金沙江上游快速隆升河段复杂结构岩体灾变特征与机理

横断山脉北麓金沙江上游河段沟壑纵横,水能资源丰富。中、晚更新世以来,快速隆升的新构造活动导致该河段复杂结构岩体在重力场的持续作用下灾变频繁。笔者阐述了该河段高地应力的基础地质背景与金沙江板块构造结合带蛇绿岩套的复杂结构岩体基本特征,提出了快速隆升河段的基本认知,建议将≥5 mm/a作为快速隆升河段的界限值;列举了21.4 km河段内不同时期、不同类型4处大规模堵江事件的证据和基本特征,阐述了其与快速隆升之间的关系;运用地质过程机制法分析了4个堵江体的致灾机理,指出早期堵江残体为未来人类工程活动的潜灾体。     

DEM拟合级配碎石材料大三轴试验的颗粒粗糙度效应研究

为充分利用石质弃渣,填石路堤已经成为山区高等级公路较普遍的路堤形式,为确保填石路堤的稳定性,急需开展弃渣碎石材料性质的研究。为研究颗粒粗糙度对样本性质的影响,本文以雅泸路某隧道废弃碎石的室内大三轴试验数据为基础,开展离散元法模拟级配碎石材料大三轴试验的颗粒粗糙度效应研究。论文详细介绍了样本颗粒形态及粗糙度的模拟原理、级配碎石数值样本的生成过程。分析数值试验过程及结果表明:团粒形态样本可以更真实地模拟碎石材料的骨架-孔隙结构,样本加载前有着合理、均匀的接触力分布形式; 团粒间的镶嵌结构可以极大的提高样本强度,变形过程中体现出不规则颗粒间的咬合、滑动特征; 样本强度与颗粒粗糙度(即D4值)有着线性正比关系; 样本初始平均接触数是决定样本内摩擦角的决定性因素; 团粒形态样本平均接触数随轴向变形发展的变化规律再现了颗粒材料弹性变形的微观力学机制。     

锦屏一级水电站左岸IV#～VI#山梁稳定性分析

锦屏Ⅰ级水电站左岸IV#～VI#山梁发育较多的深裂缝,分布有断层F2、F5、F9,这些断层、深裂缝在空间上交切组合形成了巨大的潜在不稳定块体,其在开挖及泄洪雨雾条件下的稳定性问题备受关注。在大量野外地质调查的基础上,总结了岩体裂隙分布特征及其对稳定性的影响,分析了IV#～VI#山梁在泄洪雨雾条件下整体及浅表部的变形失稳模式。在此基础上,运用三维数值模拟方法,分析IV#～VI#山梁在边坡开挖过程中地应力的变化情况,尤其是拉应力的分布范围,以此分析开挖对边坡稳定性的影响,可见开挖对山梁整体的应力分布未见明显影响,对边坡整体稳定性影响不大。运用 FLAC3D软件模拟泄洪雨雾时水文地质条件改变情况下的IV#～VI#山梁变形情况,并进行了参数变化及地下水位变化的敏感性分析。参数变化分析结果表明,与地下水位变化相比较,前者边坡稳定性的影响更明显。     

基于活动控制的岩体结构面几何信息快速获取

在应用数字近景摄影测量进行岩体结构面几何信息快速获取时,需要在岩体上布设一定数量的控制点,但特殊区域岩体（隧道、硐室、采石场）的结构面相对破碎、特征点极不明显,并且受施工进度的影响,无法在岩体上布设控制点。针对这一问题,本文应用自行设计的活动控制架,在控制架上布设28个控制点,将控制架和岩体结构面一起摄影,然后在VZ（VirtuoZo）工作站上进行内业解译,获取岩体结构面上特征点的空间坐标,再依据所给产状公式获取结构面信息。以净月二采石场岩体边坡为研究对象,进行了活动控制架安装与检验、外业数据采集与内业数据处理等工作;同时基于误差理论点位精度评定方法,对解译的控制点坐标与岩体结构面产状（倾向、倾角）同实测值对比并进行精度分析。结果表明,该方法测量的岩体结构面产状中误差：m_倾向=±4°,m_倾角=±3°,满足岩体结构面精度测量要求。     

深埋低水平地应力硬质岩隧道稳定性研究

低地应力是地下工程中极易被忽视的一种应力状态,它对地下工程稳定性有重要影响。本文通过分析地应力影响特征,指出了地应力分析应从地质构造和构造形迹分析入手。鉴于地应力测量中存在多种问题,提出了地下工程低地应力的地质标志判别方法。结合低水平地应力条件,给出了块体组合结构面强度的分级办法,推导出地下工程中常见块体的二维计算公式,并将其应用于工程实践,结果证明该计算方法比较符合实际。     

高烈度区浸水高填石路堤稳定性的小型振动台试验

为充分利用石质弃渣,填石路堤已经成为山区高等级公路较普遍的路堤形式。汶川地震以后,我国已处于地震活跃期,因此在高烈度区内修建高速公路,进行地震作用下稳定性研究的意义是显而易见的。小型振动台试验虽然受承载能力和台面尺寸的限制有诸多弊端,但所需经费少,可进行重复实验,其实验结果对工程实践有一定的借鉴作用,更是大型振动台试验积累经验所不可缺少的。作者对研究尚不成熟的填石路堤进行小型振动台试验,研究其在地震作用下的稳定性情况。涉及的雅泸高速公路填石路堤工程位于水库水位变动带内,实验发现水在地震过程中起着重要的作用。在无水条件下,地震导致的边坡破坏最先发生在边坡内侧,随着振动的持续,边坡外侧也将发展成破坏区;在水位上升后,地震导致的边坡破坏最先发生在边坡外侧,由振动产生的水浪对边坡的冲刷、淘蚀作用非常强烈。     

遗传算法在土坡整体稳定性分析中的应用

边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面的位置并计算与之相对应的安全系数。由于传统的极限平衡分析方法很容易陷入局部极小值而不能找到真正的最危险滑裂面,因此采用瑞典条分确立土坡分析模型,用遗传算法搜索土坡最危险滑动面,进而求得土坡最小安全系数。该方法模拟了生物遗传进化的过程,克服了传统方法的局限性。通过和面积细分法所搜索的最危险滑动面和计算得到的土质边坡安全系数作对比,可得遗传算法在土质边坡稳定分析中具有较高的精度与可靠性。遗传算法可以很好地解决如何寻找土质边坡整体极值的问题。工程应用实例表明,遗传算法分析土质边坡的稳定性效果良好,具有很好的应用前景。     

隧道围岩超欠挖与节理和洞轴线之间的关系

从分形几何角度分析,隧道围岩超欠挖具有自相似性,对于一定洞径的隧道,隧道围岩超欠挖曲线分形维数是岩体结构和洞轴线的函数。对于主要发育一组陡倾节理的情况研究表明,隧道围岩超欠挖曲线分形维数与节理间距呈双对数线性关系,与节理走向和洞轴线的夹角呈双对数线性关系,并建立了它们之间的多元关系。     

锦屏水电站解放沟反倾高边坡变形机制的探讨

通过对锦屏水电站某一反倾高边坡的野外调查、室内测试实验及数值模拟计算分析 ,对其变形机制有了进一步的认识。对以往的结论重新进行论证 ,用证据说明问题 ,最终得出新的研究成果。本文认为解放沟左岸深层变形是由河谷快速下切过程中边坡发生深部卸荷松弛和倾内层状体斜坡的深部岩层弯曲倾倒共同作用所引起     

基于人工神经网络的三峡水库库岸稳定性分级

为避免库岸稳定性评价法的随意性和不确定性,尝试采用具有处理非线性关系功能的人工神经网络方法进行库岸稳定性分级,为此构建了15-31-4结构的三层BP网络。该网络采用BP弹性算法,同时对初始权值和阀值进行了优化,实现了网络的非线性映射,并有着极快的收敛速度。用该BP网络对三峡水库的上游段库岸进行了稳定性等级判断,其结果与常规计算方法所得的结果基本相似。