Page 18 - 岩石力学与岩石工程学科发展研究报告

溪洛渡建基面开挖，提出了 300m 级特高拱坝建基面优化设计的可行性，提出了分区分段分层分级

对标验收评价新思想。宋胜武等结合锦屏一级、猴子岩等实际工程，建立了基于岩石强度应力比的
地应力折减标准，实现了量化评价，形成了高地应力条件下水电工程围岩分类 GHC 法，提高了水
电围岩分类标准的科学性和合理性。樊启祥等针对世界在建最大水电站白鹤滩工程特高拱坝复杂坝

基开挖保护与处理面临的关键技术难题，研究揭示了柱状节理玄武岩岩体的工程特性及不同工程措
施下的时空松弛变形规律，建立了与白鹤滩特高拱坝相适应的建基面岩体质量分类及评价标准，提
出了与坝基岩体特性相适应的拱坝体形与结构措施；研发了双保护层分区分级开挖、复合散能爆破、
深层快速锚固、利用坝基开挖保护层预留作为岩石盖重等创新技术，首次制定了柱状节理玄武岩、

层内错动带、薄层角砾熔岩等限松弛、控变形的综合处理措施，实现了复杂坝基的应力均匀、变形
协调、刚度匹配，避免了基础强约束区混凝土开裂；研发了集开挖、爆破、锚固、灌浆、监测等模
块一体化的数字边坡 iSlope 管理平台，实现了基于工序工艺过程的各专业的标准化、流程化、数字

化管理，形成了基于复杂坝基开挖保护与处理全过程的监测评估、预报预警、决策支持的数字化管
理系统。伍法权等在认识高地应力区域岩体结构特征和复杂高应力环境的基础上，深入研究了大规
模工程开挖引起高储能岩体卸荷变形破坏的形成机理与其非线性动力学特性，探讨开挖系统诸因素
的时空演化与各因素之间的相互关系，研究高储能岩体工程灾害孕育、演化与成灾过程中的岩体结

构、高应力及其复杂状态和路径的控制作用以及岩体结构控制转化为应力控制的条件和判据，揭示
了岩体卸荷破坏的确切机制，建立了能够反映高储能岩体破裂机理的强度准则，刻画了工程岩体卸

荷的应变能转移特性。

2.4.2 工程加固

岩石工程中加固技术众多，其中广泛采用锚固技术，相关理论研究主要围绕 2 个方面进行：其

一从锚固体加固的效果出发研究作用机制；其二从锚固体与周围接触介质相互作用的角度出发研究
锚固载荷传递机制，尤其是对加浆锚固体中锚固体与注浆体、注浆体与围岩土体间相互作用的黏应
力分布状态以及传递机制。岩土锚固领域的研究一直保持强劲发展的态势，近六年锚固的研究热点

集中在锚杆和锚索锚固方式的研究。锚固结构在 2008 年 5 月 12 日汶川大地震的良好防震效应引起
了锚固耐久性和锚固动力响应方面的重视，是当前的热点；锚固动力响应方面的研究呈持续关注状
态。

针对传统锚杆在一些特殊岩石环境，如节理岩体的锚固机理和特性，李术才等将复合材料力学
的研究方法和观点引入到层状节理岩体–锚杆支护系统，将其看成是一种由层状岩体（基体材料）、
锚杆（纤维材料）、砂浆（黏结材料）构成的单向复合增强材料，通过理论分析、数值模拟和对比模
型试验，定量分析这种等效复合材料的力学性质与各组分材料之间的关系；在此基础上，研究了裂

隙角度和侧向应力大小对锚固岩块的锚固效应，提出了主控裂纹的概念，探讨了不同锚固条件下主、
次裂隙发展与节理岩体锚固效果的相互影响。刘泉声等建立了节理锚固锚杆在剪切荷载作用下的变
形模型，推导了剪切荷载与剪切位移和轴向荷载与轴向位移的关系，探讨了最优锚固角度受岩质变

化的影响。
为了解决传统支护材料在软岩大变形、岩爆大变形、冲击大变形、突出大变形破坏过程中出现
的破断失效问题，何满潮院士团队研发了具有超常力学特性的恒阻大变形锚杆/索支护新材料，即采

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