Rocscience 应用案例 · 第 3 页
Rocscience 应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 3 页。
用Rocscience-RSData充分发挥您的数据潜力
这篇短文旨在说明RSData（及其前身RocData）如何帮助生成高质量输入数据，并为RS2、RS3和Settle3D等程序选择合适的强度和本构模型。
阅读详情利用Rocscience软件研究冻融侵蚀对岩质边坡稳定性影响
在位于加拿大安大略省汉密尔顿的Devil’s Punchbowl，一处几近垂直的沉积岩峡谷及其著名瀑布所在之地，西安大略大学（Western University）的研究团队正开展一项关于冻融侵蚀对岩质边坡稳定性影响的研究。 该团队利用基于无人机的摄影测量技术和激光雷达（LiDAR），在冻融循环的不同阶段对现场进行数据采集。每组照片都通过ShapeMetriX软件重建为三维模型，后续将导入Slide3、RocSlope3和RocFall3中进行分析，充分展示了Rocscience集成软件套件在岩质边坡稳定性评估中的优势与洞察力。
阅读详情红石铜矿裂隙构造分布特征研究
以红石铜矿区东矿段为裂隙构造研究区，介绍如何应用 Dips 软件处理构造地质测量数据并做出图件。结合红石铜 矿田地质勘查成果资料对此区裂隙的玫瑰花图和等密图加以分析。把本区裂隙分为三种类型，提出含矿裂隙构造优势方向 为北北东向和北北西向，成矿后裂隙对矿体改造较小。
阅读详情乌东德水电站左岸尾水出口陡倾顺向坡变形影响因素分析
乌东德水电站左岸尾水出口正面边坡为典型陡倾顺向坡，在施工期出现了 2 次变形。以工程地质条件分析 为基础，以变形监测资料和声波检测资料分析为主要手段，辅以三维数值模拟计算，对其变形与边坡结构、坡脚 隧洞、开挖爆破、坡内小断层、卸荷松弛的关系进行研究，进而对边坡变形的影响因素进行分析。研究认为，该 边坡变形主因为顺向坡切脚，此外，脚部紧凑大断面隧洞挖空和超标准爆破扰动，在较大程度上加剧了边坡的变 形，坡面出露的小断层对断层附近坡体变形加剧有一定影响。提出在脚部有大断面隧洞开挖的顺向坡施工中，洞 坡交叉部位的隧洞开挖应以支护后边坡稳定为前提，再进行隧洞的分层开挖，另外，施工爆破与边坡支护在顺向 坡施工过程中亦应予以高度重视与特殊控制。研究成果丰富了顺向坡稳定性研究的工程实例，为工程本身的支护 设计及开挖施工提供了重要的技术支持，亦为类似工程提供可以借鉴的经验与指导。
阅读详情岩石剪胀角模型与验证
Mohr-Coulomb 模型和基于 Mohr-Coulomb 的应变软化模型均通常假设剪胀角为恒定值，然而这种假设不能 正确表达岩石在破坏变形过程中的非线性体积变化行为。根据 7 种岩石类型在不同围压条件下的体积应变测量数 据，结合塑性力学理论，采用非线性拟合方法建立能同时考虑围压和塑性剪切应变影响的剪胀角模型。分析模型 的响应并结合岩石内部颗粒尺寸以及单轴抗压强度，将该模型划分为 4 种岩石类型：粗粒径硬岩、中粒径硬岩、 中–细粒径软岩和细粒径软岩。根据 FLAC 应变软化模型中非关联塑性流动法则的计算原理，推导剪胀角模型中 的塑性剪切应变与应变软化模型中塑性参数的关系，将剪胀角模型嵌入应变软化模型中，构建剪胀角模型模块。 最后，采用建立的剪胀角模型预测 Moura 煤岩在三轴压缩条件下的体积应变–轴向应变关系曲线。研究结果表 明，数值模拟与试验结果具有很好的一致性。
阅读详情水平厚层状岩质边坡地震动力破坏过程颗粒流模拟
基于二维颗粒流软件(PFC2D)的人工合成岩体技术，研究岩桥长度和节理间距不同组合形式下的含水平断续 节理厚层状岩质边坡在地震作用下的破坏模式、动力响应规律以及岩桥段应力演化特征。研究结果显示：地震动 作用下，含水平断续节理厚层状岩质边坡主要发生溃散型破坏、拉裂–滑移–块体倾倒混合破坏和拉裂–水平滑 移混合破坏；水平断续节理是控制边坡动力稳定性的关键因素。节理间距对边坡破坏模式起控制性作用：当节理 间距较小时，易发生溃散型破坏；当节理间距较大时，易发生拉裂–滑移–块体倾倒破坏和拉裂–水平滑移混合 破坏。岩桥长度和节理间距共同控制着边坡岩体破碎程度，从而控制着边坡失稳破坏时滑动面的个数，当节理间 距很小或者节理间距较大、岩桥长度较小时，发生单滑动面破坏；当节理间距和岩桥长度均较大时，发生双滑动 面破坏。在地震动力作用下，岩桥段首先发生破坏，随后各节理间也产生破坏并贯通。岩桥长度和节理间距对边 坡动力响应均产生一定影响，随着节理间距减小、岩桥长度增大，峰值位移、峰值速度增大，对加速度 PGA 放大 系数的影响区域集中在边坡坡表、坡脚等部位。地震作用下，含水平断续节理厚层状岩质边坡岩桥段应力演化、 裂纹萌生与输入的地震波加速度具有良好的一致性。
阅读详情水平条分法下边坡稳定性分析与计算方法研究
邓东平，李 亮（中南大学 土木工程学院，长沙 410075）摘 要：极限平衡水平条分法较适用于成层岩土边坡，但较竖直条分法尚有不足之处。通过研究水平条分与竖直条分中条间 力的关系，建立起水平与竖直条分法相对应的条间力假设条件；并针对水平条分法遇到滑动面存在弓形体时，采取水平条分 和斜条分相结合的模式进行处理。在此基础上，推导出了瑞典法、简化 Bishop 法、简化 Janbu 法和 Morgens
阅读详情隧道危岩块体稳定性的地质-几何简明分析法
隧道围岩局部块体稳定性分析是隧道设计和施工过程中必不可少的环节。以地质素描图为出发点，借助投影几何学 的地质-几何简明分析法，通过对块体几何作图分析的简化，可以迅速地确定隧道危岩块体的位置、几何形态、塌滑类型以 及稳定性系数，从而直接及时地指导围岩支护加固的重点。最后，运用该方法对曼歇 3 号隧道局部危岩块体的稳定性进行了 评价，得出了该处危岩块体的主要破坏方式是直接塌落的结论，指出了隧道围岩支护加固的重点，在地质工程实践中达到了 预期的效果。
阅读详情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。
阅读详情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。
阅读详情Unw edge (2 .35)程序在分析块体稳定性中的应用
Unwedg e (2 .35) 程序在原 Ver.1 .0 的基础上做了改动, 程序的功能增强。 根据作者使用该程序的经验, 结合 工程实践介绍了 Unw edge (2.35)程序的基本原理方法、 及该版本的缺陷。
阅读详情大岗山水电站地下厂房洞室群围岩开挖损伤区研究
以大岗山水电站地下厂房洞室为研究对象，通过施工阶段的围岩力学性状测试、开挖变形长期监测研究地 下洞室开挖损伤区的分布范围和损伤劣化特征。以围岩变形和损伤区实测成果为基础，建立基于正交设计–支持 向量机–粒子群算法的反演分析方法。通过对地下厂房洞室开挖损伤区的测试与监测、反演分析表明，损伤区分 布范围约为临空面向岩体内部 3～7 m 范围，其中，围岩类别不同，其损伤区分布范围不同，损伤劣化程度也不 同，具体表现为围岩质量越好，其损伤范围越小，但是损伤区岩体损伤劣化程度越高。相关认识是初步的，对类 似重大工程的设计施工有一定的参考价值，但还需要进一步开展理论与工程实践研究。
阅读详情大直径钻孔灌注桩负摩阻力试验研究
针对大面积堆载情况下，周边土体的沉降使桩基产生负摩阻力从而导致桩基承载力特性变化的问题，以宁 海电厂工程 2 组冲孔灌注桩的现场负摩阻力试验为例进行讨论。通过对原位试验结果的全面分析，探讨桩周土体 固结沉降对桩身所受下拉荷载和中性点位置的影响。根据实测桩土沉降曲线确定的中性点与根据桩身轴力沿深度 变化曲线确定的中性点位置大体相一致，位于可压缩土层下部，桩身最大轴力随固结时间而增大，中性点位置也 随时间略有上移；分析桩侧摩阻力系数的大致范围以及施工工艺对负摩阻力的影响，现场试验得到的桩侧摩阻力 系数为 0.3～0.4，由于桩基施工的影响导致该值与规范相比略大，工程中应充分考虑成桩工艺对负摩阻力的影响； 指出负摩阻力桩基的设计分析中沉降计算至关重要。得出的结论可指导同类工程的设计和施工。
阅读详情单轴压缩下宏观裂纹倾角对煤体特性影响研究
为研究宏观裂纹倾角对煤体特性的影响，采用 YAW4306 电伺服试验系统和 CTA–1 声发射采集系统对不 同预制裂纹倾角的煤样进行单轴压缩声发射试验，分析试验过程的声发射信号特征，研究裂纹倾角对声发射响应、 煤样峰值强度和裂纹扩展方式的影响。试验结果表明：宏观裂纹的存在对试样声发射信号的变化规律有显著影响， 且声发射信号变化与载荷变化具有很高的一致性，能够很好地反映含宏观裂纹煤样受压时内部破裂发展情况；裂 纹的存在降低煤体的强度，且随着裂纹倾角的减小，峰值强度受影响越来越明显，呈现出逐渐减小的趋势，通过曲线 拟合，得出二者近似成二次函数关系；裂纹倾角为 0°，15°，30°和 45°的煤样，其破坏过程中主要裂纹形态为翼 型裂纹，并伴有各方向细微次生裂纹；倾角为 60°和 75°的煤样，其主要裂纹形式为反翼裂纹；当倾角增至 90° 时，煤样无表面扩展裂纹，此时煤样的破裂方式为劈裂。
阅读详情地下厂房岩壁吊车梁施工与运行期全过程数值仿真分析
以佛子岭抽水蓄能电站地下主厂房为背景，采用数值仿真分析软件 Phase2 对地下厂房岩壁吊车梁建造与运 行期全过程进行数值仿真分析，探讨轮压荷载施加时机、地应力场、围岩力学特性对地下厂房与岩壁吊车梁受力 特征的影响。
阅读详情非充分采动采空区与煤岩柱(体)耦合作用机制及应用
以镇城底矿为工程背景，通过理论分析、相似模拟、数值模拟和现场实测，研究了非充分采动采空区和煤 岩柱(体)耦合作用机制。得出如下结论：(1) 不同的工作面布置产生不同的工作面构型、采空区形态和煤岩柱(体) 形态，进而造成不同的耦合作用结果，采空区响应对实体煤岩柱(体)的应力及岩体破坏影响很大，数值模拟不可 忽略采空区作用；(2) 推导出煤柱极限平衡区宽度表达式，分层开采单一分层时采高降低、大采高和错层位开采 存在斜坡均导致煤柱极限平衡区宽度下降；(3) 垮落角对采空区和煤岩柱(体)耦合作用有重要影响，通过相似模拟 确定了垮落角并用于数值模拟，得出非充分采动条件下工作面宽度 L、最上部关键层跨度 L1 与垮落角 θ 之间的关 系式；(4) 数值模拟显示非充分采动采空区承载增加，则支承压力相应降低，反之亦然，验证了非充分采动采空 区和煤岩柱(体)的耦合作用，数值模拟若忽略采空区承载作用会造成支承压力偏大，应力集中区高度偏大，且位 置降低，岩体破坏范围偏大；(5) 根据研究结果，现场将进风巷布置于采空区边缘下方，形成巷顶沿空巷道，该 巷道处于整个回采系统应力最低区；而回风巷沿顶板布置，工作面两侧顺槽矿压问题均得到良好控制。
阅读详情复杂裂隙岩体环境下巷道轴线走向优化研究
陈庆发，周永亮，安佳丽 (广西大学 资源与冶金学院，广西 南宁 530004)摘要：裂隙岩体环境下巷道轴线走向优化选择对巷道的安全开挖和长期使用具有重要意义，但现有研究存在代表 性结构面组选择和评价指标不够科学两方面的不足。以铜坑矿 92 号矿体 4 个裂隙岩体试验区巷道为工程背景，充 分利用一般块体理论 GeneralBlock 程序和关键块体理论 Unwedge 程序的各自优点，已解决代表性结
阅读详情广义 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。
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