节理

摘要： 水平定向钻成孔的稳定性好坏对最后管道回拖的成败意义重大,本文在以往普式卸荷拱理论的基础上,增加了围岩孔隙及节理对塌孔风险的影响的机理分析。目的是使施工者提高对砂土等非粘性土成孔风险的认识,重视部署针对塌孔的预防措施,对现场施工也具有一定的指导意义。

摘要： 为探究冲击荷载作用下张开型节理对类岩石材料动态力学特性的影响,基于分离式霍普金森压杆实验装置(SHPB),研究完整试件和含不同角度和长度节理的水泥砂浆试件在动荷载下的应力波传播特征、峰值承载力、破坏形态,分析讨论了基于能量理论的损伤规律。结果表明:试件会形成一组沿轴向与节理面贯通的张拉裂纹面和一组几乎平行于试件端面的裂纹面;节理长度由5 mm增大到30 mm时,应力波的反射作用越明显,试件的峰值承载力越小,破坏产生的裂纹面越小,因而损伤也越小。当节理角度从0°增至90°时,应力波的反射作用越小,损伤越小;峰值承载力随节理角度增大先减小后增大,当节理角度为60°时,峰值承载力最小,当节理角度为90°时,峰值承载力最大。

摘要： 滑坡等地质灾害往往受控于区域构造.狗磨湾滑坡隶属南秦岭印支褶皱系安康逆冲推覆构造带内庙岭村—长沙河区域韧性剪切带之中.该剪切带经历了多期活动,后期演化为脆性断层.对该韧性剪切带的研究是了解滑坡形成机理的有效手段.通过对韧性剪切带的显微构造、石英c轴组构及后期脆性构造的应力等变形特征进行研究.结果显示:①庙岭村—长沙河区域韧性剪切带表现为早期左行,晚期右行,断层均经历了压扭⁃张性的多期次活动特征;②韧性剪切带以构造片岩和千糜岩为主,发育大量云母类片状矿物,大大降低了岩石强度;③早⁃中期共轭节理σ1倾伏向多变,倾伏角一般较小.与正断层同时生成的晚期无任何充填物节理和在第四系黄土中晚期节理σ1虽然倾伏向变化较大,但倾伏角一般大于70°,指示了现今区域应力机制主体以伸展为主,且这些节理与目前仍在活动的活断层密切相关.基于上述研究结果,认为韧性剪切带及其进一步演化形成的断裂构造对狗磨湾滑坡的形成和发展具有重要的控制作用.

摘要： 构造解析是一种系统研究构造的方法,主要对地壳岩石圈各种构造变形的几何学、运动学和动力学特征进行全方位解析。其中,动力学是解释地壳-岩石圈在何种动力学背景下会经历复杂的构造运动形成现存的构造形态。本文通过两个实例,分别对动力学研究的两种方法进行介绍:①利用擦痕计算应力场,首先判断断层性质,测定断层和擦痕产状,利用计算机软件做出应力场图件,然后分析得出断层形成的古应力机制,推演研究区构造演化史。②利用节理分析构造应力场,首先系统收集研究区节理数据,利用赤平投影软件做出相关图件,通过分析得到节理组序列关系,进而研究区应力场的分布情况和不同地质时期的动力学特征。

摘要： 围岩等级是确定和调整隧道施工方案的重要依据,为减少由于施工实际围岩等级与地勘不符造成的经济损失、安全事故等问题,可对传统围岩分级方法进行改进。依托云南文麻高速大法郎隧道,采用三维重建、图像拼接、Unet神经网络等技术,结合围岩单轴抗压强度等特性,实现基于岩体完整性和强度特征的掌子面围岩结构面特征识别和围岩级别快速评价。先采用数码相机对隧道掌子面及周边硐壁进行图像信息采集,建立完整的三维模型,后通过投影和图像拼接得到掌子面高清拼接图像;基于Unet神经网络对掌子面图像进行节理迹线自动识别,对节理评价指标计算后得到隧道掌子面完整性信息;最后结合其他围岩特征信息,基于BQ分级方法进行掌子面围岩分级。研究结果表明:该围岩分级方法可获得清晰的掌子面图像,在依托工程现场较原始设计分级更符合现场实际情况,具有良好的应用性。

摘要： 为了分析南京秦淮东河工程黄马青组泥质粉砂岩的强度特征,通过钻孔取芯制作标准样对含节理岩石进行单轴和三轴压缩试验,得到不同围压条件下岩石破坏时的应力-应变关系。通过对岩石破坏时不同倾角节理面上的正应力和剪应力进行计算,并根据Mohr-Coulomb强度理论对试验结果按照强度准则进行线性拟合,得到结构面和岩体的摩擦角和内聚力。节理面摩擦角与岩体摩擦角非常接近,而节理面内聚力大大低于岩体内聚力。研究结果表明,试验中含节理样品均沿节理面发生剪切破坏,低应力条件下,理论计算得到的抗压强度指标比实际值偏高,随着围压增大,结构面对岩体的强度影响减小。

摘要： 岩体工程中,节理面的轮廓特征是决定节理岩体剪切特性的重要因素,既往研究发现节理的表面轮廓可分解为一阶大起伏和二阶小凸起,且两者在剪切特性中发挥不同的作用。为了定量分析两阶表面特征对节理剪切强度的影响,本文通过小波分析法分解节理表面,并利用二维颗粒流数值模拟结合直剪试验验证,研究了具有不同起伏角(4°、8°、12°、16°、20°)波形节理面的细观破坏模式以及波面参数对剪切特性的影响规律。结果表明,波长对剪切强度影响较小,而起伏角是决定节理剪切强度的关键因素,随着起伏角增大剪切强度和摩擦角线性增大;直剪切过程中裂纹数量随法向应力的增大而增加,以拉伸裂纹为主;一阶大起伏与二阶小凸起的波形起伏角和摩擦角正相关。以上研究成果为预测节理岩体强度提供了理论支撑,对保障边坡、隧道等岩体工程的安全稳定性具有参考价值。

摘要： 云南昆明阳宗海属于高原湖泊,是九大高原湖泊之一,云南省第三深水湖泊,属断陷构造湖泊,处于小江断裂地带。基于对断层及节理进行系统统计,采用赤平面投影的方法,对地应力场方向进行了大致推定,以期对其周边建筑物的设计和施工提供指导。

摘要： 通过徐州城区及周边山体的节理观测,阐明了研究区节理的发育特征,运用赤平投影方法分析了优势节理,获得了初始节理的产状,通过节理的配套分析得到了观测点的最大主应力,编绘了研究区的构造应力场迹线。结果表明,研究区节理走向以NE向和NW向为主,最大主应力总体上为NW-SE向,北区的最大主应力迹线向NNW向偏转,南区则逐渐向NWW向偏转,研究区初始节理系形成于印支运动,区内弧形褶皱形成早燕山运动,并伴生断层系,后期的构造运动对前期构造进行了改造,使之复杂化。

摘要： 中国黄土高原滑坡灾害频发,且大多与降雨有关,而节理构造是导致黄土滑坡发生的重要因素之一。为进一步揭示节理对黄土滑坡的影响作用,本文以节理为研究切入点,基于实地考察,开展了预设节理工况下降雨诱发滑坡的大型物理模型试验。通过实时监测模型边坡内部土体含水率和孔隙水压力等指标参数随降雨过程的阶段性变化,分析了边坡内部节理裂隙的扩张与演化趋势,以及坡体位移和形变特征,对比揭示了节理的存在对于诱发滑坡的潜在机制及坡体响应规律。试验结果表明:节理对雨水在坡体内部的入渗具有明显的加速和促进作用,预设节理侧的边坡相对于不含节理侧,其土体含水率增速更快、增幅更大且影响范围更广;位于模型边坡中部的节理裂隙的张开度最大,含节理侧坡体的裂隙张开度约为不含节理侧的2倍,滑坡发生时,含节理侧的孔隙水压力的上升幅度相对较大;土体含水率对降雨的敏感度和变化幅度与埋深成反比,坡体浅表部含水率的响应较快且波动较大,而深部则相反。研究结果可为进一步厘清黄土滑坡的成因及破坏机理提供试验依据和理论参考。

摘要： 岩石节理的材料是脆性的、结构是多孔隙的，采用常规SHPB实验方法，难以得到满意的结果。在广泛研究SHPB实验技术进展的基础上，本文综合采用实验设备和数据处理两方面的有益成果，如：用异形炮弹改造加载波形、在透射杆上用半导体应变片提高信噪比、使用万向头装置改善平面接触状态、人工选点准确确定应力波头、采用不均匀时间平移法处理数据得到更科学的结果等，提出了一种适用于岩石节理的科学、有效的SHPB实验方法。通过试验和对比研究，验证了该方法的科学性和精确性。这种实验方法也适用于非均质脆性材料的SHPB实验。

摘要： 建立了爆生气体与周围岩体相互作用的简单力学模型,采用离散元法面-面接触模型分析了节理岩体中单个集中药包爆炸过程,结果表明离散元法可以比较方便地模拟节理岩体中振动传播的一些基本特点,以及节理方向对爆破引起岩体结构振动传播的影响.

摘要： 在复杂节理的表面形貌可以理想化为三角形形貌的基础上,研究了齿形形貌节理的剪切强度机理.推导了考虑起伏度和粗糙度的抗剪强度公式,建立了等效凝聚力与节理面基本凝聚力的关系,提出了等效系数的概念,详细地研究了等效系数的变化规律.并讨论了该抗剪强度公式在不同法向压力作用下的表现形式,得出了相关结论.

摘要： 采用三维有限差分FLAC3D程序,以二滩工程地下洞群的结构形式为背景,考虑与不考虑节理岩体静水渗流对围岩稳定性进行了大量计算工况的准三维数值模拟.对毛洞开挖时主厂房边墙关键点的位移和主厂房的塑性区进行了系统分析,得到相应的结论,可供大型地下洞室群稳定分析时作为参考.

摘要： 某水利枢纽区构造基本格局形成于早白垩世的燕山运动,此时构造应力场以NE向为最大主应力方向,形成了规模较大的NE向百兴向斜;渐新世以来,区域表现为大面积的间歇性隆升,构造应力场转变以NW向为最大主应力方向,形成坝区占统治地位的NE向构造,在坚硬的岩层中形成大量节理裂隙,软弱岩层中则表现为塑性变形.这种构造特征对岩溶的发育具有控制性作用:(1)构造发育史控制了岩溶发育演化史,(2)构造运动的间歇性导致岩溶的多层性及继承性,(3)褶皱限制了岩溶呈NE向带状分布,(4)不同岩层内构造特征相异导致岩溶仅在某些岩层内较发育,(5)节理裂隙控制了岩溶发育的部位及形态规模.

摘要： 通过对膨胀岩膨胀机理的分析,运用有限元方法,采用平面四结点等参元,并选用Desai薄层单元模拟膨胀岩节理等,对加锚膨胀岩边坡进行了数值模拟,得出了一些有意义的结论,并针对膨胀岩边坡的设计与施工提出了几点建议.

摘要： 基于非连续介质假设基础上的离散元数值方法是分析散体运动规律的有效方法,特别适用于分析具有节理裂隙等不连续面所控制的岩体力学状态.本文从非连续介质力学角度分析滑坡问题,认为滑坡发生的主要原因是岩体在各种自然力作用下破坏、沿岩体的节理面滑动的结果,其中雨水的浸透宏观降低了岩体节理间弱夹层的抗剪强度,改变了岩体的受力状态,是诱发滑坡的直接原因.本文采用三维离散元面-面接触模型,以武隆滑坡为背景,建立了离散元模型,计算了不同节理走向条件下滑坡产生的条件.结果表明,用离散元法模拟滑坡可以反映滑坡发生的物理本质,对进一步认识滑坡成因的力学机理具有指导意义.

摘要： 坡体破坏过程和影响因素复杂多变,要对破体稳定进行定量分析,必须拥用区域地质构造、地层的组成和走向等现场勘探资料.本文结合高边坡工程实例,结合地质发育特征确定了可能滑移面,计算了边坡的安全系数,并将有限元计算结果与极限平衡理论进行了对比,确定了最小安全系数以及对应的最小滑移面.本文利用软弱结构面来考虑节理裂隙对坡体稳定的影响是合理的.

摘要： 本文首先简要介绍了近年作者发展的有限覆盖无单元方法,进而将其与线弹性断裂力学理论相结合,发展了小步长扩展技术和裂尖能量释放过程模拟方法,实现了裂纹沿任意路径扩展的自动追踪数值算法,克服了以往计算中裂纹扩展模拟结果依赖于扩展步长选取的难题.通过数值算例分析表明,所建立的有限覆盖无单元法及其数值算法对于模拟单一压剪裂纹和多裂纹贯通的非线性过程是比较有效的.

摘要： 本文首先简要介绍了近年作者发展的有限覆盖无单元方法,进而将其与线弹性断裂力学理论相结合,发展了小步长扩展技术和裂尖能量释放过程模拟方法,实现了裂纹沿任意路径扩展的自动追踪数值算法,克服了以往计算中裂纹扩展模拟结果依赖于扩展步长选取的难题.通过数值算例分析表明,所建立的有限覆盖无单元法及其数值算法对于模拟单一压剪裂纹和多裂纹贯通的非线性过程是比较有效的.

摘要： 本发明公开了一种岩石节理三维节理表面粗糙度测量方法，基于非接触式的高精度激光测距仪获得岩石表面的粗糙度参数以及节理表面粗糙度，使用高斯过程建立粗糙度参数与节理表面粗糙度的非线性映射，并使用差异进化算法对非线性映射中的超参数进行优化，训练得到了适用于计算岩石的节理表面粗糙度的预测器，可用于测量基于粗糙度参数的节理表面粗糙度。

摘要： 本发明公开一种在块体离散元中确定柱状节理岩石节理刚度的方法，包括如下步骤：编写基于优化算法的参数修正程序，设置初始参数和目标函数；调用反分析启动文件；调用参数修正程序，根据初始参数生成包含数值参数的初始命令流文件；调用初始命令流文件对数值模型进行当前参数下的数值计算，获取数值模型的监测结果；调用参数修正程序结合当前监测结果修正数值参数，并更新命令流文件；根据更新后的命令流文件中是否包含递归算法返回继续计算或终止计算。该方法使用递归算法实现了模型的循环计算，通过在循环计算过程中调用所开发的基于优化算法的参数修正程序实现了对数值参数的修正，从而在块体离散元中实现了参数反分析。

摘要： 本发明公开了一种基于钻孔摄像技术的节理岩体体积节理数确定方法，应用于岩体完整性评估技术领域，包括以下步骤：S1、在待测岩体表面，选择单位面积的表面区域；S2、测量该单位面积的表面区域的岩体表面节理数Js，节理间距H和节理与水平巷道的倾向角θ；S3、对该单位面积的表面区域上钻孔，测量岩体内部节理数Jc；S4、将步骤S2测得的节理间距H与节理倾向角θ的正弦值和余弦值进行比较，确定岩体体积节理数Jv。本发明综合考量内部节理Jc与表面节理Js来计算体积节理Jv，考虑因素更为全面，计算更为准确快捷。

摘要： 本发明提供一种柱状节理岩体重构方法及柱状节理岩体重构体，涉及岩体工程技术领域。所述方法包括：确定岩体模型中每个特征结构对应的材料，所述岩体模型包括柱状节理岩体的至少一个特征结构，根据所述岩体模型和每个特征结构对应的材料，生成柱状节理岩体重构体。通过预先设置的岩体模型，结合柱状节理岩体的每个特征结构所对应的材料，可以生成多个结构相同的柱状节理岩体重构体，可以在不同力学条件下，对多个结构相同的柱状节理岩体重构体进行破坏性试验，解决了无法获取相同结构柱状节理岩体力学特性和力学变化规律的问题，提高了所获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的准确性，同时提高了获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的灵活性。

摘要： 本发明公开了一种粗糙节理可换和节理倾角可变的边坡稳定性试验系统，包含含粗糙节理边坡模型装置、边坡加载装置以及数据自动采集系统。所述含粗糙节理边坡模型装置包含节理上部岩体、粗糙节理试样、节理倾角控制室和节理倾角测量装置。其中，所述节理倾角控制室包含节理上部岩体、水平导轨、水平滑槽、旋转轴、倾角线、伸缩立柱、节理倾角控制室侧立板、半圆量角器和旋转轴。所述边坡加载装置包含测力计固定平台、加载平台、荷载方向控制平台和加载倾角测量装置。采用实际粗糙节理可以不考虑节理相似材料的选取和制备，边坡模型制备更简单和节省材料；可预测边坡滑动时节理的临界滑动角度。

摘要： 本发明公开了一种基于距离控制算法构建与柱状节理变异系数一致节理模型的方法，首先根据现场画出的柱状节理的柱体断面素描图计算出实测变异系数，然后采用距离控制算法生成与柱状节理具有一致变异系数的Voronoi图，根据现场实测柱体倾向沿柱体轴向拉伸得到三维柱体模型，最后在柱体上添加随机横向节理，即可得到三维柱状节理模型。与现有技术相比，本发明克服了现有随机生成的种子点集过密或不均匀的现象，极大地减少了对种子点集进行二次判断的次数，显著提高计算效率和所得Voronoi图的质量。本发明引入了距离控制算法，具有效率高、成本低、较先进等优点，可以建立与实地情况较为一致的柱状节理模型，从而更好地为相关岩石力学研究服务和为工程安全性评价提供技术支撑。

摘要： 本发明公开了一种基于钻孔摄像技术的节理岩体体积节理数确定方法，应用于岩体完整性评估技术领域，包括以下步骤：S1、在待测岩体表面，选择单位面积的表面区域；S2、测量该单位面积的表面区域的岩体表面节理数Js，节理间距H和节理与水平巷道的倾向角θ；S3、对该单位面积的表面区域上钻孔，测量岩体内部节理数Jc；S4、将步骤S2测得的节理间距H与节理倾向角θ的正弦值和余弦值进行比较，确定岩体体积节理数Jv。本发明综合考量内部节理Jc与表面节理Js来计算体积节理Jv，考虑因素更为全面，计算更为准确快捷。

摘要： 本发明提供了一种劈裂形成多角度岩石节理面的模具及节理试样制作方法，涉及岩石力学试验领域，可以用于圆柱形岩石试样多角度节理面的制作。模具包括用来承受压力的上盒体和下盒体，在上盒体的下端面和下盒体的上端面分别开设半圆槽，半圆槽的内壁上可以设置与半圆槽轴线夹角分别为30°、45°和60°的弧形槽。下盒体半圆槽底部对称开设有垂直于下盒体底面的弹簧固定孔，用于放置弹簧。上盒体左右两侧的外壁上分别对称布置有两个矩形导向柱，下盒体左右两侧的外壁内侧分别对称布置有两个矩形导向槽。利用该模具可以制作出与圆柱岩石试样轴线方向呈30°、45°和60°等多角度的具有复杂三维形貌特征的新鲜节理面。

摘要： 本发明提供一种柱状节理岩体重构方法及柱状节理岩体重构体，涉及岩体工程技术领域。所述方法包括：确定岩体模型中每个特征结构对应的材料，所述岩体模型包括柱状节理岩体的至少一个特征结构，根据所述岩体模型和每个特征结构对应的材料，生成柱状节理岩体重构体。通过预先设置的岩体模型，结合柱状节理岩体的每个特征结构所对应的材料，可以生成多个结构相同的柱状节理岩体重构体，可以在不同力学条件下，对多个结构相同的柱状节理岩体重构体进行破坏性试验，解决了无法获取相同结构柱状节理岩体力学特性和力学变化规律的问题，提高了所获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的准确性，同时提高了获取柱状节理岩体力学特性和变化规律的灵活性。

摘要： 本实用新型提供一种节理模具及多组交叉节理岩体模型试件制备装置，涉及岩土工程的技术领域。其中，该节理模具，包括多段板材，任意相邻两段板材之间呈夹角设置，各段板材的一端位于第一平面内，各段板材的另一端位于第二平面内，第二平面与第一平面平行；两个节理模具相对放置能够模拟多组交叉节理。该节理模具，使用时，可以模拟多组交叉节理；此外，板材的厚度、相邻两段板材的夹角、相邻两段平行的板材的距离可以分别与需要模拟的节理缝厚度、节理角度以及节理间距一致，从而能够实现较为真实地模拟原型的节理特征，进而有利于提高研究结果的准确性；而该节理模具能够灵活组装使用，还便于脱模，能够提高制备效率。