• 基于 PEM--JFEM 方法的节理岩质边坡稳定性评价

  以赞比亚一露天铜矿南帮边坡( 矿体下盘) 为研究对象，将 Ｒosenbluth 点估计方法与节理有限元方法相结合应用于 该节理发育的岩质边坡稳定性评价中． 建立以边坡岩体材料强度参数( 内摩擦角和黏聚力) 为输入变量，安全系数为输出变 量的概率模型，点估计状态函数的求解过程引入节理有限元方法． 通过现场节理及结构面调查，建立边坡节理有限元模型求 解边坡安全系数，得到基于安全系数的边坡变形破坏概率统计指标，对边坡稳定性进行了概率分析，分析结果与现场失稳情 况一致． 该方法既考虑了岩体材料参数在赋值过程中实际存在的不确定性，同时也考虑了节理岩质边坡的节理属性，充分体 现了岩层接触作用的非线性关系，使得对节理岩质边坡的稳定性评价更加合理．

  2024-11-20 iGeo

• 深埋圆形巷道围岩塑性区位移及特征曲线新解和参数分析

  考虑中间主应力、脆性软化、剪胀特性、塑性区弹性模量及弹性应变定义等综合影响，提出深埋圆形巷道弹塑性计 算的基本假定，进而建立围岩塑性区位移及特征曲线新解，对其进行可比性分析与比较验证，并详细探讨各因素影响特性。 所得围岩塑性区位移及特征曲线新解是不需要借助任何数值算法的理论解析解，具有广泛的适用性和很好的可比性。研究结 果表明：巷道结构的强度理论效应即中间主应力影响显著，相应的支护可以减弱或改用轻型支护；不考虑脆性软化或剪胀特 性都将低估围岩实际位移，工程设计偏危险；半径相关的塑性区弹性模量得到的围岩变形及特征曲线处于上、下限之间，能 体现巷道开挖卸载受扰程度的距离渐进性变化；塑性区弹性应变应优先选用更合理和准确的第三定义，且各因素之间存在相 互影响。

  2024-11-20 iGeo

• 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

• 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

• 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

• 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

• 滚石运动过程中关键参数的影响分析

  边坡滚石是一种常见的工程地质灾害，滚石运动的复杂性往往与其影响因素密切相关。针对滚石从发源地到 终止点之间的运动形态，对影响滚石运动轨迹和能量转换的诸多参数进行了探讨，通过理论比对分析，筛选出主要的 影响参数，即边坡坡面还原系数、坡面摩擦角、坡面粗糙度、滚石自转的角速度和滚落状态 5 方面进行了系统的模型 试验和数值模拟分析，总结出了外在因素以及内部因素耦合作用下的滚石的运动形态。为进一步深入研究滚石运动奠 定了基础，为制定相应的工程防护措施提供了参考依据。

  2024-11-20 iGeo

• ​岩体渗透各向异性对地下水封油库 围岩稳定性的影响

  地下水封油库是目前世界上最主要的战略石油储备模式，由于它是采用水封的形式将原油储存于地下岩石 洞室中，因此，岩体的渗透特性(尤其是各向异性特征)将影响围岩的稳定性。以国内在建的首个大型地下水封石 油洞库工程为背景，在花岗片麻岩体渗透各向异性特征研究的基础上，对不同渗透各向异性比值下，洞室围岩地 下水压力、流速、位移和应力等进行有限元分析，并采用广义 Hoek-Brown 准则的强度折减法研究渗透各向异性 对洞室群围岩整体稳定性系数的影响。研究结果表明，花岗片麻岩体渗透各向异性对洞库围岩地下水压力和流速 具有显著影响，随渗透各向异性比值的增加，地下水压力线性增大，地下水流速呈对数递减关系；渗透各向异性 对洞库围岩变形无影响；对围岩应力场影响不明显，可以忽略不计；对洞室群围岩的整体稳定性系数影响较大， 总体随各向异性比值的增加逐渐下降。这对地下水封油库工程的稳定性评价具有一定理论和工程价值。

  2024-11-20 iGeo