• 三维空间中非连续面对水力压裂影响的试验研究

  油气储层常发育断层、天然裂缝、节理等非连续面，其产状、地应力状态对水力裂缝扩展路径会产生重要影 响。尤其是在致密油气藏、页岩油气藏等储层中，其天然裂缝影响着水力压裂后的裂缝网络。利用真三轴水力压裂试 验设备，模拟了水力裂缝在具有不同产状非连续面的人造岩体中的扩展行为，并分析了泵压曲线的特征。试验结果表 明：水平主应力差存在临界值（5～7 MPa），小于该临界值，水力裂缝不可能穿透非连续面；非连续面走向角和地应 力差异系数越大，水力裂缝越容易穿透非连续面；非连续面倾角跟水力裂缝的扩展行为没有明显的关系；穿透试验中 的泵压曲线跟没穿透试验中的泵压曲线差别明显；压裂曲线峰值泵压均随水力裂缝中点到储层中非连续面的最短距离 （简记为 DNF）增大而递减。与非连续面的倾角相比，走向角是影响水力裂缝穿透行为的关键因素；准确预测油藏中 水力裂缝扩展路径，有必要准确获取非连续面产状和三向地应力场；根据泵压曲线的特征，可判断水力裂缝是否穿透 非连续面和定性的判断 DNF，为油田现场评价水力压裂效果提供参考。

  2024-12-12 iGeo

• 节理的剪切强度准则和剪切分量：剪切强度准则

  节理的峰值剪切强度受表面三维形貌和材料力学属性的影响，已有的文献着重阐述形貌参数的重要性。总结 分析了材料的抗拉强度对节理剪切力学性质的影响。采用最大可能接触面积比、最大视倾角、视倾角分布参数描述节 理沿剪切方向的三维形貌特征，用双曲线函数描述不同法向应力下的剪胀角，提出新的剪切强度准则，计算值与试验 值保持了较好的一致性。采用其中 28 组岩石节理的直剪试验数据对新准则与 JRC-JCS 准则进行了比较，结果表明 JRC-JCS 准则的计算值与试验值相比差异更大。新准则采用的形貌参通过由形貌测试确定，避免了主观因素对形貌参 数取值的影响，可用用于估算岩石节理的峰值剪切强度。

  2024-12-12 iGeo

• 基于组合模型法的贯通节理岩体动态损伤本构模型

  针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果，将贯通节理岩体变形过程中 的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩 石细观损伤的非线性元件、节理面闭合及剪切变形元件等 3 个基本元件的串联来模拟，动态应力分量采用黏性元件来 模拟，从而建立了贯通节理岩体动态单轴压缩损伤本构模型。其次，根据贯通节理岩体在单轴压缩荷载下往往会沿节 理面发生剪切破坏的特点，在前述已建立的损伤本构模型中引人节理剪切破坏准则对该模型进行修正，从而更好地考 虑了节理剪切强度对该模型的影响，最终建立了考虑节理剪切强度的贯通节理岩体单轴压缩损伤本构模型。最后利用 该模型对贯通节理岩体在压缩荷载作用下的力学特性进行了分析计算，重点讨论了节理倾角对岩体单轴动态压缩峰值 强度的影响规律。研究结果表明随着节理倾角的变化，节理岩体将发生岩块张拉或剪切破坏、沿节理面的剪切破坏及 上述两种破坏模式的复合破坏，相应地节理岩体的单轴压缩动态峰值强度也随之有较大变化。

  2024-12-12 iGeo

• 层面参数对顺层岩质边坡地震动力破坏过程影响研究

  建立 3 组含有非完全贯通层面和正交次级节理的顺层岩质边坡数值模型，运用 FLAC/PFC2D 耦合计算方法进 行了地震动力破坏过程模拟试验。试验结果证明：非贯通层面部分在水平地震动力作用下，同时存在张拉和剪切两种 破坏模式。非贯通层面部分的强度和层面贯通率对顺层边坡地震动力稳定性的影响十分明显，控制着边坡产生破坏的 临界地震动力输入幅值以及产生破坏后边坡的破坏范围大小。贯通层面部分的抗剪强度（即贯通层面的摩擦角）对边 坡地震动力稳定性和破坏范围的影响很小，只有在顺层边坡内部所有岩层层面均完全贯通的前提下才能转变为边坡稳 定性主控因素。

  2024-12-12 iGeo

• 陡缓节理切割形成的平面滑移型危岩稳定性分析

  通过建立以陡、缓 2 组节理切割形成的危岩体平面滑移失稳模式的工程地质模型，分析典型失 稳模式的特征，并结合静力平衡分析和数值模拟的方法研究节理倾角、边坡坡角、裂隙水深度、结构面强 度等因素对危岩体稳定性的影响，为危岩体崩塌成灾预判和危险性预估评价提供依据。研究结果表明: 影响围岩稳定性的敏感因素由大到小依次为裂隙水、内摩擦角、坡角、陡倾角、缓倾角和黏聚力。

  2024-12-12 iGeo

• 复杂岩质边坡的破坏类型及稳定性分析

  复杂岩质边坡主要受结构面发育状态控制形成多种类型的变形破坏模式，与土质边坡迥异。本文以招商局漳 州开发区 11 号山西段边坡为例，基于现场地质调查，对其主要节理面进行统计分析和变形模式评判，并对圆弧滑动破 坏、楔形体破坏、平面滑动破坏及滚石破坏等各种破坏类型进行定量化评价，进而对边坡整体稳定性进行分析评价， 为治理该复杂岩质边坡提出合理化建议，并总结形成复杂岩质边坡稳定性分析的评价思路和基本流程。

  2024-12-11 iGeo

• 随机块体对泰山抽水蓄能电站地下厂房稳定性的影响分析

  关键块体的稳定性决定着岩体地下洞室的整体稳定性，因此确定洞室围岩关键块体的位置、大小以及 关键块体失稳模式对控制及预测洞室的安全性至关重要。泰山抽水蓄能电站地下厂房围岩受到不连续面切割，存 在稳定性问题，故对其长期稳定性进行了深入研究。在获得研究区节理裂隙产状概率特征的基础上，采用赤平极射 投影法确定该区地下厂房概率最大失效模式，搜索厂房区关键块体的位置，并对其长期稳定性进行分析预测，给出 关键块体安全性的定量指标。同时将强度折减法与关键块体理论相结合，对地下厂房长期稳定性及风险进行了有 效预测，研究成果可为泰山抽水蓄能电站后续加固方案的制定提供借鉴与依据。

  2024-12-11 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。

  2024-12-05 iGeo