应用案例 · 第 13 页
岩土工程软件应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 13 页。
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。
阅读详情基于 Hoek-Brown 准则的开挖扰动引起围岩变形特性研究
Hoek-Brown 经验准则(2002 版)考虑施工扰动对岩体参数劣化效应，并提出扰动系数 D，但仅为粗略定性化 描述。现应用声波测试法获得的岩体波速降λ对扰动系数 D 进行优化处理，并将优化后的 Hoek-Brown 经验准则运 用于开挖扰动引起岩体弹塑性变形特征方程的求解研究，进而可实现较精确表示围岩塑性圈半径。为验证该理论 的合理性，综合运用声波测试法、位移监测法等监测手段及有限元数值模拟法予以对比分析。此外，考虑开挖扰 动变形特征场地效应，提出可拟合不同岩性、不同开挖方式的变形与开挖扰动经验公式。工程实例计算结果表明： 对 Hoek-Brown 经验准则(2002 版)扰动系数 D 的优化合理，用其可计算开挖扰动引起的围岩弹塑性变形特征值。 并可准确求得塑性圈半径值，同时，拟合得到变形与开挖扰动经验公式可满足不同工程需要，具有一定合理性。 所获结果可为 Hoek-Brown 经验准则(2002 版)及地下洞室开挖扰动引起岩体变形特性研究提供一定方法参考。
阅读详情基于滑动面搜索新方法对地震作用下 边坡稳定性拟静力分析
采用一种适于任意曲线滑动面的新方法，对地震作用下边坡的稳定性进行拟静力分析。首先，通过算例对 比分析验证新方法的可行性。然后，分别在地震竖直和水平加速度系数 kv，kH变化时对边坡稳定性进行研究，在 kH，kH与 kv共同作用下对分层土坡的局部和整体稳定性进行探索，在土层参数变化时对边坡地震稳定性的影响进 行分析，从而可得：(1) kH存在一个特殊值使 kv 的变化对边坡的稳定性影响很小；(2) 当 kH和 kv 的增大引起临界 滑动面范围增大时，会导致边坡由局部稳定性变为整体稳定性，当 kH 和 kv 的增大引起滑动面下滑点上移时，会 导致边坡由整体稳定性变为局部稳定性；(3) 黏聚力 c 的变化对滑动面范围影响较大，其对安全系数的影响与地 震强度有关；(4) 不同土层参数时，kH对边坡稳定性的影响较 kv 大。
阅读详情基于 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。
阅读详情剪胀对地下工程岩体位移的影响 ——以加拿大 Donkin-Morien 隧道为例
根据建立的岩石剪胀角模型，分析岩石峰值内摩擦角和剪胀角的关系，得出岩石在零围压时的峰值剪胀角 小于并近似等于峰值内摩擦角，并假设岩石和岩体的剪胀角遵循相似的变化趋势，结合 Hoek-Brown 强度准则和 GSI 岩体分级系统，实现剪胀角模型从完整岩石到岩体的转化。采用程序语言在 FLAC3D 中编写岩体剪胀角模型 程序模块。以加拿大 Donkin-Morien 隧道为工程实例，研究围压和塑性剪切应变依赖的岩体剪胀对隧道渐进开挖 过程中围岩位移的影响，论证恒定的剪胀角值不能准确表达隧道开挖边界附近的岩体位移，而考虑围压和塑性剪 切应变为影响因素的岩体剪胀角模型能够合理描述围岩的位移分布，模拟结果与实际测量值具有很好的一致性。 研究成果可为岩体非线性力学行为的研究和地下工程岩体的稳定性控制提供理论和实践基础。
阅读详情基于 Hoek-Brown 准则的岩质边坡稳定性分析
无论是传统极限平衡法还是数值模拟方法，强度准则和力学参数的选取对边坡稳定分析具有关键作用。基 于非线性强度准则——Hoek-Brown 强度准则，利用 Slide 软件，选取地质力学指标 GSI、岩石材料参数 mi、应力 扰动系数 D、边坡高度 H 及坡角β作为影响边坡稳定性的主要因素进行分析。分析结果表明：随地质力学指标 GSI 的增大，边坡稳定系数呈现出递增趋势，总体呈指数形式发展；GSI 不同范围内，随着岩石材料参数 mi的增大， 边坡稳定系数 F 呈现出递增和递减 2 种截然不同的形式；随着应力扰动系数 D 的增加，稳定系数 F 呈直线形式递 减；随着坡高 H 的增大，稳定系数逐渐减少，呈负指数形式发展。随坡角β的增大，稳定系数 F 逐渐减小，呈多 段线形式发展，而β不同范围内斜率不同。根据 E. Hoek 等所提出的岩体分级标准中岩石单轴抗压强度界限值，对 岩质边坡稳定系数进行分析，得到边坡稳定系数分布图。最后将稳定系数分布图应用于工程实例中，结果表明利 用稳定系数分布图能很好地估算边坡稳定系数范围，与边坡稳定性定量分析结果具有较好的一致性。
阅读详情基于广义 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
阅读详情基于应力与围岩分类的冲击地压危险性评价研究
基于山东某矿井复杂多样的地质和开采环境，提出了对冲击地压实行分类评价的技术思路。根据外部应力 与巷道围岩相互作用后的围岩结构稳定性及其冲击倾向性，对围岩的冲击危险性和类型进行分类。外部静应力计 算时采用倾向“载荷三带”理论模型，动应力计算时采用长壁工作面走向“载荷三带”理论模型，再叠加上构造 应力等，实现了外部应力的近似计算；将外部应力作用于不同的围岩结构，结合煤岩体的冲击倾向性，得到围岩 的冲击危险性和冲击类型。以此为基础形成的冲击地压分类与评价方法能较准确地反映回采工作面的冲击类型和 危险程度，为制定针对性的治理措施提供了较准确的依据。研究成果已经在山东能源集团进行了应用，取得了良 好的效果。
阅读详情基于原位试验和规范的岩体抗剪强度与 Hoek-Brown 准则估值比较
简要论述目前岩体抗剪强度确定方法，以黄河上游玛尔挡水电站坝基岩体为例，在岩体质量分级基础上， 引入规范建议值及现场原位大型剪切试验结果，建立岩体抗剪强度指标与 BQ 岩体质量分级的相关关系。同时利 用实测资料建立 BQ 与 GSI 的相关关系，运用 Hoek-Brown 准则估算各试验点岩体的抗剪强度指标。结果表明， 采用该研究成果较符合工程实际，而采用 Hoek-Brown 准则估算的等效内摩擦因数偏小，黏聚力则偏大很多。误 差分析表明，这一结果主要是由 Hoek-Brown 准则中最小主应力的取值范围引起的，据此提出公式应用中需注意 的问题及相应解决方法。
阅读详情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。
阅读详情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。
阅读详情锦屏一级水电站复杂地质条件下坝肩高陡边坡 稳定性分析及其加固设计
锦屏一级水电站是我国在建的世界最高拱坝，坝肩工程边坡高度达 500 m，规模巨大。电站枢纽区地处深山 峡谷地区，自然谷坡高陡，地应力水平较高，谷坡岩体卸荷强烈，并发育有断层、层间挤压带、深部裂缝等不良 地质现象。在地质条件详细调查基础上，分析左岸缆机平台以上的顺坡向倾倒变形体、左岸 1 800 m 高程以上的 楔形双滑变形拉裂体等坡体结构及其破坏模式，并进行边坡稳定性分区和计算分析。根据坡体结构特点，确定少 开挖、弱爆破、强支护、分区分层支护、控制整体、以面覆点的开挖施工和加固设计原则，实施以预应力锚索和 抗剪洞为主、辅以锚杆、混凝土框格梁等措施的局部和整体、浅表和深层的全方位、多层次边坡加固控制体系。 精细设计并严格控制施工时序、爆破技术和工艺，保证建基面岩体质量，通过动态设计和完善的管理机制确保边 坡施工安全。2006 年 7 月～2009 年 9 月边坡监测资料表明：边坡浅表最大横向位移 79.5 mm，最大垂直下沉位移 52.5 mm，主要受地层岩性和坡体结构控制；深层最大变形量 60 mm，最大速率 0.1 mm/d，主要受深部裂缝控制； 目前位移均趋于收敛，满足安全控制标准。锦屏一级水电站坝肩高边坡工程的成功实施为我国工程建设提供新的 经验和借鉴。
阅读详情开挖卸荷条件下大型地下硐室块体稳定性的对比分析
运用 FLAC3D 软件对三峡地下电站主厂房的典型边墙和顶拱块体分别进行三维数值模拟分析，对比分析其 模拟结果表明：(1) 边墙块体在水平垂直厂房轴线(x 方向)和铅直(y)方向上应力均表现出卸荷特征，特别是 x 方向。 其变形主要以向开挖区卸荷回弹变形为主；(2) 顶拱块体在 x 方向表现为压应力，其值随开挖逐渐增加，而 y 方向 只是在开挖初期卸荷，但随后面的开挖有逐渐回升的趋势。其变形在 x 方向为挤压变形，y 方向块体下部向下变 形，而上部因挤压而表现出向上变形；(3) 大型地下硐室开挖过程中，块体的应力–形变场特征对顶拱块体稳定是 有利的，而对边墙块体是不利的。因此，通常的极限平衡分析结果，对边墙块体是偏高的，而对顶拱块体是偏于 保守；(4) 提出通过变形特征来定性判断块体整体稳定性和通过塑性区分布规律来定量评价块体的局部稳定性的 方法。
阅读详情某大型地下洞室群围岩稳定性分类研究
根据地下洞室群的特点, 选取岩体质量综合级别、块体状况、开挖位移及破坏区、岩爆烈度四因素为分类指标, 建立 了大型地下洞室群围岩稳定性分类体系。针对不同稳定性等级, 提供了相应的开挖方式和支护处理建议。最后, 运用该分类 体系对某地下洞室群的主厂房进行了分析评价。结果表明主厂房围岩以基本稳定的Ò 类为主, 围岩的破坏型式以局部块体 失稳和轻微~ 中等岩爆为主。
阅读详情喜马拉雅北麓郭如错冰湖泥石流沟发育特征及 对拟建中国至尼泊尔铁路的影响研究
拟建中国至尼泊尔铁路首次穿越全球冰湖分布最为集中的喜马拉雅区域，最为典型的是郭如错冰湖，铁路 桥梁位于其溃决通道上，如何计算桥梁净空设置和墩台防护所需参数，国内外标准、规范未见针对线性工程的冰湖 溃决特征值计算。通过地质调查，结合 1984 年至今多期历史卫星遥感影像、SBAS－InSAR 差分干涉图形变分析、雨 洪法、RAMMS 数值模拟等技术手段，圈定物源的储量和分布特征，分析郭如错冰湖库容、面积的变化趋势，评价终 碛垄、后缘冰川的结构和稳定性。雨洪法计算结果: 流速 3. 51 m/s，泥深 1. 26 m，整体冲击力 29. 30 kN/m2 ; RAMMS 计算结果: 流速 3. 54 m/s，泥深 1. 28 m，整体冲击力 19. 00 kN/m2 。对比雨洪法与 RAMMS 数值模拟计算结果，在铁 路桥梁位置断面处，雨洪法与数值模拟结果接近，采用雨洪法计算的结果具备合理性。因此，郭如错冰湖溃决通道 上的铁路桥梁净空建议采用 7. 89 m。该方法对冰湖发育区的线性工程如何开展冰湖溃决型泥石流特征值计算工 作进行了初步探索，在喜马拉雅山区等区域的选线中可供借鉴。
阅读详情梅里雪山1991年和2019年雪崩事件重建及影响因素分析
梅里雪山雪崩多发，但缺乏系统监测和研究。1991年1月3日梅里雪山发生了造成中日联合登 山队 17名队员遇难的巨大雪崩事件。2019年安装在明永冰川末端附近的物候相机拍摄到临近梅里雪 山明永冰川的一次雪崩事件。两次事件类型不同，这对我们进行雪崩预测预警有良好的指示作用。本 研究以RAMMS（Rapid Mass Movement System）模型为手段，利用经验值和经验公式确定影响模拟结果 的主要模型参数和积雪可能断裂深度，在优化分析的基础上，对两次雪崩事件进行重建，定量分析雪崩 堆积量、堆积范围等。结果显示：1991年雪崩共持续了192 s，雪崩体从海拔5 730 m处断裂，沿坡面崩塌 而下最终堆积在海拔约 5 000 m 的冰川粒雪盆地区，形成面积为 0. 6 km2 ，体积约 67×104 m3 的堆积体。 2019年雪崩共持续了 158 s，雪崩流最大高度 35. 91 m，最大速度 79. 34 m·s -1，堆积量 76. 2×104 m3 ，雪崩 堆积范围与野外观测到的一致。两次雪崩事件发生地位于雪崩极高危险区和高危险区，在一定程度上 验证了风险评估的准确性。研究结果可为梅里雪山地区未来潜在雪崩灾害的风险评估提供依据，为雪 崩预测预警提供良好的参考。
阅读详情山区铁路边坡危岩早期识别与风险评价方法研究
随着“一带一路”战略的实施，我国规划横贯东中西、沟通南北方的铁路大 通道建设正如火如荼的进行，与此同时山区铁路里程将逐年增加，面临的危岩崩 塌灾害风险也愈加严峻，由于山区复杂的地质环境，如何快速准确地获取铁路沿 线山区危岩的地质信息一直是研究的难点。本文以山区铁路边坡危岩灾害为研究 对象，基于无人机摄影测量技术和地理信息技术对山区铁路边坡危岩进行早期识 别；采用数值模拟方法开展三维落石运动模拟研究；并从定性与定量分析结合的 角度开展危岩灾害风险评价研究。通过研究可提升铁路基础设施自然灾害安全防 御能力，为山区铁路危岩灾害防灾减灾提供技术支持。
阅读详情CZ 铁路同卡至夏里段泥石流危险性评价及管控对策
高海拔、高落差、高烈度的山区往往坡地众多，水土环境生态脆弱，地质灾害发育 强烈，尤其是暴雨诱发的泥石流普遍存在。川藏、滇藏、中尼和玉磨等进出藏、滇等区 域的铁路不可避免地需要穿越复杂艰险的山区，相应地，山区多发易发的泥石流往往 也会对正在建设或运营中的铁路构成巨大的潜在威胁。为了有效降低泥石流对铁路所 带来的潜在风险和危害，甚至是消除这些危害，简单高效且贴近实际的泥石流危险性 评价与管控对策研究显得尤为重要。因此，本文以泥石流物源为出发点，开展泥石流危 险性评价的实证研究，欲深入探究铁路沿线精细化、系统化的泥石流风险管控对策。
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