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碎屑砂岩三轴压缩下强度和变形特性试验研究

岩土力学 2014年第3期35卷 666-674页

作者：张玉徐卫亚赵海斌王伟梅松华中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 河海大学岩土工程科学研究所南京210098 中国水电顾问集团中南勘测设计研究院水能资源利用关键技术湖南省省重点实验室长沙410014

基于碎屑岩组织结构疏松、含水率较高、物理力学性能较差、呈孔隙式胶结接触等特点,对碎屑砂岩首先开展了物理特性试验分析,认为其微、细观结构复杂、内部破坏严重,矿物成分为石英、长石、绢云母等,化学成分以SiO2为主,属微透水、小孔... 详细信息

基于碎屑岩组织结构疏松、含水率较高、物理力学性能较差、呈孔隙式胶结接触等特点,对碎屑砂岩首先开展了物理特性试验分析,认为其微、细观结构复杂、内部破坏严重,矿物成分为石英、长石、绢云母等,化学成分以SiO2为主,属微透水、小孔隙率砂岩,且渗水化学侵蚀并不显著。其次,开展了静水压力、单轴压缩和三轴压缩试验,研究了碎屑砂岩的强度和变形破坏特性。最后,初步探索了物理特性与强度变形特性的关系。结果表明,静水压力为2.6 MPa时,岩样内部微缺陷压密完成;单轴压缩曲线呈明显6阶段特征,峰值应力达0.98 MPa,属脆-延性破坏;三轴压缩条件下,岩样呈压缩为主的延性扩容破坏,轴向压缩和环向体积扩容达6%和4%;曲线无明显破坏荷载,呈现非线性、塑性硬化、存在屈服平台和体积由压缩向扩容过渡等特性。且体积扩容破损应力与屈服应力基本相同,扩容转折点随围压增加而增大,围压可增强岩样抵抗变形破坏的能力。试验结果旨在为岩石工程稳定分析及本构模型构建提供可靠的依据。

关键词：岩石力学碎屑砂岩试验研究强度变形

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考虑岩体流变的隧道锚长期稳定性研究

长江科学院院报 2014年第11期31卷 12-16页

作者：付建军蒋武军赵海斌梅松华中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司水能资源利用关键技术湖南省重点实验室长沙410014 湖南省高速公路管理局长沙410014

岩体流变是隧道锚长期稳定性研究重点之一。以FLAC3D软件中CVISC流变模型为理论基础,通过单轴压缩流变试验及接触面长期抗剪强度试验获得与岩体流变相关的力学参数,并将CVISC模型和获得的参数融入依托工程数值仿真模型,进行长期稳定性... 详细信息

岩体流变是隧道锚长期稳定性研究重点之一。以FLAC3D软件中CVISC流变模型为理论基础,通过单轴压缩流变试验及接触面长期抗剪强度试验获得与岩体流变相关的力学参数,并将CVISC模型和获得的参数融入依托工程数值仿真模型,进行长期稳定性分析。分析结果显示:隧道锚在1倍设计主缆力施加后100a内,锚塞体、围岩及锚塞体与围岩接触面长期变形小,较符合工程设计安全要求。上述研究思路与结果可为类似工程研究提供参考。

关键词：隧道锚长期稳定性单轴压缩流变接触面长期抗剪强度锚塞体

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污水BOT项目投资参数快速反演计算研究

人民长江 2015年第7期46卷 72-75页

作者：付建军周中心赵海斌龙泽宙水能资源利用关键技术湖南省重点实验室湖南长沙410014 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014 湖南水务发展有限公司湖南长沙410014

污水BOT项目的投资参数,尤其是水价,是政府与企业关注的重点。由于投资测算模型中自变量、因变量函数关系复杂,长久以来,投资分析主要以试算及经验为主。以某污水BOT项目为依托,详细分析了污水BOT项目水价组成并根据水价组成分析结果,... 详细信息

污水BOT项目的投资参数,尤其是水价,是政府与企业关注的重点。由于投资测算模型中自变量、因变量函数关系复杂,长久以来,投资分析主要以试算及经验为主。以某污水BOT项目为依托,详细分析了污水BOT项目水价组成并根据水价组成分析结果,采用均匀设计理论设计了试验工况,然后将各试验工况计算结果代入测算模型计算,建立了污水BOT投资项目自变量、因变量BP网络函数模型。在给定盈利能力指标、债务偿还指标、财务生存指标的基础上快速反演了投资参数。此方法将为其它类似项目提供借鉴。

关键词：投资参数投资测算模型均匀设计理论 BP网络函数

洛宁抽水蓄能电站引水斜井TBM施工设计方案研究

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水电与抽水蓄能 2023年第1期9卷 60-64页

作者：张学清王炳豹殷康宋振聪魏运波河南洛宁抽水蓄能有限公司河南省洛阳市471700 水能资源利用关键技术湖南省重点实验室湖南省长沙市410014 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南省长沙市410014 湖南大学湖南省长沙市410012

洛宁抽水蓄能电站可研设计方案中引水系统弯段较多,隧洞开挖尺寸不一,不利于TBM的适用性和标准化。为此需要对线路进行标准化设计,提出一种适用于TBM施工的引水斜井布置方案。在压力管道水流惯性时间常数T_(w)值、水头损失以及钢衬最大... 详细信息

洛宁抽水蓄能电站可研设计方案中引水系统弯段较多,隧洞开挖尺寸不一,不利于TBM的适用性和标准化。为此需要对线路进行标准化设计,提出一种适用于TBM施工的引水斜井布置方案。在压力管道水流惯性时间常数T_(w)值、水头损失以及钢衬最大直径与可研设计阶段推荐方案基本保持一致的前提下,初步拟定三种TBM施工设计方案。综合考虑结构设计及渗漏量、TBM施工连续性、开挖出渣、开挖费用、衬砌施工难度、安全风险以及设备推广适用性等因素后,对三种TBM施工设计方案进行全方位的分析比较,最终确定了将上斜井、中平洞、下斜井调整为一级斜井,采用开挖断面直径为7.2m的引水斜井TBM施工技术方案。

关键词：抽水蓄能电站引水斜井 TBM 设计方案开挖

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层状岩体抗剪强度产状效应的数值试验研究

人民长江 2015年第13期46卷 61-66页

作者：赵海斌蒋中明伍东卫中南勘测设计研究院水能资源利用关键技术湖南省省重点实验室湖南长沙410014 长沙理工大学水利工程学院湖南长沙410004

层状岩体力学特性呈现出明显的各向异性特点,其强度和变形参数不但与作用力和岩体结构面之间的夹角有关,同时还与岩体结构面的走向密切相关。为研究岩体结构面产状对层状岩体抗剪强度参数的取值影响,首先对某工程现场直剪试验进行模型... 详细信息

层状岩体力学特性呈现出明显的各向异性特点,其强度和变形参数不但与作用力和岩体结构面之间的夹角有关,同时还与岩体结构面的走向密切相关。为研究岩体结构面产状对层状岩体抗剪强度参数的取值影响,首先对某工程现场直剪试验进行模型辨识研究,然后采用数值试验方法对层状岩体抗剪断试验进行拓展性数值研究,进而对岩体的抗剪断强度各向异性进行了深入研究,分析了层状岩体抗剪断强度特性与结构面产状之间的变化规律。研究结果表明:层状岩体的抗剪强度参数呈现明显的非正交各向异性特点;随着结构面倾角的增大,抗剪断强度参数与结构面产状之间关系可采用空间椭圆面来描述。

关键词：层状岩体抗剪强度现场直剪试验数值试验各向异性

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花岗岩单节理剪切-渗流耦合特性试验研究

水力发电 2017年第11期43卷 64-69页

作者：王小江张孟七李冲荣冠水能资源利用关键技术湖南省重点实验室湖南长沙410014 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014 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

在介绍JAW-1000型岩石单节理剪切-渗流耦合试验系统的结构和各项功能的基础上,应用该系统对4组花岗岩节理试件进行了常法向荷载和常法向刚度2种条件下的剪切-渗流耦合试验,分析花岗岩节理剪切过程中的剪切应力、法向位移及水力开度的变... 详细信息

在介绍JAW-1000型岩石单节理剪切-渗流耦合试验系统的结构和各项功能的基础上,应用该系统对4组花岗岩节理试件进行了常法向荷载和常法向刚度2种条件下的剪切-渗流耦合试验,分析花岗岩节理剪切过程中的剪切应力、法向位移及水力开度的变化规律。结果表明,花岗岩节理的剪切应力、法向位移及水力开度均呈现2个阶段的变化规律;随着剪切次数的增加,节理面的峰值剪切应力及残余值降低,剪胀点延迟,节理面的初始水力开度显著提高,法向位移和水力开度变化曲线逐渐趋于平缓。

关键词：花岗岩节理剪切应力法向位移水力开度剪切-渗流耦合试验

高地应力硬脆性围岩开挖损伤区时效性扩展案例分析——特征与机制

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岩土力学 2020年第4期41卷 1357-1365页

作者：杨艳霜周辉梅松华张占荣李金兰中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司水能资源利用关键技术湖南省省重点实验室湖南长沙410014 湖北工业大学土木工程与建筑学院湖北武汉430068 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063

硬脆性围岩在开挖完成后,其强度在高应力的影响下具有明显的时间效应,这导致围岩开挖损伤区的发展也呈现出与时间相关的特征。在岩石强度时效性演化模型的基础上,以锦屏二级水电站试验洞钻孔摄像、声波、变形监测等开挖损伤区实测结果... 详细信息

硬脆性围岩在开挖完成后,其强度在高应力的影响下具有明显的时间效应,这导致围岩开挖损伤区的发展也呈现出与时间相关的特征。在岩石强度时效性演化模型的基础上,以锦屏二级水电站试验洞钻孔摄像、声波、变形监测等开挖损伤区实测结果为目标函数,采用正交设计方法、最小二乘支持向量机模型、粒子群优化算法等方法,建立了考虑时间效应的LSSVM-PSO智能反演分析方法,并以锦屏二级水电站试验洞为例,研究了开挖完成后的25 d里,围岩强度在高地应力条件下的时效性演化特征,进而获得这一时段内开挖损伤区扩展过程。研究结果表明:(1)高应力地区,隧洞开挖后,围岩损伤区的主要扩展方向受地应力控制,且最大扩展方向为最小主应力方向,且破坏区(破坏接近度FAI≥2)也集中于该方向;(2)开挖损伤区面积随时间近似呈S形曲线变化,表明开挖损伤区初始发展较为缓慢,随着时间推移呈现线性增加的趋势,最后又逐渐趋于稳定;(3)开挖后第3~10 d为开挖损伤区快速增长阶段。该研究成果对高应力地区硬脆性围岩开挖损伤区时效性演化研究具有指导意义。

关键词：开挖损伤区破坏接近度时间效应智能反演

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长距离供水工程水锤联合防护研究

给水排水 2022年第9期48卷 107-111页

作者：胡卫娟胡建永李柏庆中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙410014 浙江水利水电学院测绘与市政工程学院杭州310018 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室杭州310018 数字孪生流域技术与装备浙江省工程研究中心杭州310018 河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司天津300221

针对长距离供水工程设计中遇到的水锤防护难题,设计了联合防护措施的解决方案。以瞬变流基本理论为依据搭建了多个防护方案的水力分析模型,进行实例计算,并对比了联合防护方案与单一防护方案的优劣。结果表明,水锤联合防护措施与单一防... 详细信息

针对长距离供水工程设计中遇到的水锤防护难题,设计了联合防护措施的解决方案。以瞬变流基本理论为依据搭建了多个防护方案的水力分析模型,进行实例计算,并对比了联合防护方案与单一防护方案的优劣。结果表明,水锤联合防护措施与单一防护措施相比,在保证系统安全运行的同时,能明显减少工程投资,方便后期运行维护,具有更好的可行性和经济性。

关键词：长距离供水工程联合防护水锤罐双向调压塔

压气储能内衬洞室的空气泄漏率及围岩力学响应估算方法

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岩石力学与工程学报 2017年第2期36卷 297-309页

作者：周瑜夏才初赵海斌王先军梅松华周舒威同济大学隧道及地下建筑工程系上海200092 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司水能资源利用关键技术湖南省重点实验室湖南长沙410014 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌443002

为评价压气储能内衬洞室的密封性及围岩稳定性,提出一种估算洞室空气泄漏率和围岩应力、位移的方法。该方法以一种计算压气储能洞室温度和压力的简化解为基础,结合高分子材料气体渗透方程和多孔介质径向流方程,还采用无限大平板孔口问... 详细信息

为评价压气储能内衬洞室的密封性及围岩稳定性,提出一种估算洞室空气泄漏率和围岩应力、位移的方法。该方法以一种计算压气储能洞室温度和压力的简化解为基础,结合高分子材料气体渗透方程和多孔介质径向流方程,还采用无限大平板孔口问题的弹性力学解,通过迭代计算的方式求解出洞室空气泄漏率和围岩应力、位移。通过5个算例对迭代计算方法进行验证,结果表明:该方法可以较为准确地估算压气储能内衬洞室的空气泄漏率以及洞室围岩的应力、位移,并且便于在计算机中编程实现,计算速度优于数值模拟,可以直接应用在压气储能内衬洞室研究的初始阶段(如选址、初设阶段),也可与精细数值模拟的结果相互印证,为后续研究提供指导。

关键词：岩石力学压缩空气储能内衬洞室泄漏率围岩力学响应解析解