“三软”厚煤层开采覆岩多层位离层注浆减沉技术及应用 被引量：4

1

作者 郭文兵 吴东涛 +3 位作者 郭明杰 胡玉杭 杨伟强 王比比 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期1-12,共12页

采动覆岩离层注浆中注浆层位精准识别及保护层厚度合理确定,对防治地表沉陷、保护地表建(构)筑物具有重要意义。为了实现覆岩多层位离层精准注浆减沉,基于组合梁理论改进了离层位置判别方法,确定了覆岩多层位离层注浆充填位置;通过弹性... 采动覆岩离层注浆中注浆层位精准识别及保护层厚度合理确定,对防治地表沉陷、保护地表建(构)筑物具有重要意义。为了实现覆岩多层位离层精准注浆减沉,基于组合梁理论改进了离层位置判别方法,确定了覆岩多层位离层注浆充填位置;通过弹性薄板理论,建立了覆岩离层注浆保护层采动岩体结构力学模型;构建了覆岩多层位离层注浆充填空间的等效模型,并根据注浆空间上位岩层和下位岩层破断规律,给出了充填空间的最小和最大总体积;采用概率积分法并结合地表实际监测结果,评价了“三软”厚煤层覆岩多层位离层注浆效果,并对郑州矿区裴沟煤矿22151工作面开展了实例分析。结果表明:钻孔窥视验证了多层位离层注浆位置的准确性,在距煤层152.6 m中粒砂岩底部和距煤层168.6 m处细粒砂岩下方之间成功实施覆岩多层位离层注浆;工作面在开采厚度为7.1 m时,保护层厚度为25.2 m能够实现覆岩离层注浆工作的安全实施;理论计算注浆量为9.5×10^(4)~14.7×10^(4)t,实际工程注浆量约为13.3×10^(4)t,注采比约为0.41;采用覆岩多层位离层注浆开采后,地表最大下沉量为649.8 mm,大部分民房处地表最大水平变形值处于Ⅰ级损害程度内;覆岩多层位离层注浆开采地表沉陷控制效果显著,减沉率约77.91%。 展开更多

关键词 “三软”厚煤层 软硬交互覆岩 覆岩离层 多层位注浆 保护层 沉陷控制

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软-硬互层岩体节理峰前循环剪切疲劳损伤机理研究 被引量：3

2

作者 许彬 刘新荣 +4 位作者 周小涵 韩亚峰 刘俊 谢应坤 邓志云 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期90-100,共11页

三峡库区频发微小地震下岩体节理循环剪切疲劳损伤对边坡动力稳定性具有重要影响。通过室内峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值计算,研究了考虑一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度、法向应力及循环剪切次数影响的软-硬互层岩体节理... 三峡库区频发微小地震下岩体节理循环剪切疲劳损伤对边坡动力稳定性具有重要影响。通过室内峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值计算,研究了考虑一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度、法向应力及循环剪切次数影响的软-硬互层岩体节理宏细观疲劳损伤机理。研究表明:①岩体节理剪切应力-剪切位移曲线历经初始非线性压剪变形、近似线弹性压剪变形、循环剪切疲劳损伤变形、应力缓升压剪变形、应力陡升压剪变形及应力脆性跌落压剪变形六个演化阶段。②岩体节理峰值(残余)剪切强度和疲劳剪切(法向)位移在相同一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度或法向应力下随循环剪切次增多而分别降低和增大;且其在相同循环剪切次数下随一阶起伏角或法向应力变大而分别增大和降低,而随含水率、剪切速率或剪切幅度变大则分别降低和增大。③宏细观结果总体上吻合较好,且岩体节理细观剪切疲劳损伤裂纹数量随剪切位移变化呈前期微增-陡增、中期缓增及后期陡增-缓增-陡增的发展特征,而其随循环剪切次数变化则呈前期陡增和后期缓增的发展特征。④岩体节理宏细观剪切疲劳损伤典型演化过程可概述为压密-起裂破坏、循环错动-贯通破坏及分离-啃断破坏3个渐进性发展阶段,且宏细观剪切疲劳损伤裂纹近似呈“倒U形”密集分布于岩体节理附近。 展开更多

关键词 软-硬互层岩体节理 峰前循环剪切试验 PFC2D细观数值计算 演化过程 疲劳损伤机理

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高地应力软硬岩隧道初始应力场反演分析 被引量：4

3

作者 徐安 全晓娟 +3 位作者 汪波 沈艳芳 谭力豪 谢卓雄 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第8期137-142,共6页

地下工程中初始地应力场对设计及施工起到控制性影响,所以更准确获得并分析初始应力场是至关重要的,而反演分析是其重要的获取手段。以浩吉铁路九岭山隧道和桐木隧道为工程背景,基于理论分析与现场实测信息,分析不同岩性隧道下初始应力... 地下工程中初始地应力场对设计及施工起到控制性影响,所以更准确获得并分析初始应力场是至关重要的,而反演分析是其重要的获取手段。以浩吉铁路九岭山隧道和桐木隧道为工程背景,基于理论分析与现场实测信息,分析不同岩性隧道下初始应力场的反演准则,并提出相应的主控指标;同时,根据工程实际分别以硬岩、软岩隧道为例,利用数值仿真方法计算得到与实测洞壁二次应力和位移相契合的初始应力场应力边界条件,从而得到依托工程的初始应力场分布特征。计算结果表明:硬岩隧道测点段竖向初始应力20.35 MPa,水平初始应力17.908 MPa;软岩隧道测点段竖向初始应力11.7 MPa,水平初始应力6.201 MPa。 展开更多

关键词 铁路隧道 高地应力 硬软岩 初始应力场 反演分析 主控指标 应力边界条件

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缓倾软硬岩互层边坡变形破坏机制模型试验研究 被引量：32

4

作者 宋娅芬 陈从新 +4 位作者 郑允 夏开宗 欧哲 夏天游 周意超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期487-494,共8页

以宜巴高速公路沿途彭家湾软硬岩互层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾软硬岩互层边坡室内模型,采用开挖试验及和注水软化试验来模拟实际中的工程开挖(或河谷下切)和雨水浸润软化过程,研究缓倾软硬岩互层边坡的变形破坏... 以宜巴高速公路沿途彭家湾软硬岩互层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾软硬岩互层边坡室内模型,采用开挖试验及和注水软化试验来模拟实际中的工程开挖(或河谷下切)和雨水浸润软化过程,研究缓倾软硬岩互层边坡的变形破坏机制。结果表明:在开挖及雨水软化两种工况下,该类软硬岩互层边坡的变形模式都是前期的滑移拉裂变形和后期的整体蠕滑变形,破坏模式是以深部软层为滑动面的整体滑移;硬岩层与软岩层的变形情况略有不同,硬岩层以整体蠕滑变形为主,而软岩层以滑移拉裂变形为主;深部软岩层的状态变化对边坡的整体稳定性影响非常关键;工程开挖(河谷下切)及雨水入渗都会对该类缓倾软硬岩互层边坡的稳定性有重要影响,开挖导致的临空面及微裂隙是滑坡发生的基础,水是滑坡发生的条件和诱因。 展开更多

关键词 缓倾软硬岩互层 模型试验 开挖 注水 变形破坏机制

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半硬半软岩隧道塌方的力学特性及处理方法分析 被引量：23

5

作者 喻军 刘松玉 童立元 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期263-267,共5页

由于蛟岭隧道出口横断面一半为硬岩,结构完整,而另一半为软岩,为风化岩层,且较为破碎,所以在隧道开挖时,硬岩一侧刚度较大,变形较小,自稳能力大;软岩一侧与之相反,遇水软化,流变性明显,所以在软硬岩交界面处,产生滑移,导致塌方,从而在... 由于蛟岭隧道出口横断面一半为硬岩,结构完整,而另一半为软岩,为风化岩层,且较为破碎,所以在隧道开挖时,硬岩一侧刚度较大,变形较小,自稳能力大;软岩一侧与之相反,遇水软化,流变性明显,所以在软硬岩交界面处,产生滑移,导致塌方,从而在软岩一侧采取了地表加固和掌子面管棚注浆的处理,形成了与硬岩接近的强度,使隧道周围形成一个承载环,并对处理段进行了监测,监测数据分析表明处理后迅速达到稳定。 展开更多

关键词 半硬半软岩 隧道塌方 管棚 注浆 地表加固 蛟岭

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反倾软硬互层岩体边坡地震响应的数值模拟研究 被引量：18

6

作者 刘云鹏 邓辉 +2 位作者 黄润秋 宋金龙 袁进科 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期30-37,共8页

反倾软硬岩体互层边坡是公路建设中经常遇到的一类边坡,在不利条件下有失稳破坏的可能,特别是在坡脚受到扰动、降雨、地震等作用时。以"5.12"地震期间都汶公路(都江堰—汶川)上一处边坡的地震响应为例,采用离散元UDEC软件对... 反倾软硬岩体互层边坡是公路建设中经常遇到的一类边坡,在不利条件下有失稳破坏的可能,特别是在坡脚受到扰动、降雨、地震等作用时。以"5.12"地震期间都汶公路(都江堰—汶川)上一处边坡的地震响应为例,采用离散元UDEC软件对其进行模拟,系统研究了其地震响应的变形破坏机制。研究结果表明,地震作用下,软弱岩层挤压变形强烈,有向外剪出的趋势。同时,在地震波反复拉张作用下,软弱岩层位置容易开裂,成为坡体变形破坏的优势拉裂区域。地震波加速度、速度随高程变化放大显著,在坡体表部位移量随高程增高而逐渐增大。就整体而言,岩体内部的节理裂隙进一步张开,并产生了一些新的裂隙,弯曲倾倒有加剧的趋势;而坡表覆盖层普遍具有表部拉张开裂和掉块现象,特别是在地形几何形态突变处,破坏更为显著。 展开更多

关键词 软硬岩体互层 地震响应 离散元 弯曲倾倒 变形破坏机制

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分步开挖卸荷作用下软硬岩互层边坡的稳定性分析 被引量：14

7

作者 胡斌 姚文敏 +2 位作者 余海兵 郑志勇 柯竹兰 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第29期281-286,共6页

以沪蓉高速公路某软硬互层边坡为例,基于开挖卸荷理论,采用FLAC3D软件进行数值模拟,研究分步开挖卸荷作用对软硬互层边坡稳定性的影响规律。结果表明:最大不平衡力、最大水平位移值、剪应变最大值随开挖步数的增加累积增大,最大值出现... 以沪蓉高速公路某软硬互层边坡为例,基于开挖卸荷理论,采用FLAC3D软件进行数值模拟,研究分步开挖卸荷作用对软硬互层边坡稳定性的影响规律。结果表明:最大不平衡力、最大水平位移值、剪应变最大值随开挖步数的增加累积增大,最大值出现在开挖卸荷面软弱夹层剪出口位置,与开挖量呈正相关关系;每步开挖后瞬间会产生最大不平衡力"尖点",然后逐渐减小接近于零,边坡平衡;塑性区主要分布在软弱夹层位置,拉应力区分布于开挖卸荷面附近以及整体边坡的坡顶面附近20 m以内,且总体拉应力不大,低于灰岩卸荷后的抗拉强度;基于卸荷理论计算得到每步开挖后边坡的稳定性系数比不考虑卸荷对边坡岩体劣化作用的稳定性系数分别降低了0.07、0.08、0.102、0.106。综合分析得出软硬岩互层边坡稳定性的关键问题是开挖卸荷对软弱夹层力学性能的影响以及边坡面附近的拉应力区,开挖卸荷作用对岩体物理力学性能的劣化程度直接决定着边坡的稳定性。 展开更多

关键词 开挖卸荷 软硬岩互层边坡 边坡稳定性 数值模拟

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软硬岩互层边坡的破坏模式及稳定性研究 被引量：15

8

作者 郑志勇 余海兵 徐海清 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第9期102-106,共5页

采用FLAC3 D强度折减法研究软硬岩互层边坡在不同岩层厚度组合h、不同岩层倾角下边坡的破坏模式和稳定性系数k。结果表明h对边坡的破坏模式影响较小,θ对边坡的破坏模式影响明显:1水平层状边坡破坏模式为滑移—压致拉裂;随着θ的增大,... 采用FLAC3 D强度折减法研究软硬岩互层边坡在不同岩层厚度组合h、不同岩层倾角下边坡的破坏模式和稳定性系数k。结果表明h对边坡的破坏模式影响较小,θ对边坡的破坏模式影响明显:1水平层状边坡破坏模式为滑移—压致拉裂;随着θ的增大,顺倾向边坡破坏模式为滑移—拉裂、顺层滑移、滑移—溃曲、弯折—溃曲;直立边坡为弯折—崩塌破坏模式;反倾向边坡为滑移—溃曲和弯折—倾倒破坏模式。2缓倾向顺层边坡中,h的变化对边坡k影响很小,k由靠近坡脚处的软岩决定;其余层状边坡中,当软岩厚度不变时,k随着硬岩厚度的增大而增大,当硬岩厚度不变时,k随着软岩厚度的增大而减小。3随着θ的增大,顺倾向边坡中,k曲线呈现出先减后增的形状;反倾向边坡中,k曲线呈现出先增大后减小再增大的形状;软硬岩互层边坡总体稳定性趋势为,近直立层状边坡>陡倾向顺层边坡>反倾层状边坡>近水平层状边坡>缓倾向顺层边坡。 展开更多

关键词 层状边坡 软硬岩互层边坡 破坏模式 稳定性 强度折减法

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软硬互层岩体模型单轴压缩破损规律研究 被引量：10

9

作者 吴渤 吴立 +1 位作者 罗金泽 贾善坡 《水电能源科学》 北大核心 2015年第4期123-126,138,共5页

鉴于正确认识软硬互层岩体力学特征、分析其变形和强度规律,是大型岩体工程设计和施工需解决的关键问题,开展了一系列的物理模型试验和数值模拟试验,研究了软硬互层岩体的力学特征,探讨了互层的存在以及倾角变化对岩体变形破损的影响规... 鉴于正确认识软硬互层岩体力学特征、分析其变形和强度规律,是大型岩体工程设计和施工需解决的关键问题,开展了一系列的物理模型试验和数值模拟试验,研究了软硬互层岩体的力学特征,探讨了互层的存在以及倾角变化对岩体变形破损的影响规律。结果表明,当岩层倾角由0°增加至90°时,试样的单轴抗压强度存在明显差异,抗压强度随岩层倾角的增大呈U型分布;试样的破损特征随倾角变化和分层变化呈不同破坏形态,破裂面主要沿软硬分层薄弱面发育,层间破坏主要由软弱分层的破坏引起;软硬分层薄弱面处切应力明显增大,相邻软硬夹层的应力分布有明显间断。 展开更多

关键词 软硬互层岩体 室内试验 破坏模式 薄弱层 数值模拟

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软硬相间岩层中地下厂房稳定性分析 被引量：5

10

作者 罗先启 葛修润 郑宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期297-299,308,共4页

对软硬相间岩层中地下厂房进行稳定性分析,既要考虑岩石的软弱性质,又要考虑岩石的脆性。本文分别采用弹塑脆性理论和弹塑性理论对某地下厂房进行稳定性分析,结果表明对于软硬相间岩层中地下厂房的稳定性分析,如果仅考虑其弹塑性性质,... 对软硬相间岩层中地下厂房进行稳定性分析,既要考虑岩石的软弱性质,又要考虑岩石的脆性。本文分别采用弹塑脆性理论和弹塑性理论对某地下厂房进行稳定性分析,结果表明对于软硬相间岩层中地下厂房的稳定性分析,如果仅考虑其弹塑性性质,其结果是偏危险的。 展开更多

关键词 弹塑脆性理论 软硬相间岩体 地下厂房 稳定性分析

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重庆市涪陵区厚层软硬相间岩体失稳模式 被引量：6

11

作者 黄波林 刘广宁 彭轩明 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2009年第4期516-521,共6页

重庆市涪陵区厚层软硬相间公路高边坡的详细调查发现,不同的岩层产状,不同开挖方向其斜坡变形破坏模式不同。本文根据野外实例总结了不同岩层产状与开挖方向对应的破坏模式,平缓层状斜坡破坏方式有滑塌式崩塌、倾倒式崩塌和坠落式崩塌;... 重庆市涪陵区厚层软硬相间公路高边坡的详细调查发现,不同的岩层产状,不同开挖方向其斜坡变形破坏模式不同。本文根据野外实例总结了不同岩层产状与开挖方向对应的破坏模式,平缓层状斜坡破坏方式有滑塌式崩塌、倾倒式崩塌和坠落式崩塌;中倾角层状斜坡破坏方式有顺层滑移和崩塌;高陡倾角层状斜坡坡破坏方式有滑移式崩塌和坠落式崩塌。表明斜坡变形破坏地质力学模式与斜坡岩体结构之间存在着密切的成生联系。通过对不同倾角的斜坡岩体破坏方式研究,可以达到系统评价预测斜坡稳定性的目的;通过公路开挖对不同产状岩层可能造成灾害的预期,可以采用不同的预防措施,避免大型灾害的发生。 展开更多

关键词 厚层软硬相间岩体 平缓层状 中倾角层状 高倾角层状 破坏模式

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上软下硬岩质地层浅埋大跨隧道松动压力计算 被引量：22

12

作者 王志伟 乔春生 宋超业 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2342-2352,共11页

针对现有方法在上软下硬岩质地层中浅埋大跨隧道松动压力计算方面存在的问题,通过离散元数值模拟和正交试验,分析了围岩的松动破坏机制、风化层厚度和岩体中节理分布状态对隧道松动区形状和范围的影响规律及敏感性。结果表明:影响松动... 针对现有方法在上软下硬岩质地层中浅埋大跨隧道松动压力计算方面存在的问题,通过离散元数值模拟和正交试验,分析了围岩的松动破坏机制、风化层厚度和岩体中节理分布状态对隧道松动区形状和范围的影响规律及敏感性。结果表明:影响松动区的主要因素依次为风化层厚度、隧道埋深、贯通倾斜节理的倾角和间距、风化层水平节理间距;松动区可分为拱形和塌穿形两种类型,其边界曲线分别可用抛物线和乘幂函数近似表示。针对塌穿形松动区,通过回归分析建立了地表松动宽度和拱顶松动土条水平长度的计算公式。按照应力传递原理,在松动区内以梯形微分岩土条为对象,通过分层积分,推导出可反映节理产状和风化层厚度影响的浅埋大跨隧道围岩松动压力计算公式。工程实例计算表明,与现有方法相比,所提方法计算的松动压力值最小。 展开更多

关键词 上软下硬岩质地层 浅埋隧道 正交试验 通用离散元程序数值模拟 松动区 围岩压力

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软硬互层岩体结构面宏细观剪切力学特性 被引量：15

13

作者 刘新荣 许彬 +3 位作者 周小涵 易立 曾夕 王继文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2895-2909,共15页

针对“软+硬”和“硬+软+硬”组合形式下的2类典型软硬互层岩体结构面,通过开展恒定法向压力下的室内直剪试验和PFC^(2D)细观模拟,研究了不同含水率、法向压力及一阶起伏角下结构面的宏细观剪切力学特性,据此提出了其剪切强度估算公式... 针对“软+硬”和“硬+软+硬”组合形式下的2类典型软硬互层岩体结构面,通过开展恒定法向压力下的室内直剪试验和PFC^(2D)细观模拟,研究了不同含水率、法向压力及一阶起伏角下结构面的宏细观剪切力学特性,据此提出了其剪切强度估算公式并进行了算例验证分析。研究表明:①结构面剪切应力(法向位移)随剪切位移的变化具有显著阶段性发展特征,即第1类结构面历经初始非线性压剪变形、应力稳定增长压剪变形和应力陡升-脆落塑性压剪变形3个阶段,第2类结构面历经初始非线性压剪变形、应力陡-缓升压剪变形和应力恒定塑性压剪变形3个阶段;②2类结构面的峰值(残余)剪切强度和峰值剪切位移均随含水率增加而减小(最大法向位移则增大);2类结构面的峰值(残余)剪切强度和峰值剪切(最大法向)位移均随法向压力增加而增大;第1类结构面的峰值剪切强度随一阶起伏角增加而增大(残余剪切强度则先增大后减小),第2类结构面的峰值(残余)剪切强度随一阶起伏角增加而增大,且2类结构面的峰值剪切位移总体上均随一阶起伏角增加而减小(最大法向位移则增大);③2类结构面的细观损伤裂纹数量(能量)随剪切位移的变化均可划分为3个发展阶段,即初期微增、中期近似“下凹弧形”陡增和后期近似线性缓增(裂纹数量)以及初期微增、中期近似“上凹弧形”缓增和后期近似线性陡增(能量);④宏观试验结果与PFC^(2D)细观模拟结果吻合较好,统一概化描述了结构面宏细观损伤劣化机理,并将第1类和第2类结构面的典型破坏模式分别概括为压剪-起裂破坏、错动-脱空破坏和贯通-啃断破坏以及压剪-起裂破坏、磨损-啃断破坏和贯通-滑移破坏各3种基本类型;第1类和第2类结构面的细观损伤颗粒分别近似呈“倒U形”和“S形”分布于剪切面附近,且颗粒间接触力倾角于0°~90°时损伤颗粒数量分布最多;⑤着重考虑硬性岩层起伏度的影响,提出了2类结构面的剪切强度估算公式,并采用极限平衡法和强度折减法对含典型结构面的边坡算例进行了稳定性分析,验证了该公式的合理性。 展开更多

关键词 软硬互层岩体结构面 直剪试验 PFC 2D细观模拟 剪切特性 剪切强度公式

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隐伏型软硬岩接触带温纳三极联合反演成像模拟及应用

14

作者 谭磊 江晓益 +1 位作者 胡雄武 徐虎 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第9期1501-1510,共10页

为研究温纳三极(AMN&MNB)联合反演成像在岩层接触带划分中的有效性,构建整体、局部表层高阻体的软硬岩层地电模型,分析不同高密度电法装置对反演电阻率的响应特征,探讨温纳三极联合反演成像对覆盖层电阻率及厚度变化下岩层接触带的... 为研究温纳三极(AMN&MNB)联合反演成像在岩层接触带划分中的有效性,构建整体、局部表层高阻体的软硬岩层地电模型,分析不同高密度电法装置对反演电阻率的响应特征,探讨温纳三极联合反演成像对覆盖层电阻率及厚度变化下岩层接触带的识别能力,并通过改变接触带倾角研究电阻率断面的响应特征。结果表明:1)地表局部高阻体对反演断面的干扰要强于整体高阻体,但影响深度较浅;2)不同装置的反演断面与预设模型基本吻合,但温纳三极联合反演探测深度较大,且对倾角的刻画更加精细;3)降低覆盖层电阻率或增加覆盖层厚度,温纳三极联合反演对倾角的识别能力随之下降;4)温纳三极联合反演能追踪岩层倾角的变化,但高阻上覆岩层易在接触带部位产生虚假低阻异常。结合泗安水库导流隧洞岩层划分的应用可知,温纳三极联合反演成像较常规电法装置获得的接触带产状及位置与实际揭露吻合度更高。 展开更多

关键词 岩层接触面 软硬岩 高密度电法 温纳三极 电阻率联合反演成像

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穿越软硬围岩隧道设置减震层振动台试验研究 被引量：25

15

作者 范凯祥 申玉生 +4 位作者 高波 郑清 闫高明 王帅帅 黄海峰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期109-120,128,共13页

以西部高烈度地震区浅埋公路隧道为依托,通过大型振动台模型试验,研究隧道穿越软硬围岩段在地震荷载作用下设置减震层的动力响应特性,并采用数值模拟方法对试验结果进行验证分析。试验及数值计算结果表明,从洞身段来看,减震层厚度存在... 以西部高烈度地震区浅埋公路隧道为依托,通过大型振动台模型试验,研究隧道穿越软硬围岩段在地震荷载作用下设置减震层的动力响应特性,并采用数值模拟方法对试验结果进行验证分析。试验及数值计算结果表明,从洞身段来看,减震层厚度存在最优值;从穿越软硬围岩段来看,增加减震层厚度可降低隧道沿纵向的动力响应差异,但加速度峰值会有所上升;拱顶围岩和隧道衬砌结构加速度响应频谱曲线均表现出"三峰值"现象,设置减震层并不会显著改变围岩频谱特性,衬砌结构也不显著体现自振特性,其响应主要取决所穿越围岩的动力特性;减震层处于最优值时可通过吸收更多的低频组分来降低隧道的动力响应;设置减震层可显著降低二衬动应力,但会使初支动应力呈现不同程度的放大,随减震层厚度的增加,二衬动应力先减小后增大,初支动应力先增大,后呈降低趋势;通过观察衬砌破坏形态,隧道拱顶、拱脚和仰拱易发生开裂,设置减震层后,仰拱相对容易发生破坏,应给予重点关注。研究成果可为西部高烈度地震区浅埋隧道抗震设计提供参考。 展开更多

关键词 隧道工程 减震层 地震动力响应 软硬围岩交界面 振动台试验

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水力作用诱发硬土软岩滑坡启动机制研究 被引量：9

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作者 朱谭方 辛鹏 +2 位作者 姚磊华 胡乐 胡波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2733-2740,2754,共9页

在我国西北地区,降雨诱发了大量的新近纪硬土软岩滑坡灾害。为减轻该类灾害造成的损失,以蔡家坡老滑坡为例,采用地质分析与降雨离心机模型试验相结合的方法,进行了两组不同水力条件的离心机模型试验,研究水力作用下硬土软岩质滑坡的启... 在我国西北地区,降雨诱发了大量的新近纪硬土软岩滑坡灾害。为减轻该类灾害造成的损失,以蔡家坡老滑坡为例,采用地质分析与降雨离心机模型试验相结合的方法,进行了两组不同水力条件的离心机模型试验,研究水力作用下硬土软岩质滑坡的启动机制。结果表明:(1)在水力作用下,硬土软岩质滑坡呈多级、渐进式破坏,变形演化具有初始变形阶段、加速变形阶段和流动破坏阶段;(2)孔隙水沿着裂隙和结构面渗流扩散使孔隙水压力持续累积,微地貌陡变区与坡脚强变形挤压区内的张裂隙为水体富集的主要空间;(3)孔隙水压力的增量呈加速式变化导致了固态滑体短时流体化运动。今后在灾害风险防控过程中,应加强裂隙化区域孔隙水压增长速度监测。 展开更多

关键词 硬土软岩 滑坡 水力作用 启动机制 离心模型试验

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抚顺西露天矿软硬岩互层反倾岩体边坡稳定性分析及治理 被引量：14

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作者 王凤林 王东明 +5 位作者 杨天鸿 吕斌 高源 邓文学 纪玉石 王雪峰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第1期162-169,共8页

软硬岩互层反倾岩体边坡具有形成机理复杂、内部节理构造隐蔽性强以及致灾因素多等特点,因此其防治工程难度相对较高。抚顺西露天矿地质灾害风险较大,矿界周边特别是东北部建筑物较多,人口密集,亟需采取强有力的综合治理措施。基于抚顺... 软硬岩互层反倾岩体边坡具有形成机理复杂、内部节理构造隐蔽性强以及致灾因素多等特点,因此其防治工程难度相对较高。抚顺西露天矿地质灾害风险较大,矿界周边特别是东北部建筑物较多,人口密集,亟需采取强有力的综合治理措施。基于抚顺滑坡历史灾害统计和研究区域精细化工程地质勘查,多角度分析了矿区北帮E1000边坡失稳机理,采用强度折减理论验算刚体极限平衡的反分析方法对现有的滑坡形态进行了反演分析;以反分析获取的泥页岩互层抗剪强度参数为基准,对设计的疏干排水、削坡、充水回填以及综合治理方案的边坡稳定性进行了演算。研究表明:综合治理方案具有投资强度小、安全性高(安全系数为1.506)、治理措施适宜等特点。 展开更多

关键词 软硬岩互层 防治工程 反分析 抗剪强度参数 边坡稳定性

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硬土软岩滑坡近水平滑移的离心机模型试验研究 被引量：5

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作者 胡乐 辛鹏 +2 位作者 王涛 梁昌玉 李从安 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期73-82,共10页

中国西北地区存在大量的新近纪硬土软岩滑坡灾害,为研究该类滑坡的变形特征,开展两组离心机模型试验模拟滑带劣化引起滑坡变形破坏的全过程,获取模型坡体土压及位移的实时变化曲线。研究表明,当软弱带强度降低时,硬土软岩滑坡的上部滑... 中国西北地区存在大量的新近纪硬土软岩滑坡灾害,为研究该类滑坡的变形特征,开展两组离心机模型试验模拟滑带劣化引起滑坡变形破坏的全过程,获取模型坡体土压及位移的实时变化曲线。研究表明,当软弱带强度降低时,硬土软岩滑坡的上部滑体呈块体状滑动,在快速运动滑动过程中,滑体呈现块状平移,不会彻底解体、液化;硬土软岩滑坡中前部出现水平应力集中,导致下伏滑带塑性流动变形,诱发其中前部上覆滑体的水平运动,并向滑坡后缘扩展,最终形成多级水平滑动。 展开更多

关键词 硬土软岩 滑坡 滑移 离心机 模型试验

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软硬互层状岩体的室内单轴压缩试验及数值模拟 被引量：16

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作者 李昂 邵国建 +2 位作者 苏静波 刘君成 孙阳 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期533-538,共6页

以锦屏软硬互层状岩体为研究对象,基于室内试验分析单轴应力状态下岩样的3种破坏模式并结合数值模拟方法,分别探讨层面倾角、软弱夹层数量、分布及所占体积比等因素对互层状岩体变形特性、强度特征及破坏机制的影响。研究结果表明:锦屏... 以锦屏软硬互层状岩体为研究对象,基于室内试验分析单轴应力状态下岩样的3种破坏模式并结合数值模拟方法,分别探讨层面倾角、软弱夹层数量、分布及所占体积比等因素对互层状岩体变形特性、强度特征及破坏机制的影响。研究结果表明:锦屏互层状岩体的破坏总体遵循单轴压缩破坏的多裂纹劈裂模式,且在缓层面倾角范围内岩体的破坏以岩质材料自身属性为控制,而在较大倾角水平上则以层理弱面的影响为主导因素;软弱夹层数量对于层状岩体的U形强度规律影响不显著,但随着软弱夹层数量的增加,破坏荷载极小值有向层面倾角较小方向前移的趋势;随着软弱夹层所占体积比的增加,破坏荷载总体呈现下降趋势;当软弱夹层所占体积比接近时,软弱夹层数量的增加对岩样破坏荷载下降的影响与岩层倾角大小具有正相关关系,且当岩层水平时,对强度基本不发生影响。 展开更多

关键词 软硬互层状岩体 软弱夹层 单轴压缩试验 数值模拟 锦屏水利枢纽工程

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高地应力缓倾软硬互层岩体中隧道底鼓影响因素模拟分析 被引量：17

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作者 陈洋宏 万晓燕 刘志强 《铁道建筑》 北大核心 2020年第2期65-69,共5页

当隧道穿越以水平构造应力为主导的高地应力区,特别是隧底下伏缓倾软硬互层岩体时,易发生隧道底鼓变形。选用侧压力系数、岩层倾角、围岩厚度、围岩弹性模量、隧道埋深5种影响因素,通过FLAC 3D建立数值计算模型,研究单一影响因素和多因... 当隧道穿越以水平构造应力为主导的高地应力区,特别是隧底下伏缓倾软硬互层岩体时,易发生隧道底鼓变形。选用侧压力系数、岩层倾角、围岩厚度、围岩弹性模量、隧道埋深5种影响因素,通过FLAC 3D建立数值计算模型,研究单一影响因素和多因素耦合对隧道底鼓的影响规律。结果表明:在单一影响因素下,隧道底鼓量随侧压力系数和围岩厚度的增大先增大后减小,随围岩倾角和围岩弹性模量增加而减小,随隧道埋深增加而增大;在多因素耦合作用下,各因素对隧道底鼓的影响显著性排序依次为隧道埋深>侧压力系数>硬质岩弹性模量>岩层倾角>硬质岩岩层厚度。 展开更多

关键词 铁道隧道 隧道底鼓 数值模拟 软硬互层岩体 影响因素

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