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节理岩体各向异性等效弹性参数研究

岩土力学 2013年第3期34卷 696-702页

作者：狄圣杰徐卫亚单治钢中水顾问集团华东勘测设计研究院杭州310014 浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心杭州310058 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098

采用复合材料力学分析方法,针对规则节理岩体考虑坐标转换及刚度系数,建立各向异性等效弹性参数的解析公式。通过算例证明了解析公式的可行性,同时对规则节理岩体等效参数规律性进行了研究,分析在不同的节理刚度比值下等效弹性参数的变... 详细信息

采用复合材料力学分析方法,针对规则节理岩体考虑坐标转换及刚度系数,建立各向异性等效弹性参数的解析公式。通过算例证明了解析公式的可行性,同时对规则节理岩体等效参数规律性进行了研究,分析在不同的节理刚度比值下等效弹性参数的变化规律。结合白鹤滩坝址区柱状节理岩体特征,探讨了其等效弹性参数取值和各向异性特征。研究表明:所采用方法在刚度取值相等时岩体可退化为各向同性介质,且该方法计算结果与实测结果较为吻合;同时发现柱体偏转对等效弹性参数的影响较大,偏转后水平向和铅直向弹性模量分别降低约54%和17%,根据曲线规律性,偏转角度越大,降低程度越高,等效弹性参数的曲线变化反映了其具有明显的各向异性特征。

关键词：节理岩体本构关系各向异性等效弹性参数

滑坡堵江成坝的形成演进机制及危险性预测方法研究进展

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岩石力学与工程学报 2023年第S01期42卷 3192-3205页

作者：吴昊年廷凯单治钢中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014 大连理工大学土木工程学院辽宁大连116024

近年来,频发的地震活动和极端天气诱发了大量滑坡堵江,严重威胁所在流域人民生命财产和基础设施安全,而目前对滑坡堵江成坝的形成演进机制认识仍不够全面,值得进一步深化研究。梳理21世纪以来典型的滑坡堵江案例,分析其中危险性较大的... 详细信息

近年来,频发的地震活动和极端天气诱发了大量滑坡堵江,严重威胁所在流域人民生命财产和基础设施安全,而目前对滑坡堵江成坝的形成演进机制认识仍不够全面,值得进一步深化研究。梳理21世纪以来典型的滑坡堵江案例,分析其中危险性较大的堰塞坝形成的一般过程和主要特征;针对大型的岩体滑坡堵江,分别从理论分析、物理模型试验和数值模拟方法3个方面揭示其成坝的必要条件和堵江过程的流固耦合细观机制;提出滑坡堵江危险性预测的3阶段:即堵江状态预测、堰塞坝稳定性预测和溃坝危险性预测等。通过全面梳理堵江危险性预测3阶段研究成果发现,堵江状态预测参数和标准选取尚没有统一形式,堰塞坝稳定性评价尚未考虑坝体材料和结构等特征,溃坝危险性预测的数学模型物理机制仍有待进一步揭示。基于当前研究存在的局限性,凝炼滑坡堵江研究未来应重点关注的4个问题:(1)考虑碎裂化过程的崩滑体堵江堆积结构及成坝预测模型;(2)滑坡堵江成坝演进过程的物理和数值模拟方法;(3)基于滑坡物源状态的堵江危险性评价方法与风险评估;(4)堰塞坝临灾预警因子及监测预警关键技术。研究成果为高山峡谷地区滑坡堵江灾害链预测、堰塞坝应急抢险地质处置及区域防灾减灾规划提供有益参考。

关键词：边坡工程滑坡堰塞坝堵江机制危险性评价监测预警

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富水区深埋长隧洞工程中的主要水问题及对策

岩石力学与工程学报 2004年第11期23卷 1924-1929页

作者：任旭华陈祥荣单治钢河海大学水利水电工程学院南京210098 国家电力公司华东勘测设计研究院杭州310014

富水区深埋隧洞的地下水问题对隧洞修建的可行性及施工具有重大影响。简要地分析了高水位富水区隧洞建设中的主要水问题,结合锦屏二级水电站深埋长隧洞工程,对高水位富水区深埋隧洞工程中的主要水问题进行了较为系统的分析,以及关于水... 详细信息

富水区深埋隧洞的地下水问题对隧洞修建的可行性及施工具有重大影响。简要地分析了高水位富水区隧洞建设中的主要水问题,结合锦屏二级水电站深埋长隧洞工程,对高水位富水区深埋隧洞工程中的主要水问题进行了较为系统的分析,以及关于水问题对隧洞建设的影响作出了初步评价。提出了锦屏工程深埋引水隧洞采用“以堵为主,堵排结合”的治水思路,通过对围岩高压固结灌浆、封堵地下水等措施,并利用灌浆圈围岩和隧洞衬砌支护的联合承载功能,确保围岩和衬砌支护结构的稳定、安全,使涌水量也得到有效控制。

关键词：深埋长隧洞富水区水问题对策

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节理玄武岩强度特性三维离散元压缩模拟试验

中南大学学报（自然科学版） 2013年第7期44卷 2903-2909页

作者：狄圣杰单治钢宋庆滔中国水电顾问集团华东勘测设计研究院浙江杭州310014 浙江大学城市与滨海岩土工程研究中心浙江杭州310058

基于节理玄武岩几何结构特征和岩体强度REV尺度,利用三维离散元建立不同节理倾角下的数值模型试件,进行三轴压缩模拟试验分析。对柱状节理岩体在不同围压、不同节理倾角、不同参数比值下的强度变化规律性进行探讨,研究其各向异性比,获... 详细信息

基于节理玄武岩几何结构特征和岩体强度REV尺度,利用三维离散元建立不同节理倾角下的数值模型试件,进行三轴压缩模拟试验分析。对柱状节理岩体在不同围压、不同节理倾角、不同参数比值下的强度变化规律性进行探讨,研究其各向异性比,获取并分析了柱状节理岩体在不同倾角下的等效力学参数。研究结果表明:节理玄武岩强度曲线在不同节理倾角和围压下近似呈U型分布;各向异性程度随围压升高以指数函数形式降低,以坝基原位岩体水平应力15 MPa估算,坝基处玄武岩体属于中等各向异性水平;在节理倾角75°时,对应的等效摩擦角为44.4°,等效黏聚力为1.15 MPa,参数计算值在原位测试值范围内。

关键词：节理玄武岩三维离散元数值试验各向异性强度参数

基于饱和指数模型的坝基帷幕体防渗效果及耐久性研究

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岩土力学 2013年第1期34卷 221-226页

作者：彭鹏单治钢王永明贾海波董育烦中国水电顾问集团华东勘测设计研究院杭州310014 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

帷幕体的修建是为了对坝基进行加固和防渗,但在蓄水条件下,坝基帷幕体遭受长期的高压渗流、溶蚀等作用,坝基帷幕防渗作用衰减以致失效,从而引起坝基渗流量增加和扬压力增高。依据地球化学热力学的基本理论,通过分析坝基地下水微观动态,... 详细信息

帷幕体的修建是为了对坝基进行加固和防渗,但在蓄水条件下,坝基帷幕体遭受长期的高压渗流、溶蚀等作用,坝基帷幕防渗作用衰减以致失效,从而引起坝基渗流量增加和扬压力增高。依据地球化学热力学的基本理论,通过分析坝基地下水微观动态,定量化解析幕后地下水溶液与某种矿物之间的反应状态,采用了基于化学热力学模型的FORTRAN程序,从一个侧面来反映坝基帷幕体防渗效果及其耐久性。结合某工程实例,建立2001-2010年的时间序列模型,计算出的方解石饱和指数由2.03变为0.26,揭示出某坝10坝段处坝基帷幕体的防渗性能及其耐久性发生了衰减,且具有阶段性变化的特点,2001-2004年间与2006-2008年间坝基地下水的微观动态处于相对稳定的时期(缓变);2005年间与2009-2010年间处于突变时期(陡变)。揭示出该坝段坝基帷幕体的防渗性能出现了局部的衰减,其结果与地下水宏观动态反映出的规律较一致,证明该方法在一个侧面能够反映出帷幕体的防渗性能和耐久性的变化特征。

关键词：化学热力学坝基帷幕体防渗效果耐久性

锦屏二级水电站隧洞群施工期地下水运移、影响及控制研究

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岩石力学与工程学报 2009年第A01期28卷 2891-2897页

作者：任旭华束加庆单治钢刘勇河海大学水利水电工程学院江苏南京210098 中国水电工程顾问集团华东勘测设计研究院浙江杭州310014

富水区修建深埋长隧洞必然会破坏原有地下水系的平衡,进而对施工和周边水文地质环境产生不利影响。隧洞群开挖过程中,地下水的运移、影响及隧洞涌水量等研究是一个受多种因素影响的复杂的三维问题,依托锦屏二级水电站引水隧洞群工程,研... 详细信息

富水区修建深埋长隧洞必然会破坏原有地下水系的平衡,进而对施工和周边水文地质环境产生不利影响。隧洞群开挖过程中,地下水的运移、影响及隧洞涌水量等研究是一个受多种因素影响的复杂的三维问题,依托锦屏二级水电站引水隧洞群工程,研究隧洞施工过程中山体内部地下水的运移情况,将目前进度下的分析结果和实际监测到的结果进行对比,验证了分析方法和结果的可靠性,在此基础上预测隧洞群贯通后地下水的分布状态,并分析其对工程区内的两大泉(磨房沟和老庄子泉)及当地居民生活用水的影响,进而研究并提出锦屏隧洞施工涌水的控制措施和控制标准,为设计、施工提供参考依据。

关键词：水文地质地下水运移涌水控制数值模拟地质预报

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岩爆预测的概率模型

岩石力学与工程学报 2004年第18期23卷 3098-3101页

作者：梁志勇刘汉超石豫川单治钢辽宁省交通堪测设计院沈阳110000 成都理工大学环境与土木工程学院成都610059 华东勘测设计研究院杭州310014

基于岩石单轴抗压破坏特征和强度概率分布规律,首次引入岩爆烈度是岩石概率破坏表现的观点,建立岩爆烈度与岩石单轴压缩强度概率密度函数的对应关系,进而确定不同应力强度比条件下各级岩爆烈度发生概率的计算式。该预测模型能够反映洞... 详细信息

基于岩石单轴抗压破坏特征和强度概率分布规律,首次引入岩爆烈度是岩石概率破坏表现的观点,建立岩爆烈度与岩石单轴压缩强度概率密度函数的对应关系,进而确定不同应力强度比条件下各级岩爆烈度发生概率的计算式。该预测模型能够反映洞室岩爆发生的基本规律,并可以预测不同应力条件下的各级岩爆的发生概率。工程实例分析表明该预测模型是有效的。

关键词：岩石力学岩爆预测概率模型单轴压缩强度概率密度函数

基于三维节理网络模拟的坝基岩体结构分类研究

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岩土力学 2018年第1期39卷 287-296页

作者：倪卫达单治钢刘晓中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014 中国科学院地质与地球物理研究研究所北京100029 中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心湖北武汉430074

以金沙江白鹤滩水电站左岸坝基岩体为研究对象,开展了基于三维节理网络模拟的坝基岩体结构分类研究。根据节理的分组分布和密度分布进行统计均质区分段,以分段为单位建立基于统计学和概率论的三维节理网络模型。在三维节理网络模型的模... 详细信息

以金沙江白鹤滩水电站左岸坝基岩体为研究对象,开展了基于三维节理网络模拟的坝基岩体结构分类研究。根据节理的分组分布和密度分布进行统计均质区分段,以分段为单位建立基于统计学和概率论的三维节理网络模型。在三维节理网络模型的模型正面、模型侧面和模型顶面上分别沿形心等角度布置模拟测线,将3个正交平面上54条模拟测线的RBI均值定义为三维等效岩体块度指数RBI3D,以RBI3D作为评价指标开展坝基岩体结构分类。结果表明:左岸第10梯段坝基岩体的完整性相对较好,其中整体块状占53.3%,块状占26.7%,次块状占20.0%,分析结果与实际地质情况相符。该方法充分考虑了节理分布的空间各向异性,并采用单一定量指标作为岩体结构的分类依据,兼顾了科学合理性和工程实用性。

关键词：岩体力学坝基岩体网络模拟块度指数岩体结构

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某多期次巨型滑坡危害程度预测评价

成都理工大学学报（自然科学版） 2004年第3期31卷 226-232页

作者：石豫川冯文凯单治钢成都理工大学环境与土木工程学院成都610059 国家电力公司华东勘测设计研究院

在对西南某水电站库区一多期次巨型滑坡的工程环境条件、物质组成、自身结构及变形破坏特征等方面认真调查和研究的基础上,选择代表性剖面,分5种不同组合,利用SlopeCAD和VV2001两种计算分析程序,对滑坡整体及分期次稳定性进行了定量分... 详细信息

在对西南某水电站库区一多期次巨型滑坡的工程环境条件、物质组成、自身结构及变形破坏特征等方面认真调查和研究的基础上,选择代表性剖面,分5种不同组合,利用SlopeCAD和VV2001两种计算分析程序,对滑坡整体及分期次稳定性进行了定量分析。在此基础上,采用能量法、潘家铮法、以及美国土木工程学会建议的方法,对局部失稳滑坡体可能产生的滑动速度及引起的涌浪高度进行了定量预测和分析,并据此对其可能给大坝及人民生命财产安全等多个方面带来的危害程度进行了评价。

关键词：多期次巨型滑坡稳定性滑动速度涌浪高度危害程度预测评价