• 固液耦合模式下含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及断层活化突水机制研究

  针对具体地质条件，以现场试验数据为基础，采用相似材料试验及数值模拟相结合的分析方法，对含断层缺 陷煤层回采过程中底板损伤破坏及断层活化规律进行研究，研究得出：采用内径不同的水管能够很好地反映底板岩层 渗透性的空间差异性，通过采用调节注水管水柱高度的方式可以控制水压以满足设计要求；煤层埋深、承压水水压及 断层落差越大越易突水，断层防水煤柱宽度越大越不易突水；通过试验及模拟计算再现了不同因素影响下煤层回采过 程中底板采动裂隙形成、断层活化到突水通道形成的全过程，揭示了含断层构造底板突水通道的形成机制；研究结果 对承压水上含断层缺陷煤层回采时防水煤柱的留设具有重要的参考价值。

  2024-12-18 iGeo

• 层状各向异性岩体破坏模式判据数值实现及工程应用

  基于 FLAC3D平台，针对层状岩体的力学行为和变形破坏机制建立反映横观各向同性的层状岩体各向异性模型。 根据层状结构特性及变形特征，将层状岩体的破坏模式分为层间破坏和岩块破坏。层间破坏又分为层间拉裂、层面滑 移、弯曲破坏，岩块破坏又分为拉裂破坏和剪切破坏，建立各种破坏模式的判据及计算方法。将计算过程应用于某水 电站泄洪建筑物围岩稳定性分析中，各向同性和层状各向异性计算结果的对比分析说明层状岩体中的层面方位对围岩 变形分布、破坏模式和塑性区扩展方向起到了控制作用。

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• 人字形切槽巴西圆盘岩石试样复合型断裂渐进过程数值模拟研究

  人字形切槽巴西圆盘（CCNBD）岩石试样由于诸多优点，被国际岩石力学学会确定为岩石 I 型断裂韧度测试 建议方法，并被众多学者应用于复合型（包括纯Ⅱ型）断裂试验研究。然而，CCNBD 在复合型荷载下的渐进断裂机理 尚未完全获悉，复合型断裂韧度测试基于的穿透直裂纹扩展假设并未严格评估，用于复合型断裂研究的合理性还未得 到有效验证。采用细观损伤力学软件首次模拟得到 CCNBD 在复合型荷载下的渐进破坏过程。结果显示：裂纹不仅萌 生于人字形韧带尖端，且易产生于切槽边缘，造成真实裂纹前缘为曲线形，与人字形切槽试样断裂韧度测试所基于的 穿透直裂纹假设不符；裂纹并非沿着预制人字形韧带平面扩展到其根部，切槽边缘的破裂方向均朝向加载端，形成扭 曲的三维翼形裂纹。数值模拟结果同物理实验对比，十分吻合。CCNBD 的裂纹形态和渐进扩展规律不符合当前普遍采 用的复合型测试原理，因此采用 CCNBD 试样进行岩石复合型（包括纯Ⅱ型）断裂韧度测试值得商榷。

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• 非水反应型材料灌浆堵漏模型研究

  灌浆是解决工程渗漏问题的重要技术手段，堵漏材料是灌浆技术的核心。水泥浆液、水泥膏浆、速凝膏浆、 改性沥青、低热沥青等非水反应型浆液是最常用的堵漏材料。根据浆液流变性质、在宽大孔（裂）隙中的扩散方式和 封堵机理以及灌浆工艺参数建立了非水反应型灌浆材料的堵漏模型，对不同浆液在不同开度、不同流速地层的堵漏效 率和堵漏效果进行了计算分析，可以为非水反应型浆液在堵漏工程中的选择使用提供依据。

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• 纯主应力旋转条件下饱和黏土累积变形的热力学模型分析

  不同于岩土弹塑性模型和经验回归模型，提供了一个基于颗粒固体流体动力学的热力学本构模型。该模型通 过对岩土颗粒固体的弹性弛豫和颗粒熵运动等耗散机制的定量描述，可以模拟土体的非线性硬化、软化等宏观力学行 为，尤其适用于主应力旋转土体累积塑性应变的模拟。纯主应力旋转条件下杭州黏土的模拟结果表明：即使不改变土 体的主应力大小，纯主应力方向的旋转依然会引起土体的非弹性变形的积累。在主应力旋转过程中，土体的应变方向 与应力方向并不一致，存在明显的非共轴现象。并且应变峰值的出现明显落后于应力峰值，应力–应变关系曲线存在 较大的滞回圈，表明纯主应力旋转过程中也存在能量耗散，并非完全弹性过程。模型分析结果符合现有的试验结论。

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• 陡倾层状岩质斜坡极限平衡稳定分析

  针对自然界中的层状岩质滑坡绝大部分呈现出明显的三维形态特征，在倾倒破坏极限平衡二维推导分析方法 的基础上，考虑层状岩质斜坡的三维受力状态，进行三维力系的简化与等效，提出了考虑三维受力的倾倒分析方法， 在考虑真倾角方向的倾倒极限平衡分析中，将层状岩质滑坡近似为悬臂梁处理。并以重庆鸡冠岭滑坡为例进行验证分 析。计算结果表明：①自然状态下，鸡冠岭斜坡处于稳定状态；②地下采空状态下，鸡冠岭煤层上覆岩层逐层发生倾 倒破坏，并挤压下伏阻滑关键块体，导致关键块体剪出破坏后形成滑坡。该分析结果与实际情况基本一致。

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• 含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡动力响应差异性研究

  设计并制作了两个同尺寸的含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡，并进行了大型振动台试验，对含泥化夹层顺层 和反倾岩质边坡的动力响应差异性进行了分析，研究结果表明: 顺层边坡坡体内部加速度放大系数整体上小于反倾边 坡；在坡体中上部（相对高度大于 0.4），顺层边坡坡面加速度放大系数大于反倾边坡，在坡体下部（相对高度小于等 于 0.4），顺层边坡坡面加速度放大系数与反倾边坡近似相等；顺层边坡和反倾边坡坡面位移随输入地震动强度增大而 大幅度增加，顺层边坡坡面位移大于反倾边坡，且随着输入地震波幅值的增加，顺层边坡和反倾边坡坡顶位移之间的 差值增大；反倾边坡较顺层边坡具有更高的地震稳定性；顺层边坡破坏形式主要表现为坡体后缘的垂直张拉裂隙、岩 层沿泥化夹层的顺层滑动以及坡顶岩块崩落，而反倾边坡的破坏形式主要表现为坡面水平向和垂直向裂隙交错、泥化 夹层挤出以及坡顶被震碎。

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• 砂性土地基深基坑工程对周边环境的影响分析

  随着城市建设的发展，周边环境复杂的深基坑工程数量明显增多，基坑的开挖必将改变周围土体应力场，对 周边环境产生影响。以杭州一紧邻地铁隧道的砂性土地基深基坑工程为例，运用 Plaxis 软件对基坑施工过程中围护结 构以及临近隧道变形进行模拟，并与现场监测数据进行了对比分析，探讨了基坑外土体位移的衰减规律。结果表明： 计算结果与实测结果基本吻合，砂性土地基深基坑开挖会引起围护结构、周边土体以及临近隧道产生向基坑方向的位 移，变形规律与开挖工况以及距基坑远近密切相关。本文结果为类似砂性土地基深基坑工程设计及施工提供有益借鉴。

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