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裂隙岩体强度特征及其智能评价方法研究
  • 项目名称:裂隙岩体强度特征及其智能评价方法研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:50478061
  • 申请代码:E080601
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2005-01-01-2007-12-31
  • 项目负责人:乔春生
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:北京交通大学
  • 批准年度:2004
中文摘要:

针对一般岩石工程设计中裂隙岩体强度难于准确估计的问题,本项目将在对已有原位试验资料和已有岩体强度估算方法分析基础上,总结影响裂隙岩体强度的主要因素及其作用,通过对实际岩体中结构面的实际调查和统计,建立岩体结构面分布状态的统计模型,然后,采用小型天然裂隙岩石试件在实验室进行各种应力条件下的强度试验,分析裂隙岩石在加载和卸载时的强度特征与岩石结构类型的关系,采用数值计算方法模拟各种尺寸裂隙岩体的强度试验,评价岩体强度的尺寸效应和表征体元的大小。最后用支持向量机回归算法对实验和计算结果进行回归,建立一个能够通过众多影响因素与裂隙岩体强度之间的映射关系预测裂隙岩体强度的智能预测模型,并通过实际工程验证进行必要的改进。此方法还可作为裂隙岩体的强度准则用于稳定性分析,为岩石工程设计和数值计算提供可靠、简单方便的强度预测方法,以取代目前的经验方法。

结论摘要:

裂隙岩体强度与组成该岩体的岩石强度和所含有的结构面有关。针对岩石工程设计中裂隙岩体强度难于准确估计的问题,通过裂隙岩石的室内试验和不连续岩体数值模拟相结合的方法,以优势节理组、节理平均间距与节理等效连通率建立的岩体结构地质模型为基础,采用三维颗粒流数值模拟手段,建立了基于颗粒流的裂隙岩体强度评价方法。应用表明该方法对岩体强度的评价符合实际,具有独到优势。还建立了采用矩形数学覆盖的弹塑性流形元分析方法,并开发了相应的计算机程序,并用于裂隙岩体强度的分析,计算结果与采用颗粒流分析所得结果非常相似,表明该方法能够反映裂隙岩体的变形破坏规律,为裂隙岩体强度评价提供了又一种有效手段。通过对含有不同分离度的单一节理、单组节理、两组节理及三组节理岩石强度的数值模拟,发现节理间存在相互作用,传统弱面理论和节理组的叠加原理不能反映实际。最后提出了基于岩体工程分类的对完整岩石强度进行"尺寸效应"折减和"节理化"折减的确定不同尺度工程岩体强度的二次强度折减法,可以较好地考虑岩体强度的尺寸效应和结构面对岩体强度的削弱作用,具有简单、实用、可靠等特点,满足岩石工程要求。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 17
  • 1
  • 0
  • 0
  • 0
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