节理岩体力学性质变异性的多尺度表征及其对地下开挖可靠性的影响

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41772287
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0705.工程地质环境与灾害
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The characteristics of variability and spatial variability in the mechanical properties of the jointed rock mass lead to the uncertainties and design risk in underground rock engineering due to the difficulties in modelling and parameter setting, and consequently become one of the important factors that control the construction safety of the underground engineering. How to quantitatively evaluate the variability in rock mass mechanical properties and its influence on the deformation and stability assessment of underground excavations is one of the difficult and hot problems in both domains of engineering geology and rock mechanics. In this research project, the methods of in-situ geological survey, theoretical analysis, numerical simulation, the indoor and in-situ mechanical testing and the multi-scale geological structure measurement will be comprehensively employed to characterize the variability of the mineral composition, the microscopic geological defects, the roughness and the geometric characteristics of the joint, and so on. The influence mechanism of these multi-scale geological structures on the variability in the mechanical parameters of both the intact rock and the rock mass will be studied. The characteristic of the spatial variability in the rock mass mechanical properties will be investigated based on the qualitative evaluation and quantitative computation of the rock mass mechanical parameters of typical underground engineering. The spatial variability will be modelled using multidimensional correlated random field theory. The reliability assessment model of the underground engineering will be set up and the algorithm to compute the reliability index and its failure probability will be developed. The influence of the spatial variability in rock mass mechanical properties on the reliability of the underground excavations will be investigated. The research achievements of this project will provide theoretical support for uncertainty evaluation of rock mass mechanical parameters, and the safety design and quantitative risk assessment of underground rock engineering.
节理岩体力学性质具有变异性和空间变异性,给地下工程计算建模和参数确定带来不确定性和设计风险,成为影响地下工程建设安全的重要因素。如何定量评价岩体力学参数的变异性及其对地下开挖稳定和变形的影响,是工程地质和岩石力学研究中的热点和难点问题。本项目拟通过野外地质调查、理论分析、数值模拟、室内外力学试验、宏细观地质结构测量等方法,从岩石、结构面和结构面网络三个层次,探索矿物成分,细观地质缺陷,结构面粗糙度,结构面几何特征等宏细观地质结构变异性的表征方法及其对岩石和岩体力学参数变异性的影响机制;通过典型地下工程岩体力学参数的定性评价和定量计算,研究岩体力学参数空间变异性规律和模拟方法;基于多维相关随机场模型,建立地下开挖可靠度分析模型与求解算法,探讨岩体力学参数空间变异性对地下开挖可靠性的影响机制。研究成果将为完善岩体力学参数不确定性评价方法,发展地下工程安全设计和风险定量评价理论提供参考。

结项摘要

节理岩体力学性质具有变异性和空间变异性,给地下工程勘查设计带来不确定性和风险,成为影响地下工程建设安全的重要因素。如何认识并评价岩体力学参数的变异性及其对地下开挖变形和稳定的影响,是工程地质和岩石力学研究中的热点和难点问题。本项目通过野外地质调查、理论分析、数值模拟、室内外力学试验、宏细观地质结构测量等方法,从岩石、结构面和结构面网络三个层次,探讨了矿物成分,细观地质缺陷,结构面粗糙度,结构面几何特征等宏细观地质结构变异性的表征方法及其对岩石和岩体力学参数变异性的影响机制;通过典型地下工程岩体力学参数的定性评价和定量计算,研究了岩体力学参数空间变异性规律和模拟方法;基于多维相关随机场模型,建立了地下开挖可靠度分析模型与求解算法,探讨岩体力学参数空间变异性对地下开挖可靠性的影响机制。主要结果总结如下:. (1)提出了一种基于纳米压痕试验的岩体矿物细观力学参数确定方法,以花岗岩为研究对象,从宏观和细观两个方面研究了花岗岩的力学特性,提出了一种从细观层面研究岩石宏观力学性质变异性的研究方法。. (2)基于三维扫描技术构建了岩石结构面粗糙度精细化表征与评价方法,探讨了采样方法对结构面粗糙度系数尺寸效应和各向异性评价结果的影响。发现结构面粗糙度的空间不均匀性是引起不同区域测量结果变异性的根本原因,提出了全数据采样法和旋转采样法。. (3)建立了考虑支护与围岩相互作用的隧道多失效模式及其功能函数;提出了基于移动最小二乘法的隧道可靠度分析方法;发展了基于条件概率和Excel电子表格中的隧道系统可靠度分析方法;建立了考虑岩体参数空间变异性的隧道可靠度分析方法,揭示了岩体参数空间变异性对隧道失效概率的影响规律;建立了基于响应面法的隧道支护结构概率优化设计发方法。. 研究成果为完善岩体力学参数不确定性评价方法,发展地下工程安全设计和风险定量评价理论提供依据。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(5)
A Quantitative Strain Energy Indicator for Predicting the Failure of Laboratory-Scale Rock Samples: Application to Shale Rock
用于预测实验室规模岩石样本失效的定量应变能指标:在页岩中的应用
  • DOI:
    10.1007/s00603-018-1480-7
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    ROCK MECHANICS AND ROCK ENGINEERING
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Pan, Xiao-Hua;Lu, Qing
  • 通讯作者:
    Lu, Qing
Optimum Scheme Selection for Multilayer Perceptron-Based Monte Carlo Simulation of Slope System Reliability
基于多层感知器的边坡系统可靠性蒙特卡罗模拟优化方案选择
  • DOI:
    10.1061/(asce)gm.1943-5622.0002156
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
    International Journal of Geomechanics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Ji Jian;Lü Qing;Zhang Zhe-ming;Liao Wen-wang;Wu Zhi-jun;Jiang Zhen
  • 通讯作者:
    Jiang Zhen
A case study of a rainfall-induced landslide involving weak interlayer and its treatment using the siphon drainage method
软弱夹层降雨诱发滑坡实例及虹吸排水法治理
  • DOI:
    10.1007/s10064-018-1365-8
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Bulletin of Engineering Geology and the Environment
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Sun Hong Yue;Pan Pan;Lü Qing;Wei Zhen Lei;Xie Wei;Zhan Wei
  • 通讯作者:
    Zhan Wei
A Contribution to Relationship Between Volumetric Joint Count (J(v)) and Rock Quality Designation (RQD) in Three-Dimensional (3-D) Space
对三维 (3-D) 空间中体积节理计数 (J(v)) 与岩石质量标识 (RQD) 之间关系的贡献
  • DOI:
    10.1007/s00603-019-01986-3
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Rock Mechanics and Rock Engineering
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Zheng Jun;Wang Xiaohong;Lü Qing;Liu Jianfeng;Guo Jichao;Liu Tiexin;Deng Jianhui
  • 通讯作者:
    Deng Jianhui
基于旋转采样法的结构面粗糙度各向异性评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    工程地质学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴禄祥;吕庆;蔡学桁;郑俊;李博;刘健
  • 通讯作者:
    刘健

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其他文献

烧结矿MgO含量对含钒钛炉料熔滴性能影响
  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈树军
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  • DOI:
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    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吕庆
含砷铁矿石脱砷过程的热力学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡晓;吕庆;张淑会
  • 通讯作者:
    张淑会

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吕庆的其他基金

考虑斜坡水文效应的暴雨型浅层滑坡启动机理及降雨阈值表征
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    42277132
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    2022
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考虑斜坡水文效应的暴雨型浅层滑坡启动机理及降雨阈值表征
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    53 万元
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    面上项目
滚石坡面碰撞的破裂机理及其对运动特征的影响研究
  • 批准号:
    41202216
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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