• 大型地下厂房块体稳定性简便分析方法

  块体是结构控制型岩体中常见的潜在危险源之一。利用极限平衡法及强度折减法两种方法计算了某在建特大型水电 站地下厂房开挖揭露的部分块体的安全系数，并根据计算结果提出一种利用块体几何及力学参数判断其稳定性的简便图解方 法，经现场监测数据验证计算结果可靠性可满足工程要求。研究表明，对同一块体而言，极限平衡法和强度折减法得到的安 全系数以及对其稳定性的总体判别结果并不一致。强度折减法受软件算法及网格尺寸影响，结果偏于保守。简单块体的安全 系数计算应以极限平衡法为主，而复杂形态块体的安全系数用强度折减法计算较为方便。利用垂向地应力、块体体积、最大 角点深度及结构面等效强度等 4 个指标并结合块体稳定性判别分区图，可满足快速判断块体稳定性的需要。对于判别为不稳 定的块体，应及时支护并考虑加强支护。研究成果可用于类似工程块体稳定性的快速分析。

  2024-11-20 iGeo

• 腐蚀离子环境中盾构隧道衬砌结构侵蚀劣化机理

  为揭示外水压与周围腐蚀离子环境长期耦合作用下盾构隧道衬砌结构侵蚀劣化机理，对压力 渗透下管片混凝土多孔介质渗透深度与离子侵蚀运移进行理论解析，建立管片接头离子侵蚀对流－ 弥散运移数值模型，在一维渗流状态下验证了考虑压力渗透作用的腐蚀离子侵蚀理论的合理性，并 建立可考虑压力渗透、离子对流－弥散运移以及管片接头非连续的盾构隧道衬砌结构离子侵蚀数值 模型，重点分析了整环管片衬砌结构侵蚀劣化规律。结果表明：水压力的存在对海水渗透具有促进 作用，外水压力越大，对海水渗透效果越显著；外水压力的增大将导致氯离子含量的增加，外水压力 越大，同一位置累积到相同离子浓度所需的累积时间越短；管片接头处离子含量分布具有局部集中 的特点，整环管片衬砌结构离子侵蚀大小关系为拱顶＜拱腰＜拱底；服役初期仅管片接头附近外排 钢筋出现锈蚀，而后出现外排钢筋整体性锈蚀，体现出不均匀锈蚀的特点，且随着服役时间的延长， 外排钢筋不均匀锈蚀差异减小。

  2024-11-20 iGeo

• 基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究

  因其特殊的地质成因，柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、 建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景，针对柱状节理岩体的等效变形模量问题，在探讨了其结构效应表征参数的基础上， 利用节理网络有限元为工具，研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响。研究结果表明：在柱轴线横向 平面上，对于柱体不规则程度，当柱体完全不规则相对于完全规则情况，等效模量提高大约 10%左右；在其他条件不变情况 下，当柱体平均边长从 0.1 m 增加至 0.5 m 时，等效模量从 5.36 GPa 增加至 23.4 GPa；对不同加载方向的研究结果表明，柱 状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性；当节理刚度线性递增时，相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律。在 平行柱体轴线平面，节理组 2 间距越大，柱状节理岩体的等效变形模量越大；随着错距比的增加，柱状节理岩体的等效变形 模量呈现先增加后减少的趋势，当错距比为 50%时，节理岩体的等效变形模量取最大值；对于节理刚度的影响，与柱轴横向 平面类似的，随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加，相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律。该研究成果与已有的现 场研究成果及三维数值模型成果相比，吻合良好。说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值。

  2024-11-20 iGeo

• 降雨入渗条件下新型路面排水系统性能研究

  为实现路面结构快速有效排水，基于非饱和渗流理论，提出采用复合土工合成排水材料的新 型路面排水系统，该系统由三部分组成，从上而下依次为水力传导层、毛细防渗层和隔离层。开展 了新型路面排水系统模型试验和数值模拟分析以研究降雨入渗条件下新型路面排水系统性能；模 型试验通过在路面结构的基层和路基分别设置张力计，实时监测基层和路基基质吸力变化；采用控 制变量方法，建立考虑非饱和渗流的数值分析模型，分析新型路面排水系统设置位置、厚度、坡度对 排水性能的影响。研究结果表明：新型路面排水系统可将入渗水快速有效排除，基层材料在试验过 程始终处于非饱和状态，并在降雨停止后第１０ｍｉｎ基层的基质吸力开始回升；新型路面排水系统 能够防止水下渗至路基，降雨过程中路基土的吸力始终保持在初始吸力值；采用新型路面排水系统 时，基层体积含水率在降雨过程中不断上升但未达到饱和体积含水率，在降雨停止后基层体积含水 率呈现小幅下降，路基体积含水率则保持不变；在面层和基层之间、基层和路基之间均设置新型路 面排水系统更有利于控制基层吸力和体积含水率；增加新型路面排水系统厚度和坡度可在一定程 度上减小基层材料的含水量，提高基层承载比；研究成果可为新型路面排水系统工程应用提供理论 依据。

  2024-11-20 iGeo

• 基于节理产状不确定性的边坡稳定性及敏感度分析

  用 Monte Carlo 法对服从 Fisher 分布的节理产状进行模拟，计算每个模拟产状的安全系数，并统计拟合安全系 数的分布规律及边坡的可靠度。为同时考虑安全系数对节理倾角和倾向的敏感度，提出了以安全系数对节理面法向矢 量球面距离的敏感度来反映其对产状敏感度的分析方法，并建议用平均值和最大值两个指标来反映任意产状的敏感度。 用赤平投影方法在赤平图上绘制安全系数等值线图和敏感度等值线图，实现了计算结果的可视化展示。算例分析表明： 此方法实现了对节理产状不确定性的全面直观分析，消除了产状测量数据离散化可能造成的安全隐患，解决了以往产 状敏感度分析中需单独对倾角或倾向分析的不足。

  2024-11-20 iGeo

• 水库滑坡位移与水动力耦合预测参数及其评价方法研究

  针对库水涨落诱发滑坡致灾机理，在系统分析水库边坡位移与库水位变化规律及其相互作用关系的基础 上，运用弹塑性力学基本原理，提出了以库水位下降引起的边坡下滑动力增量作为边坡的加载动力参数，以相应 边坡位移变化量作为边坡位移响应参数，以此确定水库边坡库水动力增载位移响应比参数并建立预测模型。运用 动力增载位移响应比预测模型对三峡库区典型水库滑坡-黄土坡滑坡关键部位监测点进行了动力增载位移响应比 计算，并采用 Geostudio 软件对该滑坡稳定性进行了数值模拟分析。该滑坡的位移响应特征与稳定性演化规律表 明，该滑坡关键变形部位的动力增载位移响应比参数变化规律与其实际位移与稳定性演化规律基本吻合。研究结 果表明了动力增载位移响应比参数是水库滑坡有效的位移动力评价参数，可运用该参数及其评价方法对水库滑坡 进行稳定性分析与评价。

  2024-11-20 iGeo

• 反倾岩质边坡变形破坏的节理有限元模拟计算

  岩质边坡的倾倒破坏是地质环境中广泛存在的现象，通过模拟手段对边坡的响应规律进行科学准确预测显 得尤为重要。采用基于强度折减法的节理有限元法(JFEM-SSR)对反倾层状边坡的变形破坏机制进行研究，该方法 可同时考虑岩块和节理属性，并能充分体现岩层或岩块接触作用的非线性关系，在获得边坡应力、位移及塑性区 的同时可以到边坡的稳定系数。首先，采用 JFEM 对 R. E. Goodman 和 J. W. Bray 提供的一个倾倒破坏的算例进行 了模拟计算，证实该法应用于节理岩石边坡稳定性分析的合理性；然后，基于该方法，采用节理网络模型建立广 乐高速公路一桥墩承台开挖边坡的地质模型，对其变形破坏机制及稳定性影响因素进行研究，重点探讨地下水渗 流作用、地震作用、岩层倾角、岩面厚度对边坡变形破坏的影响，以便为工程决策提供依据。

  2024-11-20 iGeo

• 强降雨条件下具有张裂缝边坡临界滑动场

  降雨持时较长且雨强较大时，雨水的入渗不仅会增大孔隙水压力，且易使张裂缝充水形成静水压力，对边坡稳定不 利。结合降雨条件下饱和-非饱和渗流分析，考虑降雨过程中的瞬态孔隙水压力场与瞬态强度场，并同时考虑张裂缝充水时 的静水压力，对边坡临界滑动场法进行改进，提出降雨条件下具有张裂缝边坡临界滑动场数值模拟方法，且对其进行了验证。 将该方法用于一个典型均质黏土边坡算例，结果表明，（1）文中方法可考虑张裂缝具体位置、深度及其充水状态下对边坡稳 定性的影响，并能搜索出任意形状危险滑面，计算结果合理可靠；（2）降雨条件下张裂缝中静水压力对边坡稳定性及滑面形 状有较大影响；（3）降雨条件下张裂缝位置对边坡稳定有较大影响，距坡肩越近，张裂缝对边坡稳定性影响越大；（4）张裂 缝处在最不利位置且充水时存在一个最不利深度。

  2024-11-20 iGeo