节理岩体锚杆的综合变形分析

在总结国内外对节理岩体中锚杆加固机制的试验研究和理论探讨基础上,综合考虑锚杆的切向和轴向变形能力,建立节理锚固锚杆在剪切荷载作用下的变形模型,将节理锚固锚杆的变形区划分为弹性变形段和挤压破坏段,引入表征挤压破坏段长度的变量,对锚杆与岩体的相互作用机制进行理论分析,推导了剪切荷载与剪切位移和轴向荷载与轴向位移的关系。通过分析锚杆的屈服破坏形式,得到了确定挤压破坏段长度的方法。最后,通过算例分析了挤压破坏段长度与锚杆直径、岩体强度、锚固角度等参数的关系,得到了以下结论：（1）节理锚固锚杆抗剪作用的实质是锚杆调动岩体的抗压强度抵抗节理切向荷载。在抗压强度较高的硬岩中,挤压破坏段局限于节理面附近,锚杆影响范围小;而在抗压强度较低的软岩中,挤压破坏段较大,而且会产生较大的剪切变形,锚杆影响范围较大。（2）锚杆屈服破坏形式与岩质和锚杆直径有关。硬质岩体发生剪切屈服,而较软岩体中容易发生弯曲屈服;小直径锚杆一般直接剪切屈服,而大直径锚杆可能发生弯曲屈服。锚杆屈服破坏后出现塑性铰,挤压破坏段范围在节理一侧约为直径的1～2倍,继续增加剪切荷载,挤压破坏段长度不再增大。（3）随岩质的不同,锚杆锚固节理的最优锚固角变化较大。岩质较硬时,最优锚固角度较小,反之则较大。     

中蒙边界中生代推覆-伸展递进转换及地壳尺度的切向剪切

中蒙边界一带发育中生代大型推覆和伸展构造。亚干伸展变质核杂岩从开始形成到最终(早白垩世)成型是一个长期递进发育过程,早期深层次透入性韧性伸展剪切主要发生于170～135Ma,有迹象显示在228～170Ma已经开始。这与中生代推覆事件在时代上重合,且运动指向相同,即上盘均向南东,显示推覆与伸展同时、同向的递进转换。提出地壳尺度切向剪切构造模式:在上地壳近水平简单剪切和水平挤压叠加构成一般剪切而形成推覆;而在中下地壳近水平简单剪切和上下挤压(重力作用)叠加构成一般剪切而发育同向伸展拆离剪切带(C'),随着上地壳的增厚和下地壳的减薄,该伸展剪切带向上扩展形成变质核杂岩。     

黔东南地区构造特征

黔东南地区构造复杂，发育有多期次，不同组合类型的构造形迹，通过构造解析划分出了顺层韧性剪切带，阿尔卑斯式褶皱，侏罗山式褶皱，过渡性剪切带，逆冲推覆构造及地垒－地式构造等组合类型，它们分别产出于造山前期伸展背景，造山带，造山带前陆和造山后地壳隆升背景，反映了该区不同时期构造类型及构造演化特征。     

内蒙古哈达门沟金矿构造演化及成矿控矿构造特征

哈达门沟金矿是内蒙古迄今最大的金矿床,具有超大型金矿床规模。金的成矿作用对岩性没有明确的选择性,而主要是受褶皱断裂构造的控制。成矿流体主要来自深源,在有利的构造扩容带中聚积成矿。研究表明,该区的构造变形从早到晚,力学性质往往从塑性到脆性,构造规模从小到大,构造类型则是褶皱与剪切带同时形成,或相间发育。该区主要经历了4个期次的强烈褶皱剪切作用,并形成了主要的成矿控矿构造。第一期构造变形时岩石的流变性较强,褶皱幅度较小,一般多表现为小规模的塑性流变褶皱,并产生了小规模韧性剪切带;第二期(主期)褶皱以乌拉山主峰为主的东西向区域规模的复式背、向斜(形),并在主期褶皱的倒转翼发育了一系列与褶皱同向延伸的脆韧性剪切带,它们构成了区域性构造薄弱带;第三期为横跨叠加褶皱,使近东西向褶皱发生了南北向蛇形弯曲,伴随该期褶皱作用形成了低绿片岩相韧脆性剪切带,为深源成矿流体的贯入与集聚成矿提供了很好的赋存空间,是主要的成矿控矿构造;第四期构造变形则以区域性隆升作用为主,使早期褶皱发生横弯褶皱的同时,还将深部形成的金矿体抬升至浅部。文中在成矿控矿构造研究的基础上,探讨了矿床成矿规律,提出了找矿远景。     

节理分布位置对岩体剪切破裂特征影响试验研究

节理分布位置影响岩体综合抗剪强度,并控制“锁固段”型岩质边坡启动和破裂演化。通过模型试件剪切试验,分析了节理分布位置对岩体综合抗剪强度和破裂特征的影响程度。试件模型以水泥砂浆为材料,在剪切面不同位置预制封闭节理,使其成为四周密封、内部节理贯通的模型。在不同法向应力下进行剪切试验,测定综合抗剪强度变化规律和剪切破裂特征。试验结果表明:试样破裂面可分为翼部拉张区、翼部压剪区、端部拉张区三部分,各区面积所占比例随节理位置变化而波动。剪切强度参数也随节理位置变化而规律性波动,且法向应力越大,变化幅度越大。     

基于脆剪分析的岩体非线性强度特性在统一强度理论中的实现

针对统一强度理论（UST）拟合非线性强度的局限和岩土材料强度特点,提出拟合岩土非线性强度特征的脆性剪切分析方法,建立了过渡式双线性强度分解公式。以脆断、剪切双重破坏机制,解释Hoek-Brown准则的非线性特征机制,并推导出体现岩石、岩体类材料非线性强度特征的脆剪强度公式。Mine-by隧道和北山花岗岩强度数据分析显示,在岩体折减强度、试验数据直接拟合实例分析中,脆剪强度与Hoek-Brown强度相关性系数均在0.98以上,在该基础上建立岩体非线性强度脆剪分析的双线性过渡式,并提出对应的统一强度理论形式,实现统一强度理论在拟合岩土非线性强度准则中的扩展。     

采用环剪仪对超固结黏土抗剪强度特性的研究

利用大型高速环剪仪,对不同超固结比、法向应力和剪切速率下的超固结饱和黏土的峰值强度和残余强度特性进行了研究,并对循环荷载作用前后残余强度的变化进行了初步探讨。试验结果表明,（1）超固结比对超固结黏土的峰值强度和残余强度有着明显的影响;（2）在剪切速率相同的条件下,土体达到残余强度时的位移取决于现存的应力状态,而与应力历史无关;（3）剪切速率越大,峰值强度随之增大,达到稳定残余强度时的剪切位移也随之增加,但剪切速率的变化对残余强度值几乎没有影响;（4）在循环荷载作用下残余强度不同程度的降低,最大降低幅度达12.2 %;当土体剪切面为不规则剪切带时,施加循环荷载后出现残余强度上升的现象。     

八卦庙金矿控矿构造研究

陕西风县八卦庙金矿是近期探明的特大型金矿。经研究发现它的成因与脆韧性剪切和岩浆热液蚀变有关。在八卦庙矿区至二里河铅锌矿一带发育了一条脆韧性剪切带，它控制了金矿体在走向（NWW－SEE）上的分布。金矿主要产在剪切带的脆韧性剪切条带和后期脆性剪切形成的碎裂告内；NE向在行小型断裂及其NE向节理控制了后期岩浆热液蚀变形成的矿脉的分布。在北矿带这些矿脉叠加在脆韧性剪切形成的NWW向展布的金矿体之上，形成富矿带。