• Rocscience-有限元强度折减法在加筋格宾陡坡支挡结构中的应用

  依托我国第一座高速公路加筋格宾陡坡支挡结构;湖北大广北高速公路兰溪互通 AK0+939.68～ AK1+079.71，BK0+296.55～366.18 陡坡加筋土工程，以岩土工程专业有限元程序Rocscience-Phase2 V6.0 为研究平台，采用 有限元强度折减法对该加筋格宾陡坡的稳定性进行评价。以经典极限平衡条分法的计算结果为基础，分析单元选 型对计算结果的影响，提出采用有限元强度折减法计算筋材拉力分布，从而确定加筋土结构内部破裂面的方法， 探讨填料黏聚力 c、内摩擦角ϕ、网面拉力、地震力、填土重度、车辆荷载以及加筋间距等重要参数对安全系数的 影响。相关成果可指导具体工程设计。

  2025-06-03 iGeo

• Rocscience-岩体离散裂隙网络稳定性计算的节理有限元法

  通过对广乐高速公路坪石至樟市段大量裂隙岩体边坡的稳定性研究认为：客观的地质模型、恰当的本构关 系、正确的计算参数、有效的计算方法是裂隙岩体模拟计算的 4 个关键问题，抓住并解决好这 4 个方面的问题， 是裂隙岩体数值分析取得可靠成果的关键。提出裂隙岩体稳定性模拟计算的节理有限元法(JFEM)，视裂隙岩体为 由岩块和离散裂隙网络组成的二元结构，同时考虑岩块和离散裂隙的属性，充分体现岩块和岩块接触作用的非线 性关系。首先，基于 Jaeger 单结构面理论，应用 JFEM 计算裂隙岩体的抗压强度，以验证 JFEM 的可靠性；其次， 引入离散裂隙网络模型(DFN)，重点探讨基于 Voronoi 模型、Baecher 模型和 Veneziano 模型的裂隙岩体稳定性计 算问题，岩块和节理的本构关系分别采用广义的 Hoek-Brown 准则和 Barton-Bandis 剪切强度准则，应用强度折减 法计算裂隙岩体的稳定系数，并对裂隙岩体网络模型中关键参数取值对岩体的稳定性影响进行探讨。研究结果可 为裂隙岩体的稳定性评价提供一个新的思路，为工程决策提供理论依据。

  2025-06-03 iGeo

• 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。

  2024-12-19 iGeo

• 基坑上跨已运营地铁隧道的设计及实测分析

  基于某箱型隧道上跨已运营地铁隧道基坑工程，对该工程支护结构及基坑开挖方式进行设计。有限元分析及 实测结果表明，采用人工抽条放坡开挖+板锚支护可以有效地控制基底土体的回弹和既有地铁隧道的变形。该工法充分 利用基坑开挖的时空效应，人工抽条放坡开挖主要用于控制在基坑开挖过程中引起的土体的回弹及地铁隧道的上浮； 而板锚支护的设置，则可有效地约束基坑开挖后由于土体卸载引起的地铁隧道变形。该工程采用数值分析进行施工前 预测与自动化监测指导施工相结合方法也是工程成功实施的关键，其成功经验可为类似的工程提供一定的参考。

  2024-12-12 iGeo

• 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

• 钙质岛礁沉降变形过程分析

  随着海上丝绸之路战略的推进，中国在多个钙质岛礁上开展了工程建设。沉降变形是岛礁建设所面临的主要问 题之一。由于钙质砂工程性质的特殊性，钙质岛礁的沉降变形过程和机理具有一定的独特性。然而，由于岛礁位置通常远 离内陆，使用常规监测方法不易于开展岛礁沉降研究，有关钙质岛礁沉降变形的研究仍较少。本研究选取我国典型钙质岛 礁，利用永久散射体干涉测量技术（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＳｃａｔｔｅｒｅｒＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ，ＰＳＩ），准确反演了其沉降变形过程，并 进 行 数 值 模 拟分析。初步结果表明：钙质岛礁的沉降变形存在明显的时空分异特征，总 体 上，岛礁边缘沉降速率略大于其内部沉降速 率，工程扰动区大于非扰动区；与其他吹填材料的区域相比，钙质岛礁沉降速率偏小，总体上稳定。但是沉降过程在时间上 表现出明显的非线性波动特征，受工程建设和海洋水动力影响明显。考虑到钙质砂特殊的结构特征和复杂的颗粒破碎机 理，钙质岛礁未来的沉降变形仍然存在一定的不确定性，需要进一步的过程监测和机理分析，以期为我国岛礁的安全建设 提供科学支撑。

  2024-12-12 iGeo