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考虑空隙压密特征的冻融岩石损伤本构模型
1
作者
冯强
李子俊
+4 位作者
刘炜炜
张新鹏
朱谭谭
李大海
常勇
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第7期1422-1431,共10页
岩石的非线性压密阶段的变形在复杂环境作用下变化显著。为了更好地描述寒区岩体工程中受荷岩石的各阶段变形破坏特征,对岩石压缩过程中轴向应变差与轴向应变的变化规律进行分析,建立了岩石应力阈值点确定方法。基于颗粒间黏结断裂模型...
岩石的非线性压密阶段的变形在复杂环境作用下变化显著。为了更好地描述寒区岩体工程中受荷岩石的各阶段变形破坏特征,对岩石压缩过程中轴向应变差与轴向应变的变化规律进行分析,建立了岩石应力阈值点确定方法。基于颗粒间黏结断裂模型定义各类损伤变量,以空隙闭合点为边界,分段推导了冻融-荷载作用下的损伤演化方程,并将岩石变形视为由空隙和固体颗粒两部分的变形组成,建立了考虑空隙压密特征的冻融砂岩损伤本构模型。开展室内冻融砂岩单轴压缩试验,分析冻融循环-荷载作用下岩石的变形特性和损伤演化规律,验证本构模型的合理性。研究表明:该本构模型的理论曲线与试验曲线较为吻合,反映了冻融受荷岩石变形破坏的全过程,并能表征冻融循环和空隙压密对岩石变形特性的影响。
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关键词
冻融岩石
损伤本构
空隙压密
黏结断裂模型
应力阈值点
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职称材料
CT尺度下冻融岩石细观损伤特性分析
被引量：
21
2
作者
张慧梅
王焕
+2 位作者
张嘉凡
程树范
周洪文
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2020年第1期51-56,共6页
为研究冻融环境下岩石细观损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,首先进行冻融循环试验,再对经历0次,5次,10次,20次和40次冻融循环的试样进行CT扫描.采用K均值聚类算法实现了扫描图像的二维孔隙识别;通过三维重构再现了红砂岩的冻融破坏模式...
为研究冻融环境下岩石细观损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,首先进行冻融循环试验,再对经历0次,5次,10次,20次和40次冻融循环的试样进行CT扫描.采用K均值聚类算法实现了扫描图像的二维孔隙识别;通过三维重构再现了红砂岩的冻融破坏模式,确定了试样的有效承载区,在细观层面实现了对岩石冻融损伤的定量分析.结果表明:通过K均值聚类算法确定阈值,可以有效实现CT图像的二值化;三维重构后的模型可以再现红砂岩试样在冻融过程中的损伤模式以及内部孔隙的发育特征;随冻融循环次数的增加,基于有效承载区定义的损伤变量逐渐增大,并与孔隙的发育趋势一致,能有效地反映冻融循环作用下岩石的损伤演化规律,为冻融岩石细观损伤研究提供了一种切实可行的方法.
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关键词
冻融岩石
CT扫描
图像处理
三维重构
细观损伤
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职称材料
爆破和冻融作用影响下挂帮矿开采边坡稳定性研究
3
作者
田小龙
张春阳
+1 位作者
段文权
胡凯兵
《中国安全生产科学技术》
北大核心
2025年第7期13-20,共8页
为了揭示爆破振动与冻融循环耦合作用下寒区挂帮矿边坡失稳机制,提出1种冻融参数折减与爆破荷载等效的数值模拟方法,基于某铁矿构建FLAC3D三维数值模型,通过冻融参数动态折减与爆破荷载叠加,对比分析无爆破扰动、单独冻融影响、单独爆...
为了揭示爆破振动与冻融循环耦合作用下寒区挂帮矿边坡失稳机制,提出1种冻融参数折减与爆破荷载等效的数值模拟方法,基于某铁矿构建FLAC3D三维数值模型,通过冻融参数动态折减与爆破荷载叠加,对比分析无爆破扰动、单独冻融影响、单独爆破扰动和冻融爆破耦合下边坡岩体的位移、应力和塑性区演化规律。研究结果表明:爆破振动对位移增量的影响(0.44 mm)高于冻融作用(0.34 mm);在二者耦合作用下位移增量达到0.50 mm,且塑性区范围扩大了12%~18%,加剧了岩体的损伤。研究结果证实冻融和爆破振动耦合下的渐进损伤效应,提出的耦合数值计算方法可为寒区边坡安全评估提供参考。
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关键词
爆破振动
挂帮矿开采
边坡稳定性
数值模拟
岩石
冻
融
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职称材料
题名
考虑空隙压密特征的冻融岩石损伤本构模型
1
作者
冯强
李子俊
刘炜炜
张新鹏
朱谭谭
李大海
常勇
机构
山东科技大学土木工程与建筑学院
长安大学公路学院
中国石油天然管道局有限公司国际分公司
中铁一局集团第五工程有限公司
出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第7期1422-1431,共10页
基金
山东省自然科学基金青年项目(ZR2022QE066)。
文摘
岩石的非线性压密阶段的变形在复杂环境作用下变化显著。为了更好地描述寒区岩体工程中受荷岩石的各阶段变形破坏特征,对岩石压缩过程中轴向应变差与轴向应变的变化规律进行分析,建立了岩石应力阈值点确定方法。基于颗粒间黏结断裂模型定义各类损伤变量,以空隙闭合点为边界,分段推导了冻融-荷载作用下的损伤演化方程,并将岩石变形视为由空隙和固体颗粒两部分的变形组成,建立了考虑空隙压密特征的冻融砂岩损伤本构模型。开展室内冻融砂岩单轴压缩试验,分析冻融循环-荷载作用下岩石的变形特性和损伤演化规律,验证本构模型的合理性。研究表明:该本构模型的理论曲线与试验曲线较为吻合,反映了冻融受荷岩石变形破坏的全过程,并能表征冻融循环和空隙压密对岩石变形特性的影响。
关键词
冻融岩石
损伤本构
空隙压密
黏结断裂模型
应力阈值点
Keywords
freeze-thawed rock
damage constitutive model
void compaction
bond fracture model
stress threshold point
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
CT尺度下冻融岩石细观损伤特性分析
被引量：
21
2
作者
张慧梅
王焕
张嘉凡
程树范
周洪文
机构
西安科技大学力学系
上海应用技术大学城市建设与安全工程学院
出处
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2020年第1期51-56,共6页
基金
国家自然科学基金(11172232,51774231)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2018JQ4026)
河南省交通运输科技计划项目(2018J11).
文摘
为研究冻融环境下岩石细观损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,首先进行冻融循环试验,再对经历0次,5次,10次,20次和40次冻融循环的试样进行CT扫描.采用K均值聚类算法实现了扫描图像的二维孔隙识别;通过三维重构再现了红砂岩的冻融破坏模式,确定了试样的有效承载区,在细观层面实现了对岩石冻融损伤的定量分析.结果表明:通过K均值聚类算法确定阈值,可以有效实现CT图像的二值化;三维重构后的模型可以再现红砂岩试样在冻融过程中的损伤模式以及内部孔隙的发育特征;随冻融循环次数的增加,基于有效承载区定义的损伤变量逐渐增大,并与孔隙的发育趋势一致,能有效地反映冻融循环作用下岩石的损伤演化规律,为冻融岩石细观损伤研究提供了一种切实可行的方法.
关键词
冻融岩石
CT扫描
图像处理
三维重构
细观损伤
Keywords
freeze-thaw rock
CT scanning
image processing
3D reconstruction
meso-damage
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
爆破和冻融作用影响下挂帮矿开采边坡稳定性研究
3
作者
田小龙
张春阳
段文权
胡凯兵
机构
武汉理工大学资源与环境工程学院
金属矿山安全与健康国家重点实验室
中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司
北方矿业有限责任公司
出处
《中国安全生产科学技术》
北大核心
2025年第7期13-20,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52174088,52474108)。
文摘
为了揭示爆破振动与冻融循环耦合作用下寒区挂帮矿边坡失稳机制,提出1种冻融参数折减与爆破荷载等效的数值模拟方法,基于某铁矿构建FLAC3D三维数值模型,通过冻融参数动态折减与爆破荷载叠加,对比分析无爆破扰动、单独冻融影响、单独爆破扰动和冻融爆破耦合下边坡岩体的位移、应力和塑性区演化规律。研究结果表明:爆破振动对位移增量的影响(0.44 mm)高于冻融作用(0.34 mm);在二者耦合作用下位移增量达到0.50 mm,且塑性区范围扩大了12%~18%,加剧了岩体的损伤。研究结果证实冻融和爆破振动耦合下的渐进损伤效应,提出的耦合数值计算方法可为寒区边坡安全评估提供参考。
关键词
爆破振动
挂帮矿开采
边坡稳定性
数值模拟
岩石
冻
融
Keywords
blasting vibration
hanging wall mining
slope stability
numerical simulation
freeze thaw action
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑空隙压密特征的冻融岩石损伤本构模型
冯强
李子俊
刘炜炜
张新鹏
朱谭谭
李大海
常勇
《岩土工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
CT尺度下冻融岩石细观损伤特性分析
张慧梅
王焕
张嘉凡
程树范
周洪文
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2020
21
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
爆破和冻融作用影响下挂帮矿开采边坡稳定性研究
田小龙
张春阳
段文权
胡凯兵
《中国安全生产科学技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
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