開挖過程圍岩體結構表征及塊體滑落分析研究

《開挖過程圍岩體結構表征及塊體滑落分析研究》是依託東北大學，由王述紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：開挖過程圍岩體結構表征及塊體滑落分析研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王述紅
• 依託單位：東北大學

中文摘要

本項目以複雜岩體開挖誘發塊體滑落問題為工程套用背景，把塊體分析方法與微震監測技術相結合，首先，藉助於微震監測技術實現開挖過程岩體內部新生結構面的識別與表征，結合岩體表面結構面的三維非接觸掃描和鑽孔攝像獲取岩體表面和內部局部的結構面信息，提出開挖過程中岩體空間結構面的動態表征方法，實現岩體內部結構的三維表征；其次，建立非連續岩體穩定性的塊體滑落分析模型，開發數值模擬軟體，並通過模擬室內塊體模型試驗的結果來進行數值分析方法的驗證和相關參數標定；最後，基於岩體三維表徵信息進行岩體三維建模，並根據開挖過程獲得的監測數據實時更新模型，進行可移動塊體的快速搜尋和塊體滑落過程的計算分析，模擬非連續岩體對於開挖過程的回響特徵，探討複雜岩體開挖擾動區塊體滑落演化規律，為研究開挖以及岩體結構對圍岩穩定性的影響提供了一種分析方法。

結題摘要

本項目研究以複雜岩體開挖誘發塊體滑落問題為工程套用背景，將塊體分析方法與監測技術相結合，藉助於監測技術（聲發射）實現開挖/工程擾動過程中岩體內部新生結構面的識別與表征，提供一種開挖過程中塊體的滑落規律研究新的分析方法（完成相關發明專利4項和實用新型專利1項）。通過現場岩體表面結構面的三維非接觸掃描和內部局部的結構面信息獲取，提出開挖過程中岩體空間結構面的動態表征方法，開發了非連續岩體擾動過程中結構面三維表征；分析了非連續岩體穩定性的塊體滑落機理和影響因素，自主研製開發了相關數值模分析系統GeoSMA-3D，並研製開發出用於實驗室分析的變角度空間塊體滑落模型試驗平台，開展相關係列實驗，利用室內塊體模型試驗的結果驗證和標定了數值分析方法和相關參數；理論方面深入研究了開挖/工程擾動過程中結構面的擴展、塊體的形成、關鍵塊體的識別、滑落過程變化規律，首次提出並實現了非連續岩體工程擾動/開挖作用下內部新生結構面的識別與表征新方法，基於岩體三維表徵信息進行岩體三維建模，並根據開挖過程獲得的監測數據實時更新模型，進行可移動塊體的快速搜尋和塊體滑落過程的計算分析，模擬了非連續岩體對於開挖過程的回響特徵，探討了複雜岩體開挖擾動區塊體滑落演化規律，提出基於塊體理論關鍵塊體滑落過程識別的“過程設計”思路，研製出的非連續岩體關鍵塊體搜尋分析系統，並成功在相關工程隧道和邊坡中推廣套用，研究結論為岩體開挖以及岩體結構對圍岩穩定性的影響提供了一種分析方法和理論基礎。