• 大直径杯型冻土壁温度场数值分析

  结合南京地铁 10 号线过江隧道盾构始发工程，运用有限元软件建立三维数值模型，对大直径杯型冻土壁温度场的 发展与分布规律进行研究，分析不同因素对该温度场的影响规律，比较研究不同土层下该温度场的降温规律。数值计算表明： 在设计冻结方案下，杯型冻土帷幕厚度满足加固范围要求，开始交圈时间由早到迟依次为外圈管>中圈管>内圈管，形成闭合 大直径杯型冻结帷幕的时间为 12 d；冻结壁交圈时间随导热系数的增大而线性减小，随容积热容量和原始地温的增大而线性 增大，原始地温每升高 5 ℃，冻结壁交圈时间增加约 1 d；相变潜热变化对冻结初期和后期土体降温过程几乎没有影响；不 同土层降温速度由快到慢分别为砂土水泥土>黏土水泥土，砂土>黏土；砂土水泥土与砂土、黏土水泥土与黏土几乎同时达到 相变阶段；无论水泥改良与否，砂土总比黏土的开始交圈时间早 4 d。所得结果为今后类似工程设计提供了理论依据。

  2024-11-20 iGeo

• 基于广义 Hoek-Brown 破坏准则的边坡临界滑动场

  沈银斌，朱大勇，姚华彦 (合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009)摘要：针对岩体介质非线性破坏特点，采取国际广泛接受应用的建立在地质强度指标(GSI)法基础上的 Hoek-Brown 屈服准则，建立基于广义 Hoek-Brown 破坏准则的边坡临界滑动场计算的新方法。首先，根据 Hoek-Brown 准则确 定岩体强度参数；然后，将 Hoek-Brown 准则不同法向应力水平上

  2024-12-19 iGeo

• 锦屏二级水电站地下厂房围岩局部不稳定问题的 实时动态反馈分析与工程调控研究

  针对大型地下洞室开挖中频繁出现的局部失稳问题，提出围岩局部不稳定问题的实时动态反馈分析方法， 满足了洞室不稳定区域防治的快速化和科学性要求。以具有代表性的锦屏二级水电站地下厂房第二层开挖过程中 厂右 0+263 安装间部位上游边墙围岩单层变形增量达 20 mm、变形速率达 3.4 mm/d 这一潜在不稳定问题为例，通 过该部位围岩稳定性的实时动态反馈分析与工程调控的全过程分析，阐述如何走一条理论跟踪分析与工程调控相 结合的新途径，以消除围岩的安全隐患。实践表明：将现场多元信息、反演分析和工程调控有机结合的实时动态 反馈分析是解决地下工程局部稳定性问题的有效途径。另外，基于加固后的围岩等效力学参数的对比，通过现场 工程实例方式证实锚杆提高围岩力学强度这一物理效应。

  2024-12-19 iGeo

• 节理网络有限元在倾倒斜坡稳定分析中的应用

  节理网络有限元是指具有节理网络模拟功能的有限元，它不但能将野外节理统计特征直接输入到模型中，同时允许 节理按一定的破坏准则产生屈服，从而较好地模拟边坡的实际结构及破坏特征。论述了倾倒变形边坡的分析方法及存在的问 题，介绍了节理网络有限元的功能及参数输入，说明了其在倾倒变形边坡应用中的优势，并以黄河上游茨哈峡电站Ⅰ号倾倒 体为例，计算了该倾倒边坡的稳定性及破坏趋势，结果表明，节理网络有限元是倾倒变形边坡稳定分析的一种有效、可靠的 方法。

  2024-12-19 iGeo

• 基于 Hovland 改进模型与约束 Delaunay TIN 的三维边坡稳定性分析方法

  针对目前三维极限平衡方法研究与应用存在的不足，在 Hovland 三维模型基础上通过调整 Hovland 模型与 修正 Hovland 模型中单元滑动面上垂直压力的表达形式，提出 Hovland 改进模型与修正 Hovland 改进模型，并借 助 GRASS GIS 软件对某一经典三维边坡稳定性分析算题进行验算，结果表明：在同一栅格模型与相同分辨率条件 下，改进后的计算模型获得的安全系数精度更高；通过 Delaunay 网格剖分算法生成满足点、线及三角形面积等约 束条件的 TIN，结合 Hovland 改进模型，提出基于约束 Delaunay TIN 三棱柱单元的边坡地质模型构建与稳定性分 析方法，获得了比三维栅格模型高的计算精度，尤其在采用改进后的 Hovland 模型计算时，精度提升更加明显； 考虑到分析方法在实际工程中的推广应用，围绕三棱柱边坡地质模型经济性与计算结果准确性两个影响计算效率 的主要因素，研究了三角形个数、稳定性系数随最小三角形约束面积的变化规律，提出 Delaunay TIN 最优网格剖 分面积评判指标，并给出了 1/412～1/206 的建议值。黑山露天煤矿工程实例表明，潜在滑坡体中部与后缘产生的 阻滑作用，是采掘场南帮边坡稳定性系数较高的主要原因。

  2024-12-19 iGeo

• 干湿循环对硬黏土的土水特性影响规律研究

  为了客观评估高放核废物地质处置库开挖建设和封存初期围岩面临的非饱和岩土力学问题，针对一种高放 核废料储存介质(硬黏土)开展不同干湿循环试验，研究该材料的土水特性变化规律。基于湿度控制吸力方法，研 制黏土非饱和测量系统，利用该系统对硬黏土进行不同干湿循环试验，对比分析干湿循环次数和基质吸力变化梯 度对硬黏土的土水特征曲线的影响。研究结果发现：干湿循环次数对这种硬黏土的土水特征曲线影响较大，基质 吸力变化梯度影响则很小。同时，结合不同干湿循环条件下硬黏土核磁共振细观测试结果，分析出干湿循环和基 质吸力对硬黏土的土水特性影响机制。通过分析不同干湿条件下硬黏土的含水分布特征，定量出该硬黏土干湿过 程不同孔径内含水变化，揭示其不同孔径含水量等比例变化与水的吸附状态密切相关，为深入理解硬黏土干湿循 环过程土水特征曲线变化规律提供试验依据，为高放核废物地质处置围岩水力特性评估奠定试验基础。

  2024-12-19 iGeo

• 高地应力岩体特殊照明峒室围岩支护设计

  为特殊照明和交通安全在世界最长的双峒公路隧道——秦岭终南山隧道内设计了 6 个峒室，该隧道穿越中 国陕西省秦岭山脉，最大埋深达 1 800 m。在峒址附近的 2 个位置采用应力解除法量测岩石地应力，该处的岩石 覆盖厚度分别为 1 600 和 400 m，量测结果显示极高的地应力。为满足照明和行车安全的要求，每个峒室设计成 纺锤型，长度为 200 m，最大宽度为 22 m。受到已建成隧道的限制，两峒室间最小岩柱厚度只有 8 m。峒室的主 要特征为：(1) 高地应力；(2) 岩石条件较好；(3) 与峒室尺寸相比岩柱厚度很小，这些特征对围岩支护提出极大 的挑战。围岩支护是依据岩体分类 Q 系统采用经验法设计，然后采用数值分析校核。临时支护和永久支护系统均 采用喷射混凝土和锚杆。为保证施工和运行期的峒室稳定提出一整套实施程序，包括开挖、喷射混凝土、安装锚 杆和监控措施。对于极高地应力区域的峒室采用柔性支护，允许岩体在永久支护安装前发生部分变形，从而保证 峒室稳定及支护元件安全可靠地发挥效用。分别采用 FLAC3D和 Phase 2 程序进行三维和二维数值分析，三维计算 主要用于研究峒室的整体稳定及沿隧道轴向的三维效应；二维计算用于详细研究施工顺序和各支护单元的功效。 数值分析显示喷射混凝土和锚杆在各施工阶段都能安全运作，从而验证了围岩支护设计。

  2024-12-19 iGeo

• 广义 Hoek-Brown 准则中强度折减系数的确定

  稳定性系数是边坡安全性评价的关键指标，但对适用于岩体特性的 Hoek-Brown 准则的折减存在标准不统 一或计算复杂的特点，有必要确定合适的强度折减方案和系数。将广义 Hoek-Brown 准则(2002)与强度折减原理相 结合，以三峡库区狮子包高边坡为模型，通过改变坡高、坡角和参数，以 7 种对岩石单轴抗压强度ci、地质强度 指标 GSI 和岩石材料常数 mi 的简化折减方案，研究狮子包高边坡的稳定性，并对稳定性系数和抗剪强度进行误 差分析，确定广义 Hoek-Brown 准则的最优强度折减方案。研究结果表明，对广义 Hoek-Brown 准则的强度折减可 通过同比折减参数ci 和 GSI 获得，此时数值计算与极限平衡法(Morgenstern-Price)确定的高边坡稳定性系数相对 误差平均值为 6.9%，方差为 6.9%，抗剪强度相对误差为 4.98%。这对广义 Hoek-Brown 准则在岩质边坡稳定性数 值计算中的广泛应用有一定理论意义和价值。

  2024-12-19 iGeo