CALSLOPE:基于规范的滑坡稳定性评价和推力计算软件研究

文中介绍了作者开发的CALSLOPE基本特征。该软件依据《长江三峡工程库区滑坡防治工程设计与施工技术规程》，并结合作者等正在编写的滑坡防治工程行业标准进行开发。软件将费伦纽斯法（Fellenius)、毕肖普法（Bishop)、筒布法（Janbu）和条分法4种模型集成为一体，同时可对地震、孔隙水压力、渗透压力、附加荷载工况下滑坡稳定性和推力进行计算。是一套在Windows环境下运行的高效、简捷的软件。     

基于孔内影像的岩石节理粗糙度特征研究

目前对岩石结构表面粗糙度的研究往往只局限于地表,难以反映深部岩石节理粗糙度的特征。钻孔孔壁上节理轮廓线包含有三维信息的特点,本文开展了基于数字钻孔摄像技术的岩石节理粗糙度分形特征的研究,利用数字钻孔摄像系统获取地下深度岩石节理全景图,采用边缘检测技术从全景图中提取出节理轮廓线,对其进行空间变换和视距离变换得到地下岩石节理粗糙表面轮廓线的真实状况。与Barton提出的10条标准剖面曲线进行对比得到每条轮廓线的JRC值,并计算其分形维数,根据最小二乘法原理拟合出JRC与分形维数之间的关系为:(D)=JRC=-541.9x2+1362x-818.53。本文研究内容为描述地下深部天然节理的结构及其特征提供了基础,对更深入地研究地下深部岩石节理的表面空间状况有重要的意义。     

土石混合体的剪应力波动和跌落行为机制

土石混合体在剪切过程中存在剪应力跌落的现象,基于该现象,本文采用大型直剪试验的方式,考虑不同含石量(0%、30%、50%、70%)、上覆垂直压力(50,200,300,400 kPa)、块石尺寸(9.5～19.0 mm、19.0～31.5 mm、31.5～53.0 mm) 3个主要控制因素,进行室内剪切变形试验,研究直剪过程中发生的剪应力跌落现象。同时,通过在试样内部钻孔、埋置细铝丝与干灰的方法获取剪切带变形厚度,结合其大小理解剪应力的脆性跌落特征和剪切带块石变形特征。基于试验分析表明,具备骨架结构且所含块石尺寸大于剪切带厚度的土石混合体试样在高垂直应力下的剪切过程中易出现块石应力集中,形成锁固体块石,该类块石往往控制着试样一定时空下的整体剪切强度,其受剪切作用翻滚、滑移甚至咬合棱角破碎是导致剪应力瞬间大幅度跌落的直接原因。高含石量、大尺寸块石、高垂直应力是形成块石应力锁固体的必要条件。低含石量状态(<50%),剪切带块石多顺剪切方向翻滚,越靠近剪切面边缘,变形越明显,块石相对空间位置变化较小。高含石量状态(>70%),剪切带块石可见相互滑移、攀爬,块石相对空间位置变化明显。块石尺寸小于剪切带厚度时,剪应力多呈现波动特征,而块石尺寸接近剪切带厚度时,剪应力波动加剧,出现明显的应力跌落,对应垂直位移出现突变。满足含石量高于70%、块石尺寸大于剪切带厚度的试样在相对较大的上覆垂直应力作用下易形成块石应力锁固体。     

黄土湿陷性的微结构效应

土结构是一种物质状态,可以层次式的概念模型加以确定。从图象处理角度,提出了微结构定量研究的技术路线,确定了结构要素的量化方法。通过分形结构分析,探讨了天然结构和压力对黄土湿陷性的影响、水与土样之间的作用规律及其湿陷效应,提出了分形结构的湿陷性控制机理。     

21世纪工程地质学生长点：土体微结构力学

本文认为土体结构对其工程性质有重要制约作用,土的结构性模型的建立已成为当代土力学前沿性课题。提出的“微结构力学”理论与方法体系的建立,将为土体工程地质研究开辟崭新的研究领域和工作空间。文中,作者对“微结构力学”的概念及其研究内容、近期和远期研究课题进行了分析,并提供了开展本项研究工作的技术路线建议。     

反倾岩体边坡变形机制与稳定性评价研究综述

随着人类工程活动的日益频繁及范围的扩大,在国内外的水利水电、矿山、铁路、城市环境灾害等方面都出现了大量反倾向边坡失稳破坏的灾难性事故,然而这种广泛存在的反倾向岩体边坡的工程地质问题在二十世纪六十年代初才逐步被人们认识到和加以研究。本文就国内外反倾岩体边坡变形机制与规律认识,以及解析解、数值模拟和物理模拟等稳定性评价方法的研究进展进行了系统总结,对有待深入思考的问题和可能的研究途径进行了探讨     

土石混合体概念、分类及意义

土石混合体的概念是随着当今各类大规模工程建设的开展而逐渐被提出来的,其物理力学性质的研究也是岩土力学及地质工程界共同面临的研究课题。由于目前对土石混合体的研究仍然处于初级阶段,在传统的岩土体分类体系中未将其独立出来,且未见有对土石混合体这一复杂岩土介质的概念及相应分类体系的系统论述。本文在总结目前国内外岩土体分类体系及以往研究成果的基础上,对土石混合体的概念及其关键问题进行了详细的论述,指出土石混合体是指第四纪以来形成的,由具有一定工程尺度、强度较高的块石、细粒土体及孔隙构成且具有一定含石量的极端不均匀松散岩土介质系统,其中可视粒径、土/石阈值、"土"与"石"的强度特征及含石量四个参数是土石混合体概念中的关键问题。     

五种不同途径获取全风化花岗岩孔隙度数值对比

在岩土工程理论研究和工程实践中土孔隙度是一个经常遇到和需要明确数值的参数。它的大小由常规土工试验数据换算得出。另外,还可通过压汞试验(包括氦孔隙仪和压汞仪)、薄片观测、扫描电镜图象处理等试验分析得到其数值。这5种不同途径得出的同一套土样孔隙度差别多大?本文以全风化花岗岩为例,通过5种途径对相当数量样品孔隙度进行了试验分析和计算。结果发现,这5种途径得到5种不同孔隙度数值;其差别一方面表现在数值大小上,另一方面显示孔隙度应属不同范畴和物理意义。区别对待这一点对工程计算应用很有意义。物理实验结果换算出的孔隙度为绝对孔隙度,数值结果最大;压汞试验得到的孔隙度是三维空间内孔隙的体积百分比(氦气计测得的为开孔隙度,压汞仪得到的应是有效孔隙度);薄片和扫描电镜图象处理得到的是不同尺度范围上二维平面内孔隙面积百分比,其中以薄片鉴定得到的孔隙度值最小,原因在于在毫米级观察尺度上很多粒内孔隙被忽略掉了。而因为局部结构影响被放大,扫描电镜图象处理得到的孔隙度值变化较大而不很稳定,但微孔隙基本得到了反映。5种孔隙度数值从大到小依次是:绝对孔隙度(物理实验法)>开孔隙度(氦孔隙仪)>SEM孔隙度>有效孔隙度(压汞仪)>薄片孔隙度。总体看它们之间差值较明显。     

生态防护在高速公路护坡中的应用研究

在系统总结国内外常用护坡方法的基础上,提出了要将工程护坡和植被护坡相结合的思想。文章介绍了一种新的特别适用于膨胀土边坡的生态防护方法锚杆框架梁护坡,并对这种防护的护坡原理、力学机制、施工工艺等做了较为详细的阐述。