复杂应力路径下的花岗岩洞室开挖损伤区研究

1

作者 王贵宾 刘桓兑 +2 位作者 唐明豪 杨春和 陈世万 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2539-2553,共15页

在储库的建设与运行过程中,复杂的应力路径是控制围岩损伤的主要因素。然而在围岩的损伤区研究中,应力路径仍未得到充分考虑,特别是忽略了主应力轴旋转在围岩损伤中的作用。基于岩石扭剪仪开展岩石主应力轴旋转试验,利用断裂力学理论对... 在储库的建设与运行过程中,复杂的应力路径是控制围岩损伤的主要因素。然而在围岩的损伤区研究中,应力路径仍未得到充分考虑,特别是忽略了主应力轴旋转在围岩损伤中的作用。基于岩石扭剪仪开展岩石主应力轴旋转试验,利用断裂力学理论对裂隙的尖端应力场进行了分析。结果表明,应力旋转会提高裂隙尖端的拉应力以促进裂隙的进一步发育,从而导致岩体强度的降低,且降低幅度与旋转角度呈明显的正相关关系。基于上述结果提出了一种考虑应力旋转的损伤演化表征法,在岩体最大偏应力超过第一次起裂应力后,对主应力轴任意方向的旋转角度进行累加,得到累计有效旋转角度。利用其随深度变化规律实现开挖损伤区(excavation damage zones,简称EDZS)的圈定,同时利用损伤区的最大深度和超过第2次起裂应力的偏应力范围划定剥落区。该方法综合考虑了应力路径中主应力的幅值与旋转角度的变化,更加全面地反映了围岩损伤演化机制,并通过Mine-by隧道数值模型与现场监测数据的对比进行了有效性验证。本研究可以为理解围岩损伤机制和预测围岩损伤范围提供新思路。 展开更多

关键词 应力路径 开挖损伤区(edz) 花岗岩 起裂应力 应力旋转

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灰岩隧道开挖损伤区特征研究:以桐梓隧道为例 被引量：2

2

作者 柏明武 陈世万 +3 位作者 左双英 魏元龙 田娇 田云雷 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第5期71-83,共13页

【目的】隧道损伤区范围及其损伤特征的精确表征对隧道工程岩体质量评价和围岩支护优化十分重要。【方法】以贵州桐梓隧道为研究对象,通过围岩钻孔岩芯精细编录、钻孔波速测试和钻孔电视摄影,获得围岩内开挖诱发裂隙分布及岩体波速劣化... 【目的】隧道损伤区范围及其损伤特征的精确表征对隧道工程岩体质量评价和围岩支护优化十分重要。【方法】以贵州桐梓隧道为研究对象,通过围岩钻孔岩芯精细编录、钻孔波速测试和钻孔电视摄影,获得围岩内开挖诱发裂隙分布及岩体波速劣化特征;并对不同钻进深度的岩芯开展核磁共振测试,认识损伤区岩芯细微观结构改变特征。【结果】结果显示,岩芯获得率在1.25倍洞径范围内降低,新生裂隙在1.25倍洞径范围内出现,岩体波速在0.4~0.6倍等效洞径范围内降低明显;孔隙率在0~3 m内急剧下降,该范围内大孔孔隙增大明显。【结论】对比多种理论强度计算的开挖损伤区范围结果发现,Hoek-Brown准则、统一强度理论和数值模拟计算获得的损伤区范围与实测结果一致,适用于灰岩体损伤强度理论计算。损伤范围判定的经验公式,获得了判定损伤区的指标,对定量判定灰岩隧道开挖损伤范围具有重要意义。 展开更多

关键词 隧道 开挖损伤区 灰岩 新生裂隙 波速 影响因素

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开挖损伤区(EDZ)对核素迁移的影响

3

作者 孙琦 章晓崑 张振涛 《同位素》 CAS 2021年第2期104-110,共7页

随着核电的发展,核电站产生的乏燃料处理处置受到了大众的高度关注。通过对嬗变法、稀释法和隔离法等方法的综合对比,目前,高放废物深地质处置是国内外公认处理核废物的最佳办法。在处置库建造阶段,由于开挖使得围岩中应力重新分布,围... 随着核电的发展,核电站产生的乏燃料处理处置受到了大众的高度关注。通过对嬗变法、稀释法和隔离法等方法的综合对比,目前,高放废物深地质处置是国内外公认处理核废物的最佳办法。在处置库建造阶段,由于开挖使得围岩中应力重新分布,围岩发生扰动,岩体内部原生裂隙出现扩展、连通,产生新生的微裂隙,岩体的渗透系数变大,这种区域即为开挖损伤区(excavation damaged zone,EDZ)。EDZ位于高放废物处置库工程屏障和远场围岩中间,是放射性核素迁移的重要迁移通道。地下水流经深部围岩裂隙与扰动层破碎带发生水岩反应导致成分发生变化,进而影响高放废物中核素释出速率与迁移参数,需要在地下实验室开挖过程中获取大尺度裂隙围岩及扰动层破碎带,建立核素释出和迁移装置,获得地下水侵入深部围岩裂隙与扰动破碎带导致高放废物核素释出与迁移参数变化规律,对于整个地质处置场的安全评价具有重要意义。研究人员通过实验和计算机软件进行模拟分析发现,EDZ区的裂隙水、Eh-pH、裂隙充填物、裂隙中的胶体以及裂隙中的腐殖酸等,均会对核素迁移产生影响。开展EDZ对高放废物体核素源项释放的影响研究和深部围岩条件下核素迁移行为研究,掌握关键核素在深部地质条件下的释出规律及其在EDZ区域和裂隙中的迁移规律,优化迁移模型,将为地下实验室运行阶段开展核素迁移实验提供技术储备,为我国高放废物处置库场址比选、概念设计和安全评价提供技术支撑和科学依据。 展开更多

关键词 开挖损伤区(edz) 地质处置 放射性核素

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岩石高边坡爆破开挖损伤区岩体力学参数弱化规律研究 被引量：29

4

作者 杨建华 代金豪 +2 位作者 姚池 蒋水华 姜清辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期968-975,共8页

岩石边坡爆破开挖引起的岩体力学性能劣化对边坡稳定具有不利的影响,Hoek-Brown(H-B)准则是快速估算损伤岩体力学参数的有效途径之一。针对白鹤滩水电站左岸834~750 m高程拱肩槽边坡爆破开挖,通过分析爆破后边坡岩体的声波速度,定量确定... 岩石边坡爆破开挖引起的岩体力学性能劣化对边坡稳定具有不利的影响,Hoek-Brown(H-B)准则是快速估算损伤岩体力学参数的有效途径之一。针对白鹤滩水电站左岸834~750 m高程拱肩槽边坡爆破开挖,通过分析爆破后边坡岩体的声波速度,定量确定了H-B准则中扰动因子D的取值及其随深度的变化规律,在此基础上研究了损伤区内岩体力学参数的弱化规律。研究结果表明:随着岩体深度的增加,扰动因子D线性降低,损伤区内岩体变形模量线性增大,岩体单轴抗压强度、单轴抗拉强度、内摩擦角和黏聚力非线性增大;爆破开挖扰动下岩体单轴抗压强度弱化最为严重,内摩擦角弱化程度最小。研究成果可为边坡稳定性分析与支护设计的岩体力学参数取值提供参考。 展开更多

关键词 岩石边坡 爆破 开挖损伤区 HOEK-BROWN准则

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高应力区大尺度隧洞开挖损伤区范围预测研究 被引量：12

5

作者 周栋 赵志宏 赵佳鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期67-72,共6页

通过理论公式和数值模拟方法进行了高应力区大尺度隧洞开挖损伤区范围预测研究。当圆形隧洞开挖后,根据工程经验得到的破坏准则,结合隧洞周围的应力经典求解结果,可以推导出损伤区范围的理论公式,并且水平方向与竖直方向的范围能够直接... 通过理论公式和数值模拟方法进行了高应力区大尺度隧洞开挖损伤区范围预测研究。当圆形隧洞开挖后,根据工程经验得到的破坏准则,结合隧洞周围的应力经典求解结果,可以推导出损伤区范围的理论公式,并且水平方向与竖直方向的范围能够直接得到,可以作为估测开挖损失区的实用方法。当把破坏准则与有限元方法结合,能够得到更为精确的损伤区分布,改变隧洞的形状与尺寸,得到主要结论如下:当初始水平应力小于竖直应力时,圆形隧洞的直径增大后,水平方向的开挖损伤区范围比竖直方向更大;隧道形状对开挖损伤区分布范围和特性有着显著影响,在相同地应力和围岩条件下,开挖相同面积的圆形和矩形隧洞,圆形隧洞的损伤区范围比矩形隧洞更小;3当矩形隧洞的宽高比增大后,开挖区附近出现拉应力,水平方向的损伤区范围最大。 展开更多

关键词 深部隧洞 高地应力 大尺度 开挖损伤区

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脆性岩体开挖损伤区范围与影响因素研究 被引量：10

6

作者 李建贺 盛谦 +3 位作者 朱泽奇 刘世伟 程红战 周兴涛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期190-197,共8页

在脆性岩体地下工程开挖损伤区中,由应力导致的围岩损伤破裂占据主要地位。基于地下洞室开挖破坏数据库,修正了Kaiser等人提出的预测硬岩损伤区深度的经验公式,通过考虑原位应力比的影响,修正后的经验公式在拟合优度和预测准确性方面均... 在脆性岩体地下工程开挖损伤区中,由应力导致的围岩损伤破裂占据主要地位。基于地下洞室开挖破坏数据库,修正了Kaiser等人提出的预测硬岩损伤区深度的经验公式,通过考虑原位应力比的影响,修正后的经验公式在拟合优度和预测准确性方面均有了一定程度的改善。为进一步研究开挖损伤区的范围及影响因素,提出了起裂判据CIC作为损伤区的力学表征指标,经对比验证,采用CIC判别的损伤区深度与经验公式预测值及现场实测值较为吻合,表明CIC作为损伤区表征指标具有较好的可行性;在CIC基础上,分析了洞室形状、方位对围岩诱发应力和损伤区范围的影响,研究表明,在高地应力场条件下,"谐洞"并不是最合理的洞形,而通过在小主应力方向上设置小曲率半径,可将高压缩应力限制在局部范围内,从而避免洞室围岩大范围的损伤破裂。相关认识和结论具有一定理论和工程意义。 展开更多

关键词 地下洞室 开挖损伤区(edz) 经验公式 起裂判据(CIC) 洞室形状 曲率半径

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北山坑探设施开挖损伤区现场声发射监测试验研究 被引量：7

7

作者 陈世万 杨春和 +2 位作者 王贵宾 李二兵 陈亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期349-359,共11页

为研究爆破开挖对围岩的损伤,在高放废物地质处置地下设施(北山坑探设施)开展了开挖损伤区(EDZ)的研究。对多个爆破回次开挖全过程进行了声发射监测试验,根据声发射撞击数演化特征,将爆破开挖围岩的损伤过程分为爆破损伤段和渐进损伤段... 为研究爆破开挖对围岩的损伤,在高放废物地质处置地下设施(北山坑探设施)开展了开挖损伤区(EDZ)的研究。对多个爆破回次开挖全过程进行了声发射监测试验,根据声发射撞击数演化特征,将爆破开挖围岩的损伤过程分为爆破损伤段和渐进损伤段,分析了声发射信号频率演化规律。根据两阶段信号参数特征分析了对应阶段微破裂机制,通过高频探地雷达圈定了开挖损伤区范围,发现各回次开挖损伤区的厚度与声发射撞击数具有较好的相关关系,并分析了室内及现场试验岩石(体)的"蠕变"特征与声发射演化规律。分析认为,爆破后声发射演化特征是围岩渐进损伤过程的直接体现,渐进损伤在位移上表现为"蠕变"特征,声发射能有效地表征围岩的变形过程及其所处的损伤状态。研究成果对声发射现场应用表征围岩的损伤状态具有一定参考价值。 展开更多

关键词 开挖损伤区(edz) 声发射(AE) 高放废物地质处置 雷达

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基于微震监测的高速铁路大跨度过渡段隧道开挖损伤区分布特性及演化规律 被引量：10

8

作者 李奥 张顶立 +4 位作者 房倩 孙振宇 曹利强 刘道平 闫文发 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期53-62,共10页

基于微震监测技术具有识别岩体损伤位置、程度和大小以及破坏进程的优势,以新建京张高速铁路八达岭长城站大跨度过渡段隧道为研究对象,在隧道地表与洞周布设微震测点,实现立体式、全方位的微震事件监测。根据监测结果,分析围岩损伤区分... 基于微震监测技术具有识别岩体损伤位置、程度和大小以及破坏进程的优势,以新建京张高速铁路八达岭长城站大跨度过渡段隧道为研究对象,在隧道地表与洞周布设微震测点,实现立体式、全方位的微震事件监测。根据监测结果,分析围岩损伤区分布特性及演化规律。结果表明:根据微震事件分布密度,可将微震事件分为高密度区、中密度区和低密度区;微震事件累计分布频率为60%的边界可作为高密度区与中密度区的交界,累计分布频率为80%的边界可作为中密度区与低密度区的交界;微震事件高密度区对应为围岩高损伤区,围岩高损伤区受围岩级别和隧道跨度的双重影响,给出基于这2个参数的隧道不同位置处围岩高损伤区深度预测公式;围岩损伤程度采用微震事件的平均矩震级参数标度;围岩损伤区深度与围岩变形之间存在较强的正相关性及阶段性。基于围岩高损伤区深度,进行预应力锚索(杆)设计,结合围岩变形结果,验证了锚索(杆)设计参数的安全性。 展开更多

关键词 高速铁路 大跨度隧道 开挖损伤区 微震监测 损伤程度

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高地应力硬脆性围岩开挖损伤区时效性扩展案例分析——特征与机制 被引量：6

9

作者 杨艳霜 周辉 +2 位作者 梅松华 张占荣 李金兰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1357-1365,共9页

硬脆性围岩在开挖完成后,其强度在高应力的影响下具有明显的时间效应,这导致围岩开挖损伤区的发展也呈现出与时间相关的特征。在岩石强度时效性演化模型的基础上,以锦屏二级水电站试验洞钻孔摄像、声波、变形监测等开挖损伤区实测结果... 硬脆性围岩在开挖完成后,其强度在高应力的影响下具有明显的时间效应,这导致围岩开挖损伤区的发展也呈现出与时间相关的特征。在岩石强度时效性演化模型的基础上,以锦屏二级水电站试验洞钻孔摄像、声波、变形监测等开挖损伤区实测结果为目标函数,采用正交设计方法、最小二乘支持向量机模型、粒子群优化算法等方法,建立了考虑时间效应的LSSVM-PSO智能反演分析方法,并以锦屏二级水电站试验洞为例,研究了开挖完成后的25 d里,围岩强度在高地应力条件下的时效性演化特征,进而获得这一时段内开挖损伤区扩展过程。研究结果表明:(1)高应力地区,隧洞开挖后,围岩损伤区的主要扩展方向受地应力控制,且最大扩展方向为最小主应力方向,且破坏区(破坏接近度FAI≥2)也集中于该方向;(2)开挖损伤区面积随时间近似呈S形曲线变化,表明开挖损伤区初始发展较为缓慢,随着时间推移呈现线性增加的趋势,最后又逐渐趋于稳定;(3)开挖后第3~10 d为开挖损伤区快速增长阶段。该研究成果对高应力地区硬脆性围岩开挖损伤区时效性演化研究具有指导意义。 展开更多

关键词 开挖损伤区 破坏接近度 时间效应 智能反演

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深部硬岩开挖损伤区时效行为的中间主应力效应研究

10

作者 郁培阳 丁秀丽 +1 位作者 潘鹏志 黄书岭 《水电能源科学》 北大核心 2023年第8期170-174,共5页

为探究中间主应力对深部硬岩开挖损伤区时效行为的影响,基于Perzyna弹粘塑性理论和应变能理论及考虑中间主应力的三维屈服准则,建立了硬岩蠕变全过程的粘塑性损伤耦合本构模型,并将其嵌入到工程岩体破裂过程分析软件(CASRock)中,通过比... 为探究中间主应力对深部硬岩开挖损伤区时效行为的影响,基于Perzyna弹粘塑性理论和应变能理论及考虑中间主应力的三维屈服准则,建立了硬岩蠕变全过程的粘塑性损伤耦合本构模型,并将其嵌入到工程岩体破裂过程分析软件(CASRock)中,通过比较模拟结果与试验结果,验证了模型和程序的有效性。进一步模拟了锦屏地下实验室二期工程#1实验室的时效行为,并探究了不同中间主应力作用下硬岩开挖损伤区的时效破裂过程,发现硬岩的时效破裂行为表现出明显的中间主应力区间效应;通过总粘塑性应变与中间主应力的等时曲线簇发现中间主应力的区间效应受时间影响;开挖损伤区的存在能促进其内部围岩时效破裂发展,从而扩大塑性区的范围。 展开更多

关键词 中间主应力 粘塑性损伤耦合蠕变模型 时效破裂 开挖损伤区 长期强度

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深层处置库开挖损伤区深度预测

11

作者 王洋 王贵宾 +2 位作者 唐明豪 张君岳 黄路云 《工程与建设》 2019年第6期951-954,共4页

深层地质处置库(DGR)中开挖损伤区(Excavation Damage Zone,EDZ)深度表明三个区域是常见的,并且通常与应力诱发损坏有关。在传统工程软件中捕获损伤的一种方法是损伤起始和剥落限制(DISL)方法且已经评估了使用此方法的适用性,并且建议... 深层地质处置库(DGR)中开挖损伤区(Excavation Damage Zone,EDZ)深度表明三个区域是常见的,并且通常与应力诱发损坏有关。在传统工程软件中捕获损伤的一种方法是损伤起始和剥落限制(DISL)方法且已经评估了使用此方法的适用性,并且建议用于确定在脆性岩体中挖掘的EDZ的深度。通过有限元软件Phase2以北山坑探设施横断面结构形式在700m深度进行开挖模拟,围绕开挖过程中岩石的损伤特性、EDZ的形成机理、深度预测、EDZ数值模拟方法等一系列问题展开研究。研究发现:岩石从高损伤区进入损伤区的迹象是:最小主应力逐渐增大,体积应变与剪应变急剧减小;损伤区内、外边界的分区指标是体积应变趋于零,屈服百分率急剧下降;屈服百分率减小到零时,标志着从损伤区向影响区的过渡;对于深层处置库,上述分区方法为准确确定损伤区域中每个区域的深度提供了新思路。 展开更多

关键词 花岗岩 开挖损伤区(edz) 数值分析 本构模型 高放废物地质处置 Phase2

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硬岩深埋隧道开挖围岩损伤区的有限元分析 被引量：1

12

作者 孙晓飞 《科学技术创新》 2021年第8期138-141,共4页

数值计算方法已被广泛用来预测分析隧道开挖围岩的损伤范围,岩体本构模型和隧道开挖方法是决定围岩损伤范围预测结果准确性的两个主要因素。为了便于准确预测围岩损伤范围,本文分别采用弹-脆-塑模型、粘-脆-摩擦模型和损伤初始剥落模型(... 数值计算方法已被广泛用来预测分析隧道开挖围岩的损伤范围,岩体本构模型和隧道开挖方法是决定围岩损伤范围预测结果准确性的两个主要因素。为了便于准确预测围岩损伤范围,本文分别采用弹-脆-塑模型、粘-脆-摩擦模型和损伤初始剥落模型(DISL)三种本构模型模拟分析了Mine-by隧道开挖引起的围岩脆性破坏区,且与实际对比分析表明DISL模型较其它模型有更好的优越性。同时建立了不规则Mine-by隧道断面模型,其损伤区形状和范围均较好地吻合实际观测结果,表明在预测分析隧道开挖围岩损伤范围中应准确考虑隧道断面的不规则性。 展开更多

关键词 脆性损伤 本构模型 不规则断面 开挖损伤区

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隧道开挖损伤区围岩声波监测与变形模量预测研究 被引量：1

13

作者 张久长 韩春秀 《市政技术》 2018年第2期17-20,27,共5页

针对西南地区某公路隧道的钻孔声波监测数据,分析了爆破开挖方式下围岩损伤区的分布特征。基于岩体RMR分值和Q指标值,采用现场声波测试结果,预测隧道开挖损伤区围岩和原岩的变形模量。研究结果可为隧道工程的设计和施工建设提供有益的... 针对西南地区某公路隧道的钻孔声波监测数据,分析了爆破开挖方式下围岩损伤区的分布特征。基于岩体RMR分值和Q指标值,采用现场声波测试结果,预测隧道开挖损伤区围岩和原岩的变形模量。研究结果可为隧道工程的设计和施工建设提供有益的参考和技术支持。 展开更多

关键词 隧道围岩 开挖损伤区 声波监测 岩体变形模量

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高孔低渗泥岩渗流-损伤耦合模型与数值模拟 被引量：7

14

作者 贾善坡 高敏 +1 位作者 于洪丹 龚俊 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期558-568,共11页

以泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内试验和现场试验研究的基础上,以泥岩损伤为主线,研究开挖扰动对泥岩渗透性的影响规律,通过在渗流-应力耦合控制方程中引入损伤变量,建立泥岩的渗流-损伤耦合模型,完成了有限元程序的二次开发。对... 以泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内试验和现场试验研究的基础上,以泥岩损伤为主线,研究开挖扰动对泥岩渗透性的影响规律,通过在渗流-应力耦合控制方程中引入损伤变量,建立泥岩的渗流-损伤耦合模型,完成了有限元程序的二次开发。对泥岩巷道由于开挖施工引起的围岩卸载以及支护过程进行数值模拟,探讨开挖扰动影响下围岩的损伤分布形态以及渗透性质的演化规律。研究结果表明:计算所得的渗透率分布规律与实测结果一致,渗透性扰动区近似为椭圆形,扰动区最大渗透率约为原岩的397倍,与工程实际相吻合。 展开更多

关键词 泥岩 开挖扰动区 渗透性演化 损伤 耦合

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地下洞室群开挖卸荷过程微震活动特征研究 被引量：7

15

作者 沙椿 李彪 +3 位作者 徐奴文 戴峰 何刚 雷英成 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2014年第11期102-107,共6页

猴子岩水电站地下厂房开挖跨度大,其上覆岩体构造和受力条件复杂,开挖卸荷过程围岩稳定一直都是贯穿工程始终的重点和难点问题。目前常规监测手段难以对地下厂房围岩内部可能存在的微破裂进行有效监测和揭示,为实时分析开挖过程地下洞... 猴子岩水电站地下厂房开挖跨度大,其上覆岩体构造和受力条件复杂,开挖卸荷过程围岩稳定一直都是贯穿工程始终的重点和难点问题。目前常规监测手段难以对地下厂房围岩内部可能存在的微破裂进行有效监测和揭示,为实时分析开挖过程地下洞室群围岩变形和稳定性,2013年4月在猴子岩水电站地下厂房安装了高精度微震监测系统,实现了开挖卸荷过程地下工程深部围岩微破裂实时定位和分析。监测结果表明:微震活动性时空演化规律可以很好地揭示地下厂房岩体内部微破裂萌生、发育、扩展、相互作用和贯通直至宏观变形机制;同时,微震监测可以随厂房开挖工况动态识别和圈定围岩微破裂集中区域及其潜在变形失稳风险区域。最后,借助物探检测声波测试成果,建立微震活动性与岩体质量之间的联系。研究结果可供猴子岩水电站地下厂房下阶段开挖与支护参考和借鉴,也为类似深埋地下工程围岩稳定性预测和评价开辟了一条新的思路。 展开更多

关键词 微震监测 地下洞室群 开挖卸荷 损伤区 波速

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不同温度条件下盐岩卤水浸泡后损伤自恢复特性 被引量：6

16

作者 康燕飞 陈结 +4 位作者 姜德义 刘伟 范金洋 吴斐 蒋昌奇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期601-609,共9页

为了研究地下盐穴开挖扰动区(EDZ)损伤盐岩在盐穴综合利用过程中的自恢复特性,设计了损伤盐岩在卤水温度作用下的自恢复试验。结果表明:损伤盐岩经过卤水浸泡后在不同温度下烘干时力学性质可以得到恢复,在试验温度范围35～80℃内,其恢... 为了研究地下盐穴开挖扰动区(EDZ)损伤盐岩在盐穴综合利用过程中的自恢复特性,设计了损伤盐岩在卤水温度作用下的自恢复试验。结果表明:损伤盐岩经过卤水浸泡后在不同温度下烘干时力学性质可以得到恢复,在试验温度范围35～80℃内,其恢复效果随着温度的增加而增强。经过恢复处理的损伤盐岩试件二次加载时的声发射特征显示,其Felicity比低于0.1,Kaiser效应基本不成立,说明损伤盐岩在自恢复处理过程中其内部损伤在细观尺度上发生愈合。根据损伤盐岩试件自恢复处理后的细观形貌特征,总结出盐岩损伤恢复3种不同的细观机制:基于扩散作用的损伤微裂纹愈合,基于NaCl晶体重结晶作用的微裂隙充填以及破碎区NaCl晶体颗粒的愈合黏结。盐岩损伤恢复过程中,裂纹中充填的饱和卤水为裂纹中的物质传递提供了通道,同时提供了大量的结晶基础物质,为盐岩损伤愈合奠定了基础。温度的升高为盐岩损伤恢复提供了更高的能量,提升了损伤愈合速度,同时使氯化钠重结晶密度增加,从而提高了损伤恢复程度。 展开更多

关键词 盐穴 盐岩 开挖扰动区 损伤恢复

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地铁开挖对地基沉降影响的数值分析 被引量：28

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作者 王善勇 唐春安 +1 位作者 王述红 陆培炎 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期887-890,共4页

根据现场地质条件 ,以地基关键断面为研究对象建立相应的数值模型 ,应用自行开发RFPA2D程序就广州地铁二号线盾构开挖对新南方购物中心大楼稳定性影响问题进行了数值模拟研究·分析了隧道断面洞顶的沉降位移和建筑物地基的沉降位移 ... 根据现场地质条件 ,以地基关键断面为研究对象建立相应的数值模型 ,应用自行开发RFPA2D程序就广州地铁二号线盾构开挖对新南方购物中心大楼稳定性影响问题进行了数值模拟研究·分析了隧道断面洞顶的沉降位移和建筑物地基的沉降位移 ,数值模拟结果再现了隧洞开挖引起的周围岩体的损伤破坏过程 ,得到了隧洞及地基周围岩土的应力变化图 ,塑性区破坏图 ,以及位移矢量图 ,预报了破碎带的未来发展趋势·数值计算结果与采用解析算法的结果进行了对比验证 ,结果与现场观测资料基本吻合· 展开更多

关键词 地铁开挖 地基沉降 数值模拟 建筑物稳定性 有限元法 塑性区 岩体损伤 地下铁道

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地下洞室围岩EDZ判别方法及标准 被引量：3

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作者 徐光黎 李志鹏 +3 位作者 宋胜武 陈卫东 张世殊 董家兴 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期418-426,共9页

在引入EDZ概念的基础上,推荐采用声波、多点位移计、钻孔电视和声发射4种监测、检测技术方法来确定强、弱EDZ的深度。基于声波测试,通过分析波速-深度曲线特征和计算损伤因子D可以判别围岩EDZ;利用多点位移计和钻孔电视的监测检测成果,... 在引入EDZ概念的基础上,推荐采用声波、多点位移计、钻孔电视和声发射4种监测、检测技术方法来确定强、弱EDZ的深度。基于声波测试,通过分析波速-深度曲线特征和计算损伤因子D可以判别围岩EDZ;利用多点位移计和钻孔电视的监测检测成果,通过计算位移(张开量)-深度曲线和各区段的应变量,可以判别围岩EDZ;通过分析AE事件数及其频率的变化规律亦可以确定围岩EDZ深度。与单一指标的定性划分相比,提出的EDZ综合判别方法和判别标准具有客观、综合的特点,可以定性、定量地综合判别EDZ深度。 展开更多

关键词 开挖损伤区 声波 多点位移计 钻孔电视 声发射

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基于节理岩体损伤本构的洞室位移反分析研究与应用 被引量：3

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作者 杨云浩 徐卫亚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2723-2732,共10页

基于对洞室位移反分析中开挖扰动区处理方法的总结分析,探讨将节理岩体损伤本构应用于反分析研究中的实现方法。通过FLAC3D预留的二次开发接口,修改其内置应变软化模型的数值计算格式,即对位于屈服面以外的应力点采用修正应力张量分量... 基于对洞室位移反分析中开挖扰动区处理方法的总结分析,探讨将节理岩体损伤本构应用于反分析研究中的实现方法。通过FLAC3D预留的二次开发接口,修改其内置应变软化模型的数值计算格式,即对位于屈服面以外的应力点采用修正应力张量分量的方式替代主应力修正的方式,使修改后的本构模型可适用于各向异性的节理岩体,同时结合FISH语言编制的节理裂隙几何参数随开挖过程的演化程序实现对节理岩体等效柔度张量的更新,从而完成节理岩体损伤本构的FLAC3D二次开发。采用基于支持向量回归机与PSO-DE优化算法的增量位移反分析方法,应用该本构模型对思林水电站地下厂房围岩参数进行反分析。研究结果表明：对于开挖于含成组展布且相对结构尺寸为小量的断续节理岩体内的地下洞室位移反分析问题,将节理岩体损伤本构引入其中是一个很好的尝试,扰动区内围岩的等效弹模平均降低约为20.13%,计算增量位移值与量测值的相对误差在7.54%~16.56%,反分析成果是合理和可靠的。 展开更多

关键词 节理岩体 开挖扰动区 损伤 位移反分析 FLAC3D自定义本构

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爆破开挖对岩溶地层的破坏机理浅析

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作者 战军 施进贤 张亚娟 《城市道桥与防洪》 2015年第6期232-233,23,共2页

在岩溶地区隧道开挖的过程中,爆破振动有可能会造成溶洞的坍塌,溶洞的坍塌又会对隧道的稳定性造成影响。爆破亦会使隧道与临近溶洞之间产生贯通裂隙,从而导致岩溶涌水,影响施工质量和进度。探讨和研究爆破开挖对岩溶地层产生的损伤和破... 在岩溶地区隧道开挖的过程中,爆破振动有可能会造成溶洞的坍塌,溶洞的坍塌又会对隧道的稳定性造成影响。爆破亦会使隧道与临近溶洞之间产生贯通裂隙,从而导致岩溶涌水,影响施工质量和进度。探讨和研究爆破开挖对岩溶地层产生的损伤和破坏机理,并对爆炸应力波在岩溶地层中的传播机理及岩溶地层爆破振动致塌机制进行研究。 展开更多

关键词 隧道开挖 爆破 岩溶区 数值模拟 损伤控制 破坏机理

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