以此为基础,就受众多因素制约的重要问题-矿山安全开采深度问题形成了几点认识与建议。