• 基于围岩本体 Mogi-Coulomb 强度准则的层理性岩层斜井井壁稳定模型

  层理性地层中进行大斜度井施工的井壁失稳问题较为突出，在传统井壁稳定模型基础上，以弱面对岩石强 度的弱化作用实验为依据，引入欧拉变换充分考虑三维地应力方向的任意性，利用 Mogi-Coulomb 准则强化中主 应力对围岩本体强度的影响，结合单弱面强度准则建立分析层理性地层斜井井壁稳定问题的模型，并进一步给出 计算斜井坍塌压力与破裂压力的方法与公式。实验与计算结果表明：当加载方向与弱面夹角为 30°时岩石强度最 低；Mogi-Coulomb 准则因考虑了中主应力的影响而对围岩本体强度的估计更为有效；考虑层理弱面影响的井壁坍 塌破坏区域明显增大，破坏位置也发生改变；取得最小坍塌压力值的钻井方向在空间中与层理面并非简单的垂直 关系；空间中关于地应力主平面对称的井孔破裂压力相同。利用所建模型进行安全泥浆压力窗口的计算可为安全 钻井以及斜井轨迹设计提供理论依据。

  2024-12-18 iGeo

• 论完整岩体的现场强度

  目前国际上普遍认为完整岩体的现场强度近似等于(0.40.1)c，其中，c为室内岩石单轴抗压强度。此外， 也有学者建议原位岩体的破坏强度，即地下工程围岩的启裂强度，可等价于室内单轴压缩试验或现场微震监测确 定的岩石裂隙初始的应力；其原理主要以基于 Kirsch 解析解或简化的数值模拟(光滑的开挖边界)来近似表达隧道 开挖面上的最大切向应力max。然而，这些方法均忽略了开挖边界的几何非规则性对计算结果的影响。经论证表 明，若考虑开挖面的几何非规则性因素，完整岩体的现场破坏强度并不等于(0.40.1)c，其破坏强度可高达 (0.80.05)c。以加拿大地下实验室 Mine-by 试验隧道为例，并以该隧道的实际断面形状为几何边界条件，采用有 限元软件 Phase 2 模拟隧道围岩的渐进破坏过程。研究结果表明，当原位岩体强度为 0.8c时，模拟结果与实际观 测结果具有很好的一致性。因此，忽略开挖边界的几何非规则性而解读的原位岩体强度(0.40.1)c 仅是“等价” 强度值，其低估了岩体的实际强度。

  2024-12-11 iGeo

• 平水铜矿井下工程岩体稳定性分析

  针对浙江平水铜矿 ―４４５ｍ 中 段 上、下 盘 围 岩 和 矿 体进行了工程地质和物理力学参数分析研究，采 用 ＲＱＤ 指 标基本分类法、南非 Ｂｉｅｎｉａｗｓｋｉ的 地 质 力 学 ＲＭＲ 分 级 法 和 挪威 ＢａＲｔｏｎ的 Ｑ 系统３种方法对岩体进行了分级，结 合 矿 山实际采用 Ｒｏｃｌａｂ软件对矿岩的力学参数进行计算分析， 得出了各岩体的工程稳定性状况，奠定了井下岩体力学及工 程稳定性分析的理论基础。

  2024-12-11 iGeo

• 基于分析分解模型数值试验的围岩力学参数估算

  地下硐室围岩因结构面存在稳定性显著降低，且受结构面影响难以进行力学参数室内试验测定，导致不同围岩力学参数难以准确表示。提出一种采用分析分解模型数值试验估算围岩力学参数的新方法，依据围岩分类体系结果，借助FracSim 3D程序构建不同围岩类别的三维结构面网络模型，并通过x，y，z方向截取二维结构面网络图以反映岩体各向异性特征，实现构建分析分解模型; 之后，应用已有试验成果将分别得到的对应的完整岩块及相关 结构面的力学参数值作为模型基本输入参数; 最后，应用有限元法(Phase 2D程序) 建立其对应的岩体结构数值模型，通过有效控制边界条件实现对单轴压缩、三轴压缩等试验的模拟，即实现用宏观等效的岩体模型来预测岩体强度与变形特性，进而完成对不同类别围岩力学参数值的确定。

  2024-12-05 iGeo

• 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。

  2024-12-04 iGeo

• 地震作用下岩石动态力学参数估算方法探讨

  岩体在地震作用下的动态力学参数是对岩石工程准确地进行地震稳定性分析的基础。在探究地震作用下岩 石材料合理应变速率基础上，利用动态力学试验与岩体力学参数的经验估算方法，讨论考虑地震作用的岩石动态 力学参数估算问题。结果表明：(1) 对于依托工程而言，相应的地震代表性应变速率为 10－2 ～5×10－2 /s。这一应变 速率范围介于准静态和传统上的“中等应变速率”之间。(2) 对动力学试验结果进行拟合时发现，强度包络线的形状并 不随着应变率的增加而变化，仅有强度包络线截距变化。基于此提出考虑动态应变速率的地震动态强度参数估算 经验公式，可在静态参数和应变速率的基础上估算考虑地震作用的动态强度参数。(3) 基于 Hoek & Diederichs 经 验公式，给出地震作用下岩体动态模量的估算方法。(4) 最终，结合岩体的地震动态强度参数与模量参数的估算 方法，提出考虑地震作用的岩石动态力学参数估算方法。并以白鹤滩水电站岩体为例，对这一方法进行了说明。

  2024-11-22 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

• 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。

  2024-12-19 iGeo