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花山岩画岩体开裂机理统计分析

文物保护与考古科学 2016年第2期28卷 24-31页

作者：赵莽方云程邦王凯中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

岩体开裂是危害花山岩画最严重的病害,会对岩画造成毁灭性的破坏。为制定有效的灌浆加固措施,在对岩体开裂成因及影响因素分析和现场调查的基础上,做了统计分析。结果表明:1)岩画区共有418处开裂病害,开裂岩体以风化开裂体为主,占69%,... 详细信息

岩体开裂是危害花山岩画最严重的病害,会对岩画造成毁灭性的破坏。为制定有效的灌浆加固措施,在对岩体开裂成因及影响因素分析和现场调查的基础上,做了统计分析。结果表明:1)岩画区共有418处开裂病害,开裂岩体以风化开裂体为主,占69%,且构造开裂体的厚度大于风化开裂体;2)构造开裂体的钙质、钙质与泥质共同充填比例为78%,高于风化开裂体的52%;3)构造裂隙和风化裂隙的张开度均以小于6mm为主,可知当张开度大于6mm时,开裂体将发生剥离掉块;4)风化开裂体的危险性I级、Ⅱ级所占的比例为57%和22%,小于构造开裂体的64%和27%,但风化开裂体多发育于岩画存在部位,易出现开裂和掉块,破坏更大;5)构造开裂体的厚度较大、裂隙连通性好、危险等级高,而风化开裂体厚度较薄、裂隙贯通性差、危险等级较高。本研究结果可为开裂岩画岩体灌浆加固及后期修复提供理论依据。

关键词：花山岩画岩体开裂风化开裂体构造开裂体张开度

深部岩体爆破爆炸地震波辐射模式与能量特性数值模拟研究

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Journal of Central South University 2022年第2期29卷 645-662页

作者：杨建华吴泽南孙文彬姚池王秋慧 School of Civil Engineering and Architecture Nanchang UniversityNanchang 330031China Power China Jiangxi Electric Power Engineering Co. Ltd.Nanchang 330096China

对于深部岩体爆破,普遍认为地应力的存在将改变爆生裂纹的传播过程并最终影响岩体爆破开裂区的分布,但对于地应力作用下岩体爆破开裂区形态改变对爆炸地震波辐射模式的影响,目前还鲜有研究报道。本文采用SPH-FEM耦合数值模拟方法,研究... 详细信息

对于深部岩体爆破,普遍认为地应力的存在将改变爆生裂纹的传播过程并最终影响岩体爆破开裂区的分布,但对于地应力作用下岩体爆破开裂区形态改变对爆炸地震波辐射模式的影响,目前还鲜有研究报道。本文采用SPH-FEM耦合数值模拟方法,研究了地应力对岩体爆破开裂及爆炸地震波辐射模式和能量特性的影响。结果表明,在地应力作用下岩体爆破开裂区形态改变对爆炸地震波能量及组成成分具有显著的影响;随着地应力水平的提高,岩体爆破开裂区范围缩小,更多的爆炸能转化为地震波能量,地应力作用下爆破开裂区(即爆炸地震波产生区)范围缩小导致地震波的频率升高;在非静水地应力条件下,沿最小主应力方向传播的爆生裂纹更易受到地应力的抑制,因此沿该方向传播的地震波的能量密度更高;在非静水地应力条件下各向异性的岩体爆破开裂模式导致岩体应变能非对称地快速释放,从而在岩体中诱发剪切波。

关键词：爆破地应力地震波岩体开裂 SPH-FEM

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磷矿开挖对将军崖岩画区岩体开裂的影响分析

河南科学 2021年第10期39卷 1624-1631页

作者：李伟理继红何伟李明常学文江苏省地质调查研究院南京210018 河海大学地球科学与工程学院南京211100

受锦屏磷矿开采的影响,磷矿东北侧的将军崖岩画区岩体出现严重开裂现象.为研究磷矿开采过程对将军崖岩画区岩体开裂的影响,以锦屏西山磷矿层及将军崖岩画区的地质体为研究区域,通过离散元软件3DEC建立了研究区的数值模型,并对磷矿开挖... 详细信息

受锦屏磷矿开采的影响,磷矿东北侧的将军崖岩画区岩体出现严重开裂现象.为研究磷矿开采过程对将军崖岩画区岩体开裂的影响,以锦屏西山磷矿层及将军崖岩画区的地质体为研究区域,通过离散元软件3DEC建立了研究区的数值模型,并对磷矿开挖过程中研究区岩体的变形与破坏过程进行了模拟.结果表明:磷矿开采过程中,拉应力区首先出现在采空区顶板边界处,随着采空区深度的增加,拉应力区逐渐向采空区顶板后方延伸拓展,且穿过岩画区后继续向后方扩展,同时在顶板坡脚处的岩体因受到剪切作用出现塑性变形.随着采空区深度的增加,后缘拉张破坏面向深处发展,顶板坡脚剪切破坏面则逐渐向上发展,最终导致将军崖岩画区岩体出现开裂.此外,使用离散元软件3DEC模拟了岩石蠕变作用下20年后将军崖岩画区岩体的开裂情况.结果显示,20年后将军崖岩画区岩体的各监测点位移和东西边界位移差均呈增大趋势,说明20年后将军崖岩画区岩体的开裂速度将会加快.

关键词：磷矿开挖岩体开裂倾倒变形数值模拟

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大尺度边坡岩体开裂解体破坏规律试验研究

矿业科学学报 2016年第3期1卷 222-227页

作者：陶志刚庞仕辉张博朱亚龙深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

边坡岩体失稳破坏要经历开裂、贯通、解体、滑移全过程,捕捉每个环节表层变形和深部滑面力学变化规律及特征,是探索滑坡监测预警准则的关键。本文采用恒阻大变形锚索(NPR)深部滑动力自动监测系统和地表位移监测系统,在南芬露天铁矿采场... 详细信息

边坡岩体失稳破坏要经历开裂、贯通、解体、滑移全过程,捕捉每个环节表层变形和深部滑面力学变化规律及特征,是探索滑坡监测预警准则的关键。本文采用恒阻大变形锚索(NPR)深部滑动力自动监测系统和地表位移监测系统,在南芬露天铁矿采场下盘开展了人工开挖诱发滑坡的现场试验,目的是探索滑坡发生前后,边坡岩体开裂解体破坏和深部滑动力的变化规律和时间效应。试验结果显示:在人工开挖扰动作用下,边坡岩体表层出现裂缝的时间要滞后于深部滑动力突变时间,即当滑动力突降4 h后,边坡表层岩体初始开裂6 mm(长200 cm);当滑动力突降96 h后,表层岩体裂缝宽度达到74 mm(长1 306 cm);当滑动力突降168 h后,边坡完全崩解滑移。证明该类型边坡从深部力学失衡到表层解体破坏,至少需要7 d时间。这一成果为该地区滑动力监测预警准则建立提供科学依据。

关键词：滑坡监测人工诱发滑坡岩体开裂滑动力监测

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光面爆破岩体损伤和开裂面形态分析

解放军理工大学学报（自然科学版） 2002年第4期3卷 66-69页

作者：陈士海薛华培吕国仁解放军理工大学工程兵工程学院江苏南京210007 山东省交通厅山东济南250000

利用断裂与损伤力学理论 ,讨论了炮孔围岩中的应力场、损伤场和主裂纹开裂长度与炮孔内爆生气体膨胀压力的关系 ,从而可根据对围岩稳定性的要求和尽可能增大炮孔间距 ,提高施工速度 ,降低生产成本的原则来设计、优化爆破参数、装药结构... 详细信息

利用断裂与损伤力学理论 ,讨论了炮孔围岩中的应力场、损伤场和主裂纹开裂长度与炮孔内爆生气体膨胀压力的关系 ,从而可根据对围岩稳定性的要求和尽可能增大炮孔间距 ,提高施工速度 ,降低生产成本的原则来设计、优化爆破参数、装药结构和选择合适的炸药。

关键词：岩体损伤形态分析断裂力学损伤力学光面爆破岩体开裂围岩稳定性应力场损伤场

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乌东德地下厂房岩体深部加固及施工程序研究

人民长江 2017年第18期48卷 67-72页

作者：张存慧顾功开刘科杜申伟裴启涛长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010 中国三峡建设管理有限公司北京100038 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

乌东德水电站右岸地下厂房洞室群赋存于前震旦系褶皱基底,为陡倾下游的层状浅变质岩。主厂房第Ⅵ层大桩号段开挖时,单次长度达35.0 m,由于上游边墙处的施工支洞顶部岩体挖除、侧向约束解除、边墙高度突增,导致主厂房上游边墙岩体深部出... 详细信息

乌东德水电站右岸地下厂房洞室群赋存于前震旦系褶皱基底,为陡倾下游的层状浅变质岩。主厂房第Ⅵ层大桩号段开挖时,单次长度达35.0 m,由于上游边墙处的施工支洞顶部岩体挖除、侧向约束解除、边墙高度突增,导致主厂房上游边墙岩体深部出现较大范围的沿层面开裂及滑移、围岩变形及锚索受力陡增,危及到主厂房施工及运行期安全。为此,采用三维离散元法对岩体开裂部位加固及第Ⅵ层后续开挖区段长度进行了对比研究,并提出了"锚索+接缝灌浆"的处理方案及"小区段、间隔开挖+及时支护"的施工程序。目前,右岸地下厂房已全部开挖完成,各部位监测项目均已收敛,监测成果验证了加固方案及开挖程序的合理性。相关思路可为后续同类工程的建设提供参考。

关键词：地下厂房岩体开裂加固方案施工程序乌东德水电站

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不同开挖方式下即时型和时滞型岩爆的孕育特征比较

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岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 3715-3723页

作者：范勇卢文波王义昌严鹏陈明武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072

针对深埋圆形隧洞,计算2种不同开挖方式下围岩的开裂范围及裂纹扩展长度,分析围岩开裂过程中的能量耗散规律,并采用可释放弹性应变能指标,判定岩爆发生的等级和位置。研究结果表明:与隧道掘进机开挖引起的准静态卸荷相比,钻爆法开挖诱... 详细信息

针对深埋圆形隧洞,计算2种不同开挖方式下围岩的开裂范围及裂纹扩展长度,分析围岩开裂过程中的能量耗散规律,并采用可释放弹性应变能指标,判定岩爆发生的等级和位置。研究结果表明:与隧道掘进机开挖引起的准静态卸荷相比,钻爆法开挖诱发的瞬态卸荷加剧了围岩开裂效应,导致开裂过程中能量耗散值增大,使得开挖卸荷后围岩可释放弹性应变能减小,发生时滞型岩爆的风险降低;但由于受瞬态卸荷过程中能量高聚集特性的影响,可释放弹性应变能提高,钻爆法开挖发生即时型岩爆的风险增大。

关键词：岩石力学隧道掘进机开挖钻爆法开挖岩爆岩体开裂

地应力对岩石爆破开裂及爆炸地震波传播的影响机理

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地应力对岩石爆破开裂及爆炸地震波传播的影响机理

作者：吴泽南南昌大学

学位级别：硕士

高地应力是深部岩体工程开挖施工最大的环境特点,钻孔爆破是目前深部岩体工程开挖施工的主要手段,深部岩体爆破开挖是炸药爆炸产生的动应力与高地应力共同作用的结果。地应力的存在改变了岩石爆破开裂区（爆炸地震波产生区）的形态,势... 详细信息

高地应力是深部岩体工程开挖施工最大的环境特点,钻孔爆破是目前深部岩体工程开挖施工的主要手段,深部岩体爆破开挖是炸药爆炸产生的动应力与高地应力共同作用的结果。地应力的存在改变了岩石爆破开裂区（爆炸地震波产生区）的形态,势必会影响开裂区外爆炸地震波的辐射模式和传播特性。因此,探明地应力对岩石爆破开裂及爆炸地震波传播的影响机理,是深部岩体工程爆破开挖爆破振动预测预报与安全控制的基础。本文采用理论分析、数值计算以及现场试验验证相结合的方法,对高地应力条件下岩石爆破开裂、爆炸地震波能量以及爆炸地震波传播衰减规律等问题进行了研究,主要研究内容和结果如下:（1）基于弹性动力学的基本理论,采用Laplace变换方法研究了爆炸荷载作用下炮孔周围的应力场以及爆炸应力波与地应力叠加的应力场。由地应力的存在,岩体径向和环向受压作用均被增强,而受拉作用均被削弱;地应力主要对爆破中远区岩体受拉破坏起抑制作用,而对爆破近区岩体影响甚微。（2）采用SPH-FEM耦合数值模拟方法,研究了地应力对岩石爆破开裂过程及爆破开裂区（爆炸地震波产生区）形态的影响。研究结果表明:地应力对粉碎区的范围、形态及裂纹扩展速度几乎没有影响,而对破碎区内岩体的受拉破坏有明显的抑制作用,地应力水平越高,破碎区范围及裂纹扩展速度越小;在非静水地应力场中,裂纹主要沿最大主应力方向扩展,最终开裂区形态呈椭圆形分布。（3）采用SPH-FEM耦合数值模拟方法结合现场实测数据分析,研究了高地应力条件下爆破开裂区（爆炸地震波产生区）形态改变对爆炸地震波能量的影响以及高地应力条件下爆炸地震波的传播衰减规律。研究结果表明,爆炸地震波能量随着地应力水平的提高而提高,最小主应力方向上的地震波能量密度大于最大主应力方向上的地震波能量密度;SH波仅在非静水地应力场中产生,且最小主应力方向上SH波峰值大于最大主应力方向的SH波峰值;随着地应力水平的提高,岩体内部微裂隙会经历压缩-闭合-破裂状态,地震波能量衰减速度也随之先减小后增大,且最小主应力方向上地震波能量衰减速率低于最大主应力方向上的地震波能量衰减速率;锦屏深部地下实验室爆破开挖过程中围岩内部和围岩表面的振动监测速度验证了上述分析结果的可靠性。

关键词：深部岩体爆破开挖岩体开裂 SPH-FEM 爆炸地震波

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讲座基础风化引起倾倒开裂(二)

水文地质工程地质 1999年第4期26卷 26-27页

作者：王瑞久中国水文地质工程地质勘查院

根据Ｇｏｏｄｍａｎ和Ｂｒａｙ（１９７６）的分类，倾倒开裂的第四大类次生倾倒开裂中的第五类，其产生原因是基础风化。这种情况在许多地方极其普遍，但是常常又没有被引起注意。下面专门介绍这方面的研究工作（Ｅｖａｎｓ１９８１）... 详细信息

根据Ｇｏｏｄｍａｎ和Ｂｒａｙ（１９７６）的分类，倾倒开裂的第四大类次生倾倒开裂中的第五类，其产生原因是基础风化。这种情况在许多地方极其普遍，但是常常又没有被引起注意。下面专门介绍这方面的研究工作（Ｅｖａｎｓ１９８１）在重复相间的砂岩和泥岩层地方，常常...

关键词：岩体开裂风化倾倒开裂工程地质