高应力和高渗压下饱和完整砂岩三轴剪切-渗流耦合特性试验研究 被引量：1

1

作者 林志南 冯世宏 +2 位作者 张强 王家全 龙海锋 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2419-2430,共12页

为研究高地应力和高水头压力下完整岩石的三轴剪切力学特性和渗透特性,更加真实地揭示三维压剪应力状态下重大岩石边坡在剪切-渗流耦合作用下的损伤破坏机制,采用Rock Top多场耦合试验仪,对饱和完整砂岩进行五组不同法向应力和渗压下的... 为研究高地应力和高水头压力下完整岩石的三轴剪切力学特性和渗透特性,更加真实地揭示三维压剪应力状态下重大岩石边坡在剪切-渗流耦合作用下的损伤破坏机制,采用Rock Top多场耦合试验仪,对饱和完整砂岩进行五组不同法向应力和渗压下的三轴剪切-渗流耦合试验,获得相应的三轴剪应力-应变-表观渗透率曲线和含有原岩屑的剪切单节理裂隙面,并开展单节理裂隙渗透试验。分析不同法向应力和渗压双因素耦合作用下岩石剪切破坏裂隙面的形貌特征,探究饱和砂岩的剪切强度和表观渗透率随法向应力、渗压的演变规律,探讨单裂隙砂岩的表观渗透率在剪应力逐渐减小过程中随渗压的演化特征。研究结果表明:1)剪切-渗流耦合作用下饱和砂岩表观渗透率表现出先减小后增大并逐渐趋于稳定的变化规律;2)剪切-渗流耦合下饱和砂岩剪切峰值强度和残余强度随着法向应力增大而增大,随着渗压的增大呈线性减小,并且在剪切过程中表观渗透率曲线渗流峰值滞后于剪切峰值强度;3)在剪应力缓慢降低过程中,单节理裂隙面的开度先降低后增大,其表观渗透率和渗流量呈现出先减小后增大的变化规律;4)采用Forchheimer方程拟合获得剪应力、渗压和法向应力作用下,贯穿单裂隙面的渗流量与渗压的关系式。 展开更多

关键词 三轴剪切-渗流耦合试验 渗压 剪切强度 表观渗透率 渗流量

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真三轴气固耦合煤体渗流试验系统的研制及应用 被引量：19

2

作者 李文鑫 王刚 +3 位作者 杜文州 王鹏飞 陈金华 孙文斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2109-2118,共10页

为了更真实地模拟煤岩在掘进巷道迎头等环境下的应力状态,研究三向应力环境下煤岩的损伤变形及瓦斯渗流情况,自主研发了真三轴气-固耦合煤体渗流试验系统。该装置主要由真三轴压力室、液压伺服系统、气体渗流系统和监测与控制系统组成,... 为了更真实地模拟煤岩在掘进巷道迎头等环境下的应力状态,研究三向应力环境下煤岩的损伤变形及瓦斯渗流情况,自主研发了真三轴气-固耦合煤体渗流试验系统。该装置主要由真三轴压力室、液压伺服系统、气体渗流系统和监测与控制系统组成,采用的试件尺寸为200 mm×100 mm×100 mm,可施加的最大轴压(σ1)为70 MPa、最大侧压(σ2)为35 MPa、最大侧压(σ3)为10 MPa、最大瓦斯压力为6 MPa。该装置具有以下特点:(1)σ1、σ2采用刚性压头加载,σ3采用柔性加载,三向应力分别独立加载;(2)设计了刚柔性压头及传压滑杆,使得σ1与σ2方向压头在同时加载过程中互不干扰;(3)通过伺服液压系统控制加载功能,使得装置性能稳定,应力与位移加载精确,易于控制;(4)气体渗流系统采用蜂窝孔对试件进行面通气,确保试件进气端瓦斯压力均匀分布;(5)采用多种高精度传感器进行监测,实时记录煤体所受应力值、变形量及瓦斯渗流量。用两种不同应力路径下的渗流试验对该系统准确性和可靠性进行了验证,结果表明,该装置性能稳定可靠。该装置可用于揭示煤与瓦斯在三向应力条件下的耦合作用机制,为防治瓦斯灾害及研究瓦斯抽采提供了可靠的试验基础。 展开更多

关键词 采矿工程 气-固耦合 真三轴 三向应力 瓦斯渗流

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温控桩-土接触面三轴试验系统研制与验证 被引量：8

3

作者 李春红 孔纲强 +3 位作者 张鑫蕊 刘汉龙 许晓亮 许俊奎 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4955-4962,共8页

为探讨温度对桩-土接触面力学性质的影响,自主研制了一套温控桩-土接触面三轴试验仪。基于常规土工三轴仪压力腔,搭建桩-土接触面构件,分别增设桩体和土体温度控制系统,实现非等温条件下桩-土接触面热力耦合特性测试。开展了不同类型、... 为探讨温度对桩-土接触面力学性质的影响,自主研制了一套温控桩-土接触面三轴试验仪。基于常规土工三轴仪压力腔,搭建桩-土接触面构件,分别增设桩体和土体温度控制系统,实现非等温条件下桩-土接触面热力耦合特性测试。开展了不同类型、温度荷载等级下桩-砂土接触面热-力耦合特性三轴试验,实测了桩体与土体温度控制精度、桩-土接触面剪切应力、不排水条件下的孔隙水压力以及排水条件下的体积变化等规律,初步验证了试验系统的可靠性和准确性。该试验系统结构简单、拆装方便,可实现温控桩-土接触面三轴试验与常规/温控三轴试验的自由切换。相关研究成果将为桩-土接触面热-力耦合机制与本构模型的建立提供技术支撑。 展开更多

关键词 桩-土接触面 温控 热力耦合 三轴试验

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橡胶砂应力-应变特性三轴-单剪联合试验研究 被引量：12

4

作者 刘方成 张永富 任东滨 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2769-2779,共11页

橡胶砂作为一种环保的岩土材料有广泛的应用前景。应用三轴和单剪两种试验方法对2种固结压力下、7种配比橡胶砂的应力-应变特性、体变特性和模量衰减特性进行了对比研究,结果表明:随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂模量降低,应力-应变曲线... 橡胶砂作为一种环保的岩土材料有广泛的应用前景。应用三轴和单剪两种试验方法对2种固结压力下、7种配比橡胶砂的应力-应变特性、体变特性和模量衰减特性进行了对比研究,结果表明:随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂模量降低,应力-应变曲线向应变硬化型转变,线性关系增强;随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂剪胀特性减弱,剪缩增大;橡胶砂应力-应变关系可用扩展邓肯-张模型进行模拟,模型参数受橡胶颗粒含量影响的规律明显;随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂的静剪切模量Gs与剪应变γ曲线降低,而橡胶砂模量衰减曲线Gs/G0-γ(G0为初始剪切模量)向大应变方向偏移;三轴和单剪两种试验方法得到的橡胶砂应力-应变特性、体应变-剪应变规律类似,但试验参数明显受应力状态和应力路径的影响,两者的差异主要表现为三轴试验得到的应力-应变曲线和模量曲线高于单剪试验,产生这种差异的主要原因是由于前者的平均应力相对较大。试验还得到了橡胶砂初始模量随橡胶颗粒含量降低的经验关系。 展开更多

关键词 橡胶砂 应力-应变关系 三轴剪切 简单剪切 联合试验

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渗透压—应力耦合作用下煤体常规三轴试验的颗粒流模拟 被引量：16

5

作者 王刚 王锐 +2 位作者 武猛猛 王鹏飞 周煜明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期537-546,共10页

为了研究在渗透压-应力耦合作用下围压和瓦斯压力对煤体变形破坏规律的影响,借助PFC2D软件进行了340组抗压及抗拉试验模拟,建立了煤体宏观力学参数与细观参数之间的关系。利用平行黏结模型和推导得出的细观参数,对煤体进行了不同围压和... 为了研究在渗透压-应力耦合作用下围压和瓦斯压力对煤体变形破坏规律的影响,借助PFC2D软件进行了340组抗压及抗拉试验模拟,建立了煤体宏观力学参数与细观参数之间的关系。利用平行黏结模型和推导得出的细观参数,对煤体进行了不同围压和瓦斯压力条件下常规三轴试验的颗粒流模拟,并将模拟结果与物理试验结果进行对比及误差分析,对煤体宏观力学参数的变化规律进行了总结。分析结果表明,经过推导得到的宏细观参数关系,可以控制模拟结果的误差在10%之内,能较好地模拟煤体的力学特征;围压增大时,煤体的抗压强度、残余强度及弹性模量呈增大趋势,泊松比以及煤体的破裂角度变小,与物理试验所得围压对煤体的刚度和强度起增强作用的结论一致;瓦斯压力的升高会导致煤体抗压强度,残余强度及弹性模量减小,泊松比以及煤体破裂角度变大,验证了物理试验中瓦斯压力对煤体强度具有劣化作用的结论。 展开更多

关键词 渗透压-应力耦合 常规三轴试验 颗粒流模拟 宏细观参数

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阜新-朝阳高速公路段黄土三轴剪切特性研究 被引量：1

6

作者 李圃林 王常明 +2 位作者 张立新 张浩 杨立建 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期49-53,共5页

对取自阜新—朝阳高速公路段的黄土进行了14C测年、颗粒分析、湿陷及常规试验等,对比分析了其基本特性,通过三轴剪切试验,获得了不同含水量的黄土剪切孔压、固结孔压、抗剪强度及剪切变形的变化特征。分析认为,辽西黄土此类特性由黄土... 对取自阜新—朝阳高速公路段的黄土进行了14C测年、颗粒分析、湿陷及常规试验等,对比分析了其基本特性,通过三轴剪切试验,获得了不同含水量的黄土剪切孔压、固结孔压、抗剪强度及剪切变形的变化特征。分析认为,辽西黄土此类特性由黄土的物质成分和结构特征所决定。对不同含水量的黄土剪切变形曲线建立力学模型,拟合结果表明,对于脆性破坏的应变软化曲线,刘祖典模型描述的效果并不理想,而文中建议的经验模型则较为适合。 展开更多

关键词 辽西黄土 三轴剪切试验 应力-应变特征

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土石混合填料大型三轴剪切试验研究 被引量：11

7

作者 景宏君 张延青 +1 位作者 顾行文 凌华 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期270-275,共6页

为研究土石混合填料在不同土石混合比情况下的力学响应,以国道316旬阳至安康二级公路改建工程中的填石高路堤工程为依托,利用大型三轴剪切试验仪,在4种不同围压条件下,分别对土石混合质量比为3∶7和3∶2的试样进行固结不排水剪切试验。... 为研究土石混合填料在不同土石混合比情况下的力学响应,以国道316旬阳至安康二级公路改建工程中的填石高路堤工程为依托,利用大型三轴剪切试验仪,在4种不同围压条件下,分别对土石混合质量比为3∶7和3∶2的试样进行固结不排水剪切试验。发现当土石混合比为3∶7时,在低围压(200 kPa)条件下,试样应力-应变曲线为应变硬化型,在高围压(400,600和800kPa)条件下,试样应力-应变曲线在达到峰值应力后有所下降,表现为弱应变软化。在4种围压条件下,试样体应变均表现为随轴向应变先增大后减小,即试样先剪缩后剪胀,且表现为随着围压的增大,剪缩量不断增大,然后达到峰值,随后体应变减小,表现出剪胀趋势,且随着围压的增大,剪胀趋势减弱。当土石混合比为3∶2时,在4种围压条件下,试样应力-应变曲线均表现为应变硬化,无明显的峰值强度。试样体应变均随轴向应变增大而增大,即试样一直表现为剪缩,且围压越大,剪缩趋势越明显,剪缩量越大。体变速率(dεv/dε1)能较好地反映试样变形特性和应力-应变特性。结果表明:土石混合比的变化对土石混合料剪胀性影响很大,对应力-应变特性的影响主要体现在加载后期。 展开更多

关键词 土石混合料 大型三轴剪切试验 应力-应变关系 剪胀性 体变速率

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渗流-应力耦合下侏罗系红砂岩力学及渗透特性试验研究 被引量：2

8

作者 梁劲 王强 +4 位作者 胡新丽 王斌 宗浩 王剑 李岚星 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期52-61,共10页

三峡库区广泛分布侏罗系红砂岩,在水库运行期间红砂岩的渗流-应力耦合特性关乎库区内多数滑坡和岩质边坡的稳定性。借助岩石多场耦合三轴试验系统,对三峡库区侏罗系红砂岩开展了不同围压、不同渗透压下的三轴压缩试验,系统研究了红砂岩... 三峡库区广泛分布侏罗系红砂岩,在水库运行期间红砂岩的渗流-应力耦合特性关乎库区内多数滑坡和岩质边坡的稳定性。借助岩石多场耦合三轴试验系统,对三峡库区侏罗系红砂岩开展了不同围压、不同渗透压下的三轴压缩试验,系统研究了红砂岩的三轴压缩力学特性和渗透率演化特征。研究结果表明:(1)红砂岩的峰前应力-应变曲线可分为孔隙压密阶段、弹性变形阶段、微裂隙稳定发展阶段和非稳定发展阶段。红砂岩的力学参数与渗透压的关系呈负相关,与围压呈正相关。(2)随着围压升高,红砂岩的破坏模式由张拉破坏过渡到剪切破坏。(3)不同渗透压下,渗透率曲线呈平稳发展→缓慢上升→快速上升3阶段演化规律;不同围压下,渗透率曲线先降低后升高。(4)从能量角度分析了渗透压和围压对岩石的作用,验证了渗流对岩石的劣化效应以及围压对裂纹发展的抑制作用。本试验对鲜有报道的侏罗系红砂岩的强度、变形和渗透特性做了系统的研究,对渗流-应力耦合课题有补充意义。其工况根据三峡库区边坡岩体的应力水平来确定,试验结果对分析库区边坡稳定性具有指导意义。 展开更多

关键词 渗流-应力耦合 侏罗系红砂岩 三轴压缩 渗透特性 能量耗散

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土石混合体三轴剪切试验及三维多重剪切边界面模型 被引量：2

9

作者 曾章波 黄华 +3 位作者 梅龙喜 裴志勇 邹熠 方火浪 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期644-651,共8页

土石混合体是介于离散和连续介质之间的特殊地质材料,其颗粒分布特征和力学特性是控制土石混合体高填方工程稳定性的重要因素。以白鹤滩水电站库区象鼻岭移民安置点防护堤工程为依托,利用大型三轴试验仪,对两种土石混合体填筑料在3种不... 土石混合体是介于离散和连续介质之间的特殊地质材料,其颗粒分布特征和力学特性是控制土石混合体高填方工程稳定性的重要因素。以白鹤滩水电站库区象鼻岭移民安置点防护堤工程为依托,利用大型三轴试验仪,对两种土石混合体填筑料在3种不同围压条件下进行固结排水剪切试验,分析了土石混合体的偏差应力和体积应变随轴向应变的变化规律以及剪缩和剪胀特性。在此基础上,根据粒状土的临界状态和边界面弹塑性理论,引入了适合于土石混合体的临界黏聚力和状态参数,并基于空间随机分布微观剪切结构,建立了土石混合体状态相关三维多重剪切边界面模型。通过模型模拟结果与三轴剪切试验结果的比较,验证了该模型能够合理地描述土石混合体在低围压下的应变软化和剪胀特性,以及在高围压下的应变硬化和剪缩特性。 展开更多

关键词 土石混合体 三轴剪切试验 应力-应变关系 剪胀性 多重剪切 边界面

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排弃物料力学性质大型三轴剪切试验研究 被引量：1

10

作者 刘小平 刘天林 +2 位作者 曹晓毅 张宝元 王玉涛 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期191-198,共8页

露天矿剥离堆积的排弃物料力学性质是矿山排土场设计与稳定性控制之关键科学问题。文章以西南某露天矿剥离排弃物料为研究对象,采用室内相似级配模拟试验制作了不同物质组成、级配、相对密度条件下的试样,采用剪后筛分试验研究了各试样... 露天矿剥离堆积的排弃物料力学性质是矿山排土场设计与稳定性控制之关键科学问题。文章以西南某露天矿剥离排弃物料为研究对象,采用室内相似级配模拟试验制作了不同物质组成、级配、相对密度条件下的试样,采用剪后筛分试验研究了各试样在不同应力状态下的颗粒破碎机理及破碎率变化关系,采用大型三轴剪切试验测试了各试样的应力-应变关系及抗剪强度参数。试验结果表明:排弃物颗粒剪切破碎力学机制复杂,颗粒破碎率与物料组分、级配、相对密度及围压条件密切相关,与抗剪强度参数相关性强。应力-应变曲线无明显峰值强度,具有应变硬化特征,分析认为其与围压、相对密度水平较低有关。试验数据拟合曲线均表明:ε1/(σ1-σ3)与ε1为线性关系,-ε3与ε1为抛物线关系,相关系数均大于0.9。据此拟合曲线,求解出排弃物料的切线泊松比μt,修正了邓肯-张模型。对相同试验条件下对比试样(QG-B-3)应力-应变关系,采用邓肯-张模型(修正)进行了预测,预测结果与试验测试数据基本一致,验证了邓肯-张模型(修正)能够描述排弃物料力学特征。研究排弃物料剪切破碎机理与应力-应变特征,对露天矿排土场边坡变形控制具有重要的理论意义。 展开更多

关键词 排弃物料 大型三轴剪切试验 颗粒破碎 抗剪强度 邓肯-张模型

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粉土及其稳定土的三轴试验研究 被引量：22

11

作者 朱志铎 刘松玉 +1 位作者 邵光辉 郝建新 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1967-1971,共5页

以粉土和4%石灰、2%水泥+2%石灰、4%SEU-2型固化剂、8%SEU-2型固化剂处理的粉土为研究对象,通过不固结不排水三轴剪切试验(UU)和固结不排水三轴剪切试验(CU)对变掺量、变龄期条件下粉土及稳定土的强度和变形特性进行了研究。试验结果表... 以粉土和4%石灰、2%水泥+2%石灰、4%SEU-2型固化剂、8%SEU-2型固化剂处理的粉土为研究对象,通过不固结不排水三轴剪切试验(UU)和固结不排水三轴剪切试验(CU)对变掺量、变龄期条件下粉土及稳定土的强度和变形特性进行了研究。试验结果表明:粉土及其稳定土的应力-应变曲线主要为软化型。SEU-2型固化剂在改善粉土的凝聚力方面起了很好的作用,综合考虑了不同稳定方法的强度指标,表明掺SEU-2型固化剂是稳定粉土的最有效的方法。 展开更多

关键词 粉土 三轴剪切试验 应力-应变曲线 强度指标 固化剂

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复杂应力环境下单节理岩体渗流-应力耦合特性研究 被引量：3

12

作者 孔洋 石崇 +2 位作者 朱珍德 阮怀宁 张金龙 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期161-166,共6页

实际工程岩体在三向不等压主应力作用下渗流-应力耦合特性是目前学术界和工程界尚不明确的一个关键点.首先通过合理的理论分析与公式推导,给出了可描述三向主应力作用下无充填节理内渗流-应力耦合特性的理论公式;利用室内岩石真三轴渗流... 实际工程岩体在三向不等压主应力作用下渗流-应力耦合特性是目前学术界和工程界尚不明确的一个关键点.首先通过合理的理论分析与公式推导,给出了可描述三向主应力作用下无充填节理内渗流-应力耦合特性的理论公式;利用室内岩石真三轴渗流-应力耦合试验,验证了上述理论公式的可行性;通过基于全局优化算法的非线性拟合软件,结合试验数据给出了可信度较高的渗流-应力耦合特性经验公式;采用三维块体离散元方法开展数值试验,探讨了节理法向刚度参数取值方法的差异性,在合理赋值情况下验证了渗流-应力耦合特性经验公式的合理性;基于室内真三轴应力-渗流耦合试验、非线性数据拟合与离散元数值试验的系统研究结果证明了理论分析的准确性. 展开更多

关键词 节理岩体 渗流-应力耦合 真三轴试验 离散单元法

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考虑轴-弯-剪耦合效应的钢筋混凝土柱滞回性能研究

13

作者 韩建平 晁思思 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2016年第2期1-8,共8页

试验研究及震害调查发现:由于配箍不足或箍筋间距过大,地震作用下钢筋混凝土柱易发生剪切破坏,继而发生轴向破坏。采用纤维截面的钢筋混凝土梁柱单元及与之串联的剪切弹簧以及轴向弹簧考虑钢筋混凝土柱的轴-弯-剪耦合效应,其中纤维梁柱... 试验研究及震害调查发现:由于配箍不足或箍筋间距过大,地震作用下钢筋混凝土柱易发生剪切破坏,继而发生轴向破坏。采用纤维截面的钢筋混凝土梁柱单元及与之串联的剪切弹簧以及轴向弹簧考虑钢筋混凝土柱的轴-弯-剪耦合效应,其中纤维梁柱单元用于模拟柱的弯曲机制,与梁柱单元串联的剪切弹簧和轴向弹簧用于模拟剪切机制和轴向机制,并利用单轴材料模型中的Limit State Material及其相应的Shear Limit Curve和Axial Limit Curve确定材料的剪切破坏与轴向破坏失效点,最终从单元层次上定义轴-弯-剪耦合效应。为验证该数值模型的合理性,选取不同破坏形式、轴向力与水平循环往复荷载共同作用下拟静力试验的钢筋混凝土柱,借助Open Sees分析软件模拟其滞回性能。模拟结果与试验结果的对比分析表明:考虑轴-弯-剪耦合的串联模型能较好地模拟钢筋混凝土柱的强度、刚度退化及捏拢效应等,且能够反映钢筋混凝土构件在复杂应力条件下的受力性能。 展开更多

关键词 钢筋混凝土柱 轴-弯-剪耦合 剪切破坏 滞回性能 拟静力试验

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干湿循环下饱和红土不排水三轴试验研究 被引量：16

14

作者 程富阳 黄英 +2 位作者 周志伟 赵贵刚 张浚枫 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期1017-1026,共10页

以云南红土为研究对象,考虑干湿循环次数、干湿循环幅度等影响因素,利用TSZ-2型全自动三轴仪,开展干湿循环下饱和红土的不排水三轴试验,研究干湿循环作用对饱和红土剪切特性的影响。试验结果表明:不固结不排水条件下,随干湿循环次数增... 以云南红土为研究对象,考虑干湿循环次数、干湿循环幅度等影响因素,利用TSZ-2型全自动三轴仪,开展干湿循环下饱和红土的不排水三轴试验,研究干湿循环作用对饱和红土剪切特性的影响。试验结果表明:不固结不排水条件下,随干湿循环次数增加和干湿循环幅度增大,饱和红土的应变软化现象增强,应力-应变曲线的初始斜率、孔压峰值增大,剪切峰值、峰值轴向应变、黏聚力、内摩擦角减小;干湿循环次数的影响大于干湿循环幅度的影响。干湿循环下饱和红土剪切特性变化的实质在于红土与水之间的相互作用,包括脱湿过程中水的逃逸作用、红土颗粒的吸附作用、红土体的硬化作用及收缩作用和吸湿过程中水的楔入作用、润滑作用、软化作用及红土体的膨胀作用,干湿循环过程中上述作用不断加深加剧,严重损伤了红土体的微结构,最终改变了饱和红土的不排水剪切特性。 展开更多

关键词 干湿循环 饱和红土 不排水三轴试验 剪切特性 土-水作用

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不同渗透水压下完整泥页岩剪切-渗流特性研究 被引量：3

15

作者 马利遥 胡斌 +2 位作者 陈勇 崔凯 丁静 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2515-2524,共10页

为了探索高压水力浸润带和消落带岩体在压剪荷载与流体入渗双因素耦合作用下剪切渗流特性的衍化规律,利用自主研发的一套新型岩石剪切-渗流耦合试验系统,对饱水泥页岩进行了常法向荷载条件下不同渗透水压的剪切-渗流耦合试验和剪切蠕变... 为了探索高压水力浸润带和消落带岩体在压剪荷载与流体入渗双因素耦合作用下剪切渗流特性的衍化规律,利用自主研发的一套新型岩石剪切-渗流耦合试验系统,对饱水泥页岩进行了常法向荷载条件下不同渗透水压的剪切-渗流耦合试验和剪切蠕变-渗流耦合试验。试验结果表明:(1)随着渗透水压力的增加,饱水泥页岩剪切强度峰值、法向变形峰值以及剪切蠕变破坏强度均有所下降,说明渗透水压力对岩样力学强度具有损伤效果。(2)在剪切-渗流耦合试验过程中,岩样剪应力与法向变形在线弹性变化的末期会出现明显的上下波动现象,并伴有水流流出,剪应力和法向变形的突变点在时间上具有一致性。(3)在剪切蠕变-渗流耦合试验过程中,水流渗出速率与渗透水压力大小呈正相关,随着剪切荷载施加等级的提高,岩样蠕变变形量增大,单位时间内累计渗出水量亦有所提升。 展开更多

关键词 泥页岩 渗透水压 剪切-渗流耦合 试验系统 力学特性

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不同黏结剂掺量条件下型煤试样三轴压缩试验研究 被引量：5

16

作者 杨三萍 刘鹏珍 卢卫永 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第2期42-50,共9页

为制备与原煤力学性质更为相似的型煤样品,以普通硅酸盐水泥为黏结剂,开展不同黏结剂掺量条件下型煤三轴压缩试验,对比分析2种煤样应力-应变、破裂形态、力学参数等差异性变化,揭示黏结剂掺量对型煤宏观力学性能的影响。试验结果表明:... 为制备与原煤力学性质更为相似的型煤样品,以普通硅酸盐水泥为黏结剂,开展不同黏结剂掺量条件下型煤三轴压缩试验,对比分析2种煤样应力-应变、破裂形态、力学参数等差异性变化,揭示黏结剂掺量对型煤宏观力学性能的影响。试验结果表明:随着围压的增加,不同黏结剂掺量条件下型煤试样压密阶段和弹性阶段变化与原煤呈现相似的变化规律,而屈服阶段与峰后阶段变化与原煤差异较大;随着黏结剂掺量的增加,型煤轴向应变与黏聚力也随之增大,而型煤弹性模量与内摩擦角却不断减小。研究结果说明,黏结剂掺量增加可改善煤内部大量煤粉颗粒间的固结能力,一定程度上提高了型煤的力学强度与刚性特征,使得型煤宏观破裂形态由典型的塑性破坏向剪切破坏转变,呈现出理想的弹-塑性材料变形特征。不同煤样特征值空间向量的欧式距离计算结果表明,型煤IV的力学特征与原煤更为接近。 展开更多

关键词 黏结剂 三轴压缩试验 应力-应变 破裂形态 剪切破坏

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饱和黏土剪切变形与强度特性试验研究 被引量：9

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作者 齐剑峰 栾茂田 +2 位作者 聂影 范庆来 马太雷 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期551-556,共6页

针对由真空抽吸制样技术制备的饱和重塑黏土，在0．0002～0．1mm／s剪切速率范围内，进行了多组应变控制的UU和CU三轴剪切试验，通过对比试验系统地探讨了围压和剪切速率对饱和黏土的应力-应变关系及其强度特性的影响．试验结果表明，... 针对由真空抽吸制样技术制备的饱和重塑黏土，在0．0002～0．1mm／s剪切速率范围内，进行了多组应变控制的UU和CU三轴剪切试验，通过对比试验系统地探讨了围压和剪切速率对饱和黏土的应力-应变关系及其强度特性的影响．试验结果表明，饱和黏土的应力．应变关系在低剪切速率下发生应变强化，而在高剪切速率下出现峰值强度和应变软化，不排水强度随剪切速率的增加而增大，增长幅度可达70％，但当应变超过10％以后的最终残余强度趋于相等．同时试验还发现，在UU试验条件下黏土应力-应变关系与强度特性不受围压的影响，而受剪切速率的影响较为显著．通过归一化，建议了不排水强度与剪切速率之间的线性拟合公式，在确定拟合参数以后，在一定的剪切速率范围内可以同时估计UU和CU试验条件下各剪切速率下的强度． 展开更多

关键词 饱和黏土 三轴试验 应力-应变关系 剪切强度 剪切速率

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渗流影响下岩石损伤和渐进破裂演化过程的数值试验研究 被引量：7

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作者 付金伟 朱维申 +1 位作者 张敦福 贾超 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期53-59,共7页

在FLAC-3D软件平台上,开发出岩石破裂过程的渗流-损伤耦合分析程序,对渗流-损伤耦合作用下岩石的裂纹萌生、扩展过程进行模拟研究。分析了在孔隙水压力作用下,含原生裂隙和弱化单元的非均质试件在单轴、三轴加载下的破坏过程,并与非渗... 在FLAC-3D软件平台上,开发出岩石破裂过程的渗流-损伤耦合分析程序,对渗流-损伤耦合作用下岩石的裂纹萌生、扩展过程进行模拟研究。分析了在孔隙水压力作用下,含原生裂隙和弱化单元的非均质试件在单轴、三轴加载下的破坏过程,并与非渗流条件下试件在单轴、三轴压缩下的破坏过程相对比,通过动态显示损伤状态、渗流场,并分析应力应变关系、位移图等,对渗流影响下裂隙岩体的损伤和渐进破裂过程进行了研究。 展开更多

关键词 裂隙岩体 渗流-损伤耦合 随机弱化 三轴加载 渐进破裂

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重塑土不排水剪切应力-应变关系预测 被引量：5

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作者 倪钧钧 吴学春 +2 位作者 张立志 王庶懋 陶崇福 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期387-392,共6页

通过不同含水率下的重塑土三轴固结不排水剪切试验,分别以固结围压和主应力差渐近值作为归一化标准因子,研究应力-应变曲线的归一化特性。在此基础上利用双曲线方程和BP神经网络建立重塑土应力-应变关系的预测模型,并对比两者的预测效... 通过不同含水率下的重塑土三轴固结不排水剪切试验,分别以固结围压和主应力差渐近值作为归一化标准因子,研究应力-应变曲线的归一化特性。在此基础上利用双曲线方程和BP神经网络建立重塑土应力-应变关系的预测模型,并对比两者的预测效果。结果表明:基于BP神经网络建立的预测模型可以考虑初始含水率和固结围压的影响,其拟合和预测精度比基于双曲线方程所建立的预测模型要高。 展开更多

关键词 重塑土 疏浚淤泥 三轴固结不排水剪切试验 双曲线模型 归一化处理 BP神经网络 应力-应变关系

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不同高孔隙水压砂岩三轴压缩力学特性及多向破裂机制 被引量：4

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作者 傅翔 黄平 +2 位作者 谢强 班宇鑫 苏焓 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2611-2618,共8页

高坝水库蓄水后,坝基及库岸岩体水压环境改变,易诱发岸坡失稳、坝体垮塌等工程问题。为探究不同恒定水压对坝基裂隙岩体作用差异与机制,开展了带初始损伤砂岩不同高恒定孔隙水压三轴压缩试验研究,同时结合CT与电镜扫描对其多向破裂机制... 高坝水库蓄水后,坝基及库岸岩体水压环境改变,易诱发岸坡失稳、坝体垮塌等工程问题。为探究不同恒定水压对坝基裂隙岩体作用差异与机制,开展了带初始损伤砂岩不同高恒定孔隙水压三轴压缩试验研究,同时结合CT与电镜扫描对其多向破裂机制进行了分析。试验结果表明:(1)在围压为80 MPa条件下,孔隙水压越大,砂岩脆性越强,峰值强度越低,体积扩容应力越小,孔隙水压由10 MPa增至50 MPa,峰值强度降低33%。(2)孔隙水压不同,砂岩内部劣化范围和劣化效果差异显著,表现为砂岩试件破裂面形式多样、方向各异。CT扫描显示,随着孔隙水压增大,劣化作用由试件中部向两端扩散,水压-围压比小于25.0%,孔隙水压劣化作用主要集中在试件中部约1/3范围,水压-围压比大于62.5%,孔隙水压对整个试件均有明显劣化作用。(3)电镜扫描发现,随着孔隙水压增加,砂岩细观颗粒结构由剪切滑移破坏向剪切断裂破坏转变,砂岩微观晶体结构由菜花状向米粒状转变。宏观破坏模式由塑性破坏向脆性破坏转变,形成多向破裂面,与孔隙水压作用下细观结构中细颗粒不均匀堆积和大颗粒断裂有关,其中多向破裂面形成与其微观晶体结构抗剪强度直接相关。 展开更多

关键词 三轴压缩试验 水-岩耦合 孔隙水压 黏结软化 多向破裂面

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