国家自然科学基金(40902090)
- 作品数：9 被引量：138H指数：8
- 相关作者：江权冯夏庭徐鼎平周辉江亚丽更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所中国水电工程顾问集团公司法国国立路桥大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划湖北省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学水利工程更多>>
- 高地应力下拉西瓦水电站地下洞室群稳定性分析被引量：16
- 2010年
- 针对黄河流域装机容量最大的拉西瓦水电站地下洞室群高地应力、大跨度和硬岩特点,结合描述硬岩弹脆性破损的岩体劣化模型(RDM)和评价围岩脆性破坏倾向性的局部能量释放率指标(LERR),通过三维有限差分数值方法模拟了地下洞室群开挖全过程,从整体上揭示了拉西瓦水电站地下洞室群分期开挖时围岩变形场、应力场、塑性区、能量释放率的时间演化过程与空间分布特征。另外,通过洞室开挖过程中局部部位出现的几种典型围岩变形破坏模式的跟踪分析表明,厂区高地应力和洞室开挖后重分布应力场的动态调整是围岩发生不同形式变形与破坏的内在机理。其研究结论和认识可为同类高地应力环境下地下工程开挖支护提供有益参考。
- 江权冯夏庭苏国韶陈国庆
- 关键词：水工结构稳定性分析三维数值模拟地下洞室群高地应力
- 放矿过程中溜井底部压力变化规律被引量：9
- 2012年
- 溜井放矿过程中其底部压力大小与变化规律始终沿用传统的Janssen公式计算,但结果往往大于实际溜井底部承受的压力.通过数值分析与室内试验研究发现,溜井放矿过程中其底部压力基本上保持一定值,其压力并不随着溜井内部矿体高度的变化出现波动.并且根据室内试验的成果,提出了溜井放矿过程中第三种压力状态下底板压力的计算公式,通过与室内试验结果的比较发现,该公式能够较好地计算出溜井底部压力大小,为研究溜井放矿过程中矿体的流动形式提供了基础.
- 金长宇金岐岭江权
- 关键词：散体力学离散元
- 地下多洞室结构的中隔墙安全度区间计算方法被引量：8
- 2010年
- 针对地下工程中相邻洞室和隧道群的中隔墙稳定性问题,提出一种基于虚拟应力系数原理的多洞结构中隔墙安全度定量计算方法。该方法通过迭代搜索一个虚拟应力系数K,使得在K倍初始地应力下洞群中隔墙正好出现贯通性的等效塑性应变带,并由此确定中隔墙安全度的下限值。同时,分析不同虚拟应力作用下中隔墙等效塑性应变带两侧特征点的相对变形特征曲线,以相对变形曲线出现突变拐点时对应的虚拟应力系数作为中隔墙安全度的上限值,从而获得中隔墙的安全度区间。通过对一物理模型试验结果的验证分析和西南一大型水电地下洞群中隔墙安全度的计算表明,该方法可以合理地给出中隔墙的安全区间,可为地下多洞室或隧道群中隔墙的安全性定量评价和支护设计提供科学依据。
- 江权冯夏庭揭秉辉曾雄辉
- 关键词：中隔墙安全度
- 焦家金矿破碎矿体采场进路的跨度优化研究被引量：5
- 2014年
- 焦家金矿-390 m中段矿体赋存条件为缓倾斜,中厚破碎矿体,随着开采深度的增加,深部地应力也随之增加,开采难度加大,岩体的节理、裂隙更为发育,出现更多破碎不稳定的岩体,在开采过程中极易导致安全事故的发生,严重影响矿山的安全生产与经济效益。为此,综合运用3GSM、钻孔摄像与声波测试等手段确定试验采场结构面分布情况,通过离散元数值模拟方法建立了离散元模型,从变形、应力以及节理变形等多角度分析了试验采场在开挖过程中的基本力学行为规律,从而确定了焦家金矿上向水平进路充填法的采场最佳跨度是7.5 m,实现了矿山的安全经济开采,得出的结论与现场实际施工情况相符,进而验证了研究结果的正确性,对于其他相似矿山具有借鉴意义。
- 刘冬金长宇夏自锋东龙宾赵潘潘
- 关键词：破碎岩体采场稳定性离散元数值模拟
- 含层间错动带岩体的破坏模式及其剪切特性研究方法探讨被引量：27
- 2012年
- 层间错动带存在的普遍性,给世界上许多工程带来了岩体稳定性问题和地质灾害。通过对因层间错动带导致工程岩体结构变形失效或破坏的实例进行归纳总结,采用岩体结构控制理论的观点将含层间错动带的岩体的破坏模式分为拉裂破坏、掉块和层间剪切滑移破坏3大类。以此为基础,提出剪切力学模型是层间错动带力学模型研究的重点。对层间错动带剪切力学特性的现有试验方法和建模理论进行评述,并根据现有的研究基础,提出屈服面蠕变模型是当前层间错动带剪切蠕变模型的较好选择。
- 徐鼎平冯夏庭崔玉军江权周辉
- 关键词：层间错动带破坏模式剪切特性
- 基于围岩片帮形迹的宏观地应力估计方法探讨被引量：22
- 2011年
- 基于深部地下勘探隧洞围岩应力型片帮破坏是岩体初始地应力作用的最直观结果的认识,建立借助围岩片帮形迹分析工程区岩体宏观地应力的估计方法。该方法通过对比分析地应力作用下多个交叉隧洞围岩的片帮空间分布特征和烈度强弱关系,建立岩体3个初始主应力的空间大小和方向关系;采用片帮劈裂纹方位角统计获得岩体最大主应力方向;依据片帮的应力门槛值和起裂应力门槛值估算出3个主应力量值。现场实测地应力数据和多工况数值计算分析都有力地表明,借助该分析方法获得的白鹤滩右岸厂址区域三维地应力是科学、合理的,这也为深入认识工程区地应力特征提供了一条新思路。
- 江权冯夏庭徐鼎平赵阳江亚丽黄可
- 关键词：围岩破坏白鹤滩水电站
- 大型洞室群稳定性分析与智能动态优化设计的数值仿真研究被引量：24
- 2011年
- 为实现数值仿真计算结果能准确反映大型洞室围岩实际力学行为,结合锦屏二级水电站地下厂房枢纽洞室群稳定性分析,在阐述大型地下洞室群数值仿真计算要点基础上,首先重点从岩体本构模型识别和力学参数识别2个方面详细介绍如何实现数值仿真计算的正确化。采用考虑空间分布协调的多元监测信息的6次岩体力学参数跟踪识别,获得锦屏二级地下厂房岩体的等效力学参数,从而通过参数反分析的方法在一定程度上证明岩体等效力学参数具有相对稳定性和可识别性。同时,结合数值模拟展现出的围岩应力、变形、塑性区等方面计算结果与工程岩体的具体地质条件和洞室群结构特点,论述锦屏二级水电站地下厂房上游高边墙变形较大、下游侧拱围岩与喷混凝土破坏、母线洞环状开裂、交叉洞口局部塌落等洞室围岩的变形与破坏机制。最后,结合锦屏二级地下厂房枢纽洞室群稳定性分析与实践的研究认识,对大型地下洞室修建中诸如结构面密集的高边墙支护问题、围岩应力集中区支护问题、工程区地下水对围岩稳定性影响等问题进行论述,并探讨如何通过数值仿真计算、现场监测与经验丰富的专业人员的有机结合来实现大型地下洞室群稳定性设计的科学化。
- 江权冯夏庭向天兵周辉陈建林补约依呷侯靖
- 关键词：数值模拟大型洞室群稳定性分析
- 层间错动带的强度参数取值探讨被引量：23
- 2011年
- 为获得高应力下具有剪切错动历史、延展规模大、组合结构和矿物构成多元化等特点的白鹤滩层间错动带强度值(黏聚力和内摩擦角),首先介绍了6种错动带试验研究,包括针对错动带泥化软层的环剪试验、高压直剪试验和三轴压缩试验,以及针对错动带复合体的直剪试验、三轴压缩试验和现场试验。综合分析不同试验对象和不同试验条件下获得的错动带强度值,归纳出了错动带黏聚力和内摩擦角与试验方式、加载的法向应力大小、试样特点及含水率之间的关系,并发现白鹤滩错动带强度特性具有典型的组合体结构效应、弱胶结效应、围压效应、水软化效应。在此基础上,提出"原状错动带强度"和"扰动错动带强度"两个概念,并进一步讨论了白鹤滩厂址区原状的和扰动的层间错动带强度参数取值问题。其研究结果可为白鹤滩地下洞室群的安全设计和深部地下工程中同类泥化夹层的力学参数取值提供参考。
- 江权冯夏庭周辉赵阳徐鼎平黄可江亚丽
- 关键词：黏聚力内摩擦角
- 白鹤滩水电站层间错动带的剪切特性被引量：24
- 2012年
- 基于白鹤滩水电站层间错动带的室内和现场剪切试验结果,对层间材料、层间材料/母岩接触面(土/岩接触面)的剪切力学特性进行研究。试验结果表明,层间材料和土/岩接触面都表现出无剪胀行为的理想弹塑性力学特性;层间材料的蠕变特性不明显;土/岩接触面的抗剪强度与接触面形貌密切相关,接触面越粗糙,其抗剪强度就越高。比较层间材料的室内和现场直剪试验的抗剪强度可知,试样具有强烈的不均匀性。试样扰动对其抗剪强度的影响要比材料变异性的影响小。尺寸效应使得室内试验获得的内摩擦角要比现场试验获得的大。黏粒含量是影响层间材料抗剪强度的重要因素:随着黏粒含量的增加,内摩擦角减少,黏聚力增大。层间材料的抗剪强度对初始饱和度的变化不敏感。室内试验和现场试验结果在黏粒含量和初始饱和度影响上表现出良好的一致性,说明试样的尺寸效应和变异性只是影响其抗剪强度的次要因素。
- 徐鼎平冯夏庭崔玉军江权江亚丽黄可
- 关键词：水利工程白鹤滩水电站层间错动带剪切特性不均匀性饱和度
