岩体力学参数及稳定性能量判据研究

来源 :中国科学院地质与地球物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:joeyifeng
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岩体力学参数和工程岩体失稳破坏的判定是岩土工程界一直关心的问题,也是近年来研究的热点问题。论文针对这两个问题主要进行了以下几方面具体的研究工作:   (1)利用离散元方法对节理组合特征对岩体强度影响进行了研究,对节理刚度(切向、法向刚度)以及结构面粗糙度、节理壁强度对岩体强度影响的敏感程度进行了研究。   (2)基于岩体分级常用的岩体地质力学分类法(RMR体系)以及地质强度指标法(GSI),结合Hoek-Brown岩体强度准则和经验公式,编制了基于经验法的“岩体力学参数计算”的计算机程序,实现了从现场工程地质调查结果到岩体力学参数的快速确定。   (3)在引入岩体特征单元体概念的基础上,通过地质统计方法确定了代表代表金川二矿水平矿柱和垂直矿柱岩体结构特征的岩体特征单元体尺寸,通过离散元数值计算方法确定了反映金川“两柱”岩体强度特征的特征单元体尺寸;在此基础上,通过数值试验确定了金川二矿“两柱”岩体的强度参数和变形参数,得出了岩体强度的全程包络线。解释了随着开采深部深度增大,岩体开挖后巷道变形大,难以支护的现象。   (4)通过岩石的三轴加压和卸围压试验,从能量角度得出了岩石是在达到其储能极限而发生的破坏,岩石的卸围压破坏是以侧向变形为主的破坏,岩石的卸围压过程主要是一个能量释放的过程。在此基础上,结合尖点突变理论和耗散理论,提出了岩体工程失稳破坏的塑性能突变判据,并用三个典型算例进行了验证;并应用塑性能突变判据对金川二矿水平矿柱稳定性和千将坪滑坡两个工程实例进行了判定。   (5)在分析岩体受压破坏过程中存在着能量分布越来越集中的前提下,引入了能量分布熵的概念,证实了工程岩体失稳破坏过程存在着能量分布熵的减小的规律。
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