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期刊信息/Journal information
工程地质学报
中国科学院地质与地球物理研究所
工程地质学报

中国科学院地质与地球物理研究所

王思敬

双月刊

1004-9665

gcdz@mail.igcas.ac.cn

010-82998121；82998124

100029

北京北土城西路19号 中国科学院地质与地球物理研究所

工程地质学报/Journal Journal of Engineering GeologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国工程地质学科综合性的高级学术期刊。1993年批准创刊发行，现为季刊，16开本，每期96页，国内外公开发行。《工程地质学报》办刊宗旨是加强学术交流，促进工程地质科学的理论，应用和技术的发展，使工程地质学科更好地为国民经济建设服务。《工程地质学报》着重于理论研究和工程实践的结合。学报主要介绍当前规划、设计和在建国家重点工程的工程地质和地质环境实例及其论证；讨论理论进展和方法创新；讨论在土木、水电、铁路、公路、及矿山建设、城乡规划、地质环境和灾害治理，以及能源和工业采掘等方面的新技术和经营、适用于科研工作者、高校师生和专业工程技术人员参阅。《工程地质学报》由中国科学院地质与地球物理研究所主办，由工程地质力学重点研究室实验室、协同中国地质学会工程地质专业委员会及国际工程地质学会中国国家小组编辑。由中国工程院院士、国际工程地质学会副主席王思敬教授任主编的编委会由国内外知名的工程地质学家和工程师构成。
正式出版
收录年代

    大足石刻卧佛佛手精细化建模及稳定性分析

    黄蕾马雨君王南张景科...
    2017-2029页
    查看更多>>摘要：石质文物模型的建立与稳定性研究,对于古代文物的社会文化、民族特色等历史信息有着重要意义.本文以大足石刻卧佛佛手为例,基于文物三维空间结构信息,利用Geomagic内置算法实现高精度佛手数字化模型重构,通过Rhino平台实现NURBS曲面与基岩、结构面更好的融合;结合有限元非线性分析方法,对大足石刻佛手模型在静力及动力作用下的位移、应力规律进行分析.研究结果表明:(1)精细化构建的佛手模型偏差值介于-3～3cm之间,平均偏差为-2～1.5 mm,满足工程设计允许误差±5％.(2)自重荷载下佛手垂向位移沿五指方向(指尖指向手腕)各手指位移呈线性减小趋势,各指尖最大位移分别为0.46 mm、0.57 mm、0.48 mm、0.46 mm、0.44 mm.(3)地震荷载下佛手位移变化规律与输入的地震波波动有关,地震波输入前20 s内佛手位移、应力变化剧烈,分别于8.6 s、13.3 s达到其最大值,经波动后趋于稳定,应着重关注于食指前端潜在的破坏风险.研究方法为小尺度、悬臂式的石质文物建模及稳定性分析提供了思路.

    大足石刻精细化建模稳定性动力响应

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    四川安岳石窟圆觉洞46号窟崖体危岩体变形特征

    邹红宇张理想张景科陈佳仪...
    2030-2040页
    查看更多>>摘要：危岩体发育是威胁石窟安全的主要病害之一,揭示危岩体变形演化特征对岩体稳定性评价和石窟保护具有重要意义.以四川安岳石窟圆觉洞典型危岩体为研究对象,精细化监测危岩体主控卸荷裂隙上、中、下部3处变形,结合振动、降雨、温湿度等环境因子系统监测,耦合分析多源监测数据探究危岩体变形特征,结果表明:代表性拉剪倾倒型危岩体变形破坏由一卸荷裂隙主控.卸荷裂隙张开度随季节做周期性变化,春夏季张开度呈波浪状平缓变化,秋冬季裂隙上端、中部张开度呈波浪状缓慢减小,下端张开度呈波浪状陡峭增长;裂隙整体张开度变化小,不足1 mm,危岩体变形量、变形速率远大于上方崖壁;监测期间内危岩体变形对外界温度变化最为敏感,两者呈显著负相关;对降雨响应明显,表现为裂隙张开度先突增后恢复(0.06～0.2 mm),对地震响应微弱;危岩体处于变形发育阶段,以卸荷裂隙根部为轴发生倾斜变形,长期发育会倾倒破坏;研究成果可为评估圆觉洞长期稳定状态和石窟寺危岩体研究工作提供科学依据.

    石窟岩体安岳圆觉洞裂隙监测变形特征危岩体

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    北石窟寺平顶窟顶板层状剥落破坏力学机制研究

    裴强强白玉书郭青林刘鸿...
    2041-2054页
    查看更多>>摘要：以庆阳北石窟寺为代表的陇东石窟多开凿于弱胶结砂岩地层,呈现结构松散、胶结物含量与强度低、沉积原生层理面黏结力弱等特点,平顶窟容易发育顶板层状剥落病害.选取北石窟寺10处具有典型剥落病害特征的洞窟进行调查,获取岩层剥落病害的几何参数及分布特征.调查发现北石窟寺平顶窟顶板层状剥落的破坏特征呈现多阶段性,从底部最大拉应力区域开始发育裂缝,逐渐向上扩展剥落,形成步进式坍塌,直至构成稳定的极限平衡拱.考虑上覆荷载、层理面黏接力、端部支撑和水平构造应力等多种因素的综合作用,逐步推导了从固支梁模型到简支梁模型、悬臂梁模型,最终形成极限平衡拱模型的渐近演化过程,并结合结构力学和弹性力学理论建立了不同损伤阶段的典型力学模型,揭示了顶板层状剥落不同阶段病害特征和破坏机制,并提出了不同阶段破坏的临界范围及阈值.研究成果能够更精确预测砂岩平顶窟失稳趋势,可为顶板岩体稳定性评价和预防性保护提供理论支撑,对同类石窟的长期保护具有重要参考价值.

    北石窟寺顶板剥落破坏破坏过程力学模型验证分析

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    关于龙游石窟24号洞西侧陡坡落石灾害风险评估及绿植条带隔离防治方法的研究

    杨志法吴振雷孙亚丽傅燕...
    2055-2063页
    查看更多>>摘要：位于龙游石窟景区24号洞西侧是一处长度和高度都为十余米的陡崖,这条近直立的陡崖位于景区一条主游路,游人可接近的边界上,且风化较为严重.现场调查结果表明,常有落石落下,并发生"弹跳"现象,有游人靠近陡壁行走,就存在着发生落石灾害的高风险.为了确保旅游安全,需要对之进行防治,因此在防治方法上可以从"工程加固法"和"绿植条带隔离法"上选择.经对现场分析,提出采用"绿植条带隔离法"更为安全、环保和经济,更符合"绿色低碳"的目标.

    龙游石窟落石风景区风险评估绿植条带隔离法

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    基于采样窗的岩体裂隙图像信息检测方法研究

    伍法权夏毓何林恺
    2064-2071页
    查看更多>>摘要：采样窗方法是获取岩体结构面信息的重要手段,在野外勘测中获取岩体数据多为人工测量,为了更好地提取地质信息,利用数字图像处理技术展开研究.本文提出的基于Canny算法的岩体信息检测方法,能更精准快速地获取岩体裂隙信息.直接拍摄的岩体裂隙图像受噪声影响,先使用自适应高斯滤波进行降噪,再基于Canny算法提取边界,根据提取结果,将处理后的图像赋以距离、角度和长度等阈值进行优化,得到精度较高的裂隙图.将所获的裂隙图根据角度进行分组,利用形态学获取裂隙数目.本文方法应用于岩体图像,以浙江嵊州某矿山为研究对象,采用人机交互的手段,基于采样窗进一步获取岩体平均迹长和法向密度、面积密度和体积密度,测试该方法的有效性.本文最后以浙江嵊州某矿山为研究对象,结果表明:对于存在明显裂隙的岩体,该算法能够实现较准确的提取,所提出的方法裂隙提取精准度高于93％,有效提高了岩体图像处理的精确性和完整性.

    岩体信息图像检测岩体裂隙检测采样窗裂隙数量

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    岩体结构面两级粗糙度各向异性特征量化表征的间距效应研究

    任昱行许文涛张诗淮马晓冬...
    2072-2084页
    查看更多>>摘要：结构面宏观起伏体和微凸体的三维形貌特征会直接影响岩石的剪切力学性质,认识不同采样间距下两级形貌粗糙度的各向异性特征,对准确把握岩体剪切破坏机理具有重要意义.鉴于目前对两级形貌粗糙度各向异性特征的研究较少,基于界限采样间距形貌分级原理获取两级粗糙度参数,提出了考虑粗糙度优势方向和劣势方向的各向异性系数RAC3D,通过点云稀疏方法统计了不同采样间距下3组样品的两级形貌粗糙度各向异性系数.结果表明:微凸体粗糙度各向异性系数随采样间距扩大先逐渐增大然后减小,与采样间距有较好的二次多项式拟合关系;宏观起伏体在小采样间距下粗糙度各向异性系数的间距效应不明显,当间距超过界限采样间距之后,各向异性系数迅速衰减与采样间距呈负指数乘幂函数关系.通过对结构面两级形貌几何结构分析发现,随采样间距增大,优势方向和劣势方向粗糙度衰减的快慢是影响两级形貌各向异性系数变化的主要因素.粗糙度各向异性特征越明显的结构面受采样间距变化的影响越大.本文为研究结构面两级形貌粗糙度各向异性特征的间距效应规律提供参考.

    结构面两级粗糙度宏观起伏体粗糙度各向异性系数间距效应

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    钻孔数字图像识别在岩体完整性评价中的应用

    汪华晨孙宁陈鸿杰许晓逸...
    2085-2097页
    查看更多>>摘要：为了表征工程岩体的真实完整性,依托钻孔成像技术提出一种基于蚁群算法的图像识别方法,并应用于地下洞室工程岩体完整性评价.该方法首先对钻孔图像进行灰度转换与目标细节增强;然后基于蚁群算法与形态学处理进行图像分割,对分割后的图像进行节理平均宽度测量,根据节理张开度区分闭合节理与张开节理;最后基于识别的岩体特征进行RQD计算.以澜沧江GX水电站厂房右岸洞室钻孔为例,进行钻孔数字图像识别与RQD计算,与岩芯RQD值、波速测试结果对比表明,该方法能充分考虑节理张开度对岩体物理力学性质的影响、反应工程岩体真实拓扑状态、合理评价高地应力地区的岩体完整性,提高了 RQD值的科学性与准确性,为岩体完整性评价提供了一种高效可靠的方法.

    钻孔数字图像蚁群算法节理张开度岩体完整性大型地下洞室

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    基于超声波钻孔电视的深部岩体体积节理数的计算方法及其工程应用

    刘冀昆王成虎乾增珍高桂云...
    2098-2109页
    查看更多>>摘要：未经开挖的深部工程岩体质量评价长期以来都是国内外工程地质与岩体力学领域的重要科学问题,当工况无法满足现场波速试验条件时,如何利用体积节理数评价岩体的完整程度,成为准确评价深部工程岩体质量的关键.本次研究基于超声波钻孔成像技术,提出了一种通过图像测井数据获取Jv的计算方法——钻孔透视法:根据节理的位置、方位角等信息,推演单位体积中节理与钻孔的相对位置,据此将节理分为4种类型,从而分别计算节理数并求和,得到对应深度下的Jv值.将钻孔透视法应用于山东省潍坊市昌乐县某矿区内钻孔HHZK的深部岩体Jv的计算,结合岩芯点荷载试验估算岩石饱和单轴抗压强度Rc,使用BQ法对该地区深部工程岩体质量进行定量化评价.研究结果表明:钻孔HHZK深部岩体按照BQ法分级,主要分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,34～150m的Ⅲ、Ⅳ级岩体主要为碎裂黑云斜长片麻岩、花岗斑岩以及花岗闪长岩等;150～400m的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级岩体主要为花岗岩、脉状混合岩、构造角砾岩以及混合片麻岩等.研究结果为当地矿山开采和地质环境治理提供了岩体质量评价数据支撑,同时也验证了该方法的适用性和可靠性.

    深部岩体钻孔透视法BQ法体积节理数超声波钻孔成像技术

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    岩石峰前和峰后能量演化特征及脆性评价研究

    张旗张晓平常鑫刘重羊...
    2110-2119页
    查看更多>>摘要：岩石脆性是表征岩石破坏特征的重要参数,建立准确的脆性评价方法对岩土工程具有重要意义.本文总结了目前国内外常用的基于应力-应变曲线表征岩石脆性的方法,并探讨了其适用性,同时采用3种岩石分析了岩石破裂过程中峰前与峰后能量演化规律及脆性指标.研究结果表明:单轴压缩条件下粉砂岩、大理岩和花岗岩耗散能演化规律分别呈现"(ɔ)"型、"S"型和"L"型;大理岩峰前脆性指数最小,花岗岩最大,峰后脆性指标粉砂岩和花岗岩相同,大理岩最小;利用全应力-应变曲线,基于能量演化角度,可以较好地表征岩石破裂过程中峰前和峰后的脆性特征,但脆性表征指数不能简单地通过数学计算将峰前和峰后指标合并为一个指标;峰前和峰后岩石脆性指数的关联性尚不明确,合并的脆性指标无法同时有效表征峰前和峰后脆性变化规律,应分别考虑峰前和峰后脆性指标,单独表征分析岩石峰前和峰后的脆性特征和规律.

    岩石应力-应变曲线能量演化弹性能耗散能脆性评价

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    含钙质胶结结构面岩石的力学特性与破坏特征研究

    王昊陈俊智冯豪天
    2120-2129页
    查看更多>>摘要：胶结作用下的含结构面岩石的节理剪胀特性是工程岩体稳定性及节理渗流的重要影响因素.本文以灰岩为研究对象,切割并选取含结构面的岩样,结构面的胶结部分以钙质胶结为主,在剪切方向与结构面走向一致的条件下,选取不同角度的结构面,通过室内压剪试验和PFC数值仿真试验,从宏观和细观角度研究具有胶结作用的含结构面灰岩岩石的力学特性和破坏特征.结果表明:在结构面具有胶结作用的前提下:(1)结构面与剪切面不重合时,岩石试件受到破坏后破碎严重,且破坏形式较为复杂.(2)岩石试件抗剪强度受结构面与剪切面的夹角α影响,夹角α范围在0°～60°时,试件抗剪强度随着夹角角度的增加而增强;夹角α范围在60°～90°之间时,岩石抗剪强度出现最大值.(3)从开始加载到裂纹出现的过程中,随着夹角α增加,剪切位移量也明显增加.(4)夹角α达到75°之前,法向应力增加促进胶结部分破坏,夹角α达到75°之后,法向应力增加抑制胶结部分破坏.研究思路和方法可为含钙质胶结的结构面岩石的力学特性和破坏特征分析提供参考.

    胶结结构面力学特性破坏特征剪切方向PFC3D

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