碎裂岩石路堑边坡稳定性评价与安全防护设计

以湖北省209省道宣恩段东门关隧道进口段的典型碎裂结构路堑岩质边坡为例,针对该边坡工程地质、水文地质、岩体结构特征以及前期变形破坏迹象,判断出边坡的变形破坏模式。在此基础上,通过现行规范推荐的不平衡推力法,对边坡的稳定性进行评价,并进行了安全防护设计。在设计过程中,针对常规技术容易出现的冒顶剪出、桩间土挤出和锚索预应力损失衰减等问题,提出避开使用此类技术,而采用削坡、锚杆、格构以及挡墙等措施,试图为解决碎裂结构岩石路堑边坡的分析与防护难题提出一种新的思路。     

多孔介质中天然气水合物稳定性的实验研究进展

勘探表明天然气水合物多产出于细碎屑沉积物中,其分布和赋存形式受温度、压力、水化学条件等多种物理化学因素的影响。前人的实验研究表明不同孔径尺度中的甲烷水合物稳定性有别于块状、层状水合物,同时孔隙表面的润湿性也是影响因素之一。在综合分析前人研究成果的基础上,系统阐述了孔隙的孔径、孔隙内表面润湿性对所含天然气水合物稳定性的影响规律,总结了可能的内在机理;并指出了当前应当尽快建立包括空间效应、温度、压力和组分等因素的综合天然气水合物相图,查明含天然气水合物沉积物的孔隙结构和表界面特征,建立天然气水合物的稳定性模型,将有助于精确预测天然气水合物的分布和规模,对于水合物开发和甲烷存储技术的研发也有着重要的意义。     

降水与滑坡稳定性临界值试验研究

针对暴雨型滑坡灾害预报预警服务的需要,以江西为研究区域,建立了8个滑坡灾害监测点.通过监测试验,较系统地研究了大气降水对地下水位、孔隙水压力、滑坡土体应力及滑坡稳定性的影响;进行了大气降水、地下水位和滑坡稳定性的模拟,初步确定了江西省8个代表点促使滑坡复活的临界降水量指标,初步划分出江西省滑坡灾害预警降水量临界值.     

粉煤灰改性膨胀土水稳定性试验研究

针对典型中膨胀土及其粉煤灰改性土,进行了击实特性试验,并且在最优含水率、不同压实度状态下,进行了饱水后干密度、压实度变化特征试验,以及不同吸水时间、不同干湿循环次数下的无侧限抗压强度、压缩模量变化规律试验,以此探讨中膨胀土、粉煤灰改性膨胀土的水稳定性特征。试验结果表明：粉煤灰改性土可击实含水率范围较之未改性土宽,这给粉煤灰改性土路堤的施工带来了很大的方便。饱水之后,改性土的干密度和压实度比素土变化小,饱水能力不大,强度变化较小。改性土经过不同吸水时间和干湿循环次数之后,其强度最初发生急剧衰减,但最终趋于稳定。其衰减程度较之未改性土来说,有较大改善,水稳定性良好。     

基于三维非线性有限元的边坡稳定分析方法

刚体极限平衡法不能反映岩体中实际的应力分布,而基于有限元的强度折减系数法在判断收敛性方面存在一些问题。为了解决这些问题,采用多重网格法,分别建立用于有限元计算的结构网格和用于计算滑面稳定安全系数的滑面网格,可以方便地获得任意滑面或滑块的稳定安全系数,从而将非线性有限元和极限平衡分析结合起来。为了提高计算规模和计算精度,采用有限元并行计算程序TFINE.Pfem进行计算,分析了网格密度对计算结果精度的影响,并应用于锦屏高边坡的稳定分析中。与刚体极限平衡法结果的对比分析表明,由于考虑了计算过程中的非线性应力调整,该方法的计算结果比刚体极限平衡法偏大,而且更符合实际情况。     

露天地下开采隔离层稳定性研究

露天地下开采隔离层稳定性分析是矿山中经常遇到的问题。以大宝山矿露天地下开采的工程实例,采用数值分析方法,对隔离层稳定性进行分析计算,发现空区顶板的拉应力是关系隔离层稳定性的关键因素。通过对隔离层的安全厚度数值计算,与5种理论计算方法结果进行了比较,综合求和归一法数据处理和多项式数值逼近得到了不同空区跨度与隔离层安全厚度关系。结果为露天地下开采隔离层稳定性分析的方法进行了验证和补充,也为矿山设计隔离层厚度提供了参考,对指导露天地下开采安全生产施工具有重要意义。     

弹性地基条件下狭窄煤柱岩爆的突变理论分析

将未采煤层视为弹性地基条件下,运用maple9.5符号运算软件解得岩梁的挠曲线方程。根据能量守恒原理得到的功、能增量平衡关系式,求得岩梁–煤柱系统作准静态形变时的平衡方程--折迭突变模型平衡方程;用折迭突变总势能函数所作的稳定性判别表明,岩爆前兆阶段岩梁–煤柱系统处于不稳定平衡状态;煤柱岩爆的条件是Cook刚度准则,该准则可以动态地用煤柱形变增大时所需外界的能量输入率趋于0来表示;计算了煤柱岩爆地震能释放量,阐明煤柱岩爆机制是由于岩梁弹性能释放量超过峰后软化煤柱形变所耗的能量。通过岩梁弹性势能变化率曲线和煤柱耗能曲线,以几何形式描述了所得研究结果。计算表明,未开采煤层刚度变化对岩梁的等效刚度影响微弱。工作面开挖和采空区增大,将显著减小岩梁刚度Ke,对煤柱岩爆有重要影响。     

青藏高原多年冻土区碎石护坡降温作用及效果分析

基于青藏高原北麓河多年冻土区碎石护坡路基与普通路基温度监测资料分析,结果表明:碎石层的铺设具有减小坡面年平均温度及坡面温度年较差的作用;与普通路基相比,碎石护坡在暖季主要起到隔热作用,但在冷季主要存在不利于路基散热的弊病.从路基人为冻土上限抬升状况、温度降低程度和路基变形量的差异来看,碎石护坡路基较普通路基有利于冻土路基的热稳定性.但碎石护坡调节路基内部温度场是一个长期过程,即坡面温度对多年冻土温度的影响具有滞后性,若作为青藏铁路多年冻土区补强措施使用时应慎重.     

铁路穿越盐矿采空区岩体稳定性有限元分析

沪汉蓉铁路通道下辛店镇至云梦间分别有3个主要线路预选方案,其中小取直方案和既有线改建方案的部分地段将位于大规模的盐溶空腔之上或近处的地表,盐溶空腔的时空效应有可能对线路其下地质体的稳定性产生不利的影响。为了正确地选择线路方案,应对所涉及的盐溶空腔区域的力学动态进行定量的研究。为此,笔者就小取直方案穿行的B52矿区、沿既有线改建方案穿行的B63矿区的典型剖面,对相应的岩体稳定性进行了二维及三维弹塑性有限元计算,得出了地层中的位移分布及塑性区,重点分析了盐溶空腔顶部地表及路堤的下沉,最后以铁道线路路堤的允许下沉值为控制指标,给出了可供决策的结论。     

基于分项系数法的重力坝深层抗滑稳定分析

针对基于有限元法的重力坝深层抗滑稳定分析问题,根据工程实际中软弱结构面上的抗剪断摩擦系数和凝聚力变异性不同的特点,在计算中引入滑动面上抗剪断强度参数的分项系数,提出了一种新的应用于重力坝抗滑稳定的有限元计算方法--分项系数有限元法。该方法基于可靠度思想,以达到用极限承载状态时的强度储备系数或超载系数来表征大坝安全度。在已有研究成果的基础上,从坝基渐进破坏过程和破坏机理的角度进一步探讨了非线性有限元法应用于深层抗滑分析应注意的几个关键问题,以及基于分项系数法的深层抗滑稳定分析的安全系数控制标准。研究结果表明,滑动面上的应力分布性态和坝基岩体变形特性对抗滑稳定安全系数有重要影响。与常规刚体极限平衡方法的控制标准相比,分项系数有限元方法可以采用偏低一点的安全系数标准。