深部高地应力隧道开挖卸荷围岩能量计算方法及演化机制 被引量：1

1

作者 郑可跃 施成华 +3 位作者 娄义黎 贾朝军 雷明锋 杨益 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期165-177,共13页

深部高地应力隧道开挖卸荷后围岩的变形破坏过程受能量的驱动,其本质是输入能超出围岩储能极限后耗散和释放的结果。既有的理论研究主要针对弹性卸载条件下深部圆形隧(巷)道围岩弹性应变能的计算,很少有学者对弹塑性卸载下深部圆形隧道... 深部高地应力隧道开挖卸荷后围岩的变形破坏过程受能量的驱动,其本质是输入能超出围岩储能极限后耗散和释放的结果。既有的理论研究主要针对弹性卸载条件下深部圆形隧(巷)道围岩弹性应变能的计算,很少有学者对弹塑性卸载下深部圆形隧道围岩的能量计算和能量演化开展理论研究。首先根据岩石的能量演化过程,明确了弹性应变能、塑性耗散能和塑性释放能的定义;然后基于弹塑性理论和Hoek-Brown强度准则,考虑岩石的峰后应变软化特性,提出半径增量法计算围岩的卸荷应力路径;最终,建立了基于卸荷应力路径的深部圆形隧道围岩能量计算方法。基于能量守恒定律验证了计算方法的正确性,并分析了不同峰值强度下深部圆形隧道围岩的能量演化机制。研究结果表明:隧道开挖后能量从远处围岩输入,弹性阶段输入能全部转化弹性应变能,越靠近隧道洞壁弹性应变能密度越大。塑性阶段能量持续输入,弹性应变总能继续增大,但靠近洞壁的围岩达到储能极限,产生塑性区,且受应变软化行为影响,塑性区的储能极限降低,围岩的耗散能和释放能呈指数增加;峰值强度越大的深部岩体,在高地应力环境下开挖后以能量释放为主,硬岩岩爆源于能量释放机制。对于峰值强度低的深部软岩,在高地应力环境下开挖后以能量耗散为主,软岩挤压大变形源于能量耗散机制。 展开更多

关键词 深部隧道 卸荷应力路径 能量演化 能量耗散 能量释放

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于卸荷应力的思山岭深部采区地应力场反演方法研究

2

作者 崔松 王晓南 +5 位作者 丁勇 刘杨 关广学 宋建村 史述浩 金长宇 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期25-32,共8页

地应力作为地下工程的主要载荷,其理论分析与回归方法一直是岩土领域的研究热点。受地质演化过程、地质条件以及地应力测试精度等不确定性影响,在地应力场回归过程中容易出现解的不唯一性与易陷入局部最优的难题,因而提出了一种考虑卸... 地应力作为地下工程的主要载荷,其理论分析与回归方法一直是岩土领域的研究热点。受地质演化过程、地质条件以及地应力测试精度等不确定性影响,在地应力场回归过程中容易出现解的不唯一性与易陷入局部最优的难题,因而提出了一种考虑卸荷应力的地应力场精细反演方法。首先通过现场测试获得原岩地应力与卸荷地应力量值;然后采用数值计算对地质演化与开采扰动过程进行模拟,利用岩体路径上关键节点处应力值,采用神经网络反演计算模型边界条件,最终将反演获得的边界条件输入计算模型,进而计算获得工程区域地应力场。根据该方法对思山岭深部采区地应力场进行了反演,通过地应力测试值与反演结果对比证明了所提方法的科学性和适用性,为该矿深部采区稳定性分析提供了依据。 展开更多

关键词 地应力场 深部开采 卸荷应力 反演

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于能量原理的岩石卸荷破坏判据研究

3

作者 张钦榕 郭建强 +3 位作者 刘继 王姣姣 伍安杰 王涓 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期25-35,共11页

深地空间岩体赋存环境较为复杂,探明采动扰动下岩石卸荷破坏的前兆信号对深部资源安全开采具有重要意义。针对采动扰动的岩石加卸载破坏问题,基于能量耗散理论,建立了考虑扰动损伤的岩石破坏判据。探究了不同岩石加卸载过程及破坏时的... 深地空间岩体赋存环境较为复杂,探明采动扰动下岩石卸荷破坏的前兆信号对深部资源安全开采具有重要意义。针对采动扰动的岩石加卸载破坏问题,基于能量耗散理论,建立了考虑扰动损伤的岩石破坏判据。探究了不同岩石加卸载过程及破坏时的判据指数变化规律,分析了判据指数与岩石破坏的内在联系。并基于新建立的岩石破坏判据,讨论了不同岩性岩石的卸荷破坏判据条件。研究表明:①岩石破坏判据通过引入损伤变量,不仅考虑了采动扰动对岩石卸荷破坏的影响,还反映了岩石劣化过程中荷载、变形对岩石临界状态的影响。②判据指数与损伤变量可用于分析岩石破坏特征的差异性和应力路径对岩石力学行为的影响。③根据岩石卸荷破坏的扩容特征,引入能量增长率概念,建立了适用于花岗岩卸荷破坏的能量增长率界限值,验证结果表明,该界限值预测效果良好,最大主应力误差约5%。 展开更多

关键词 能量耗散理论 卸荷应力路径 岩石劣化 破坏判据

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于K_0固结排水卸荷应力路径试验粉土应力–变形特性研究 被引量：14

4

作者 张坤勇 李广山 +1 位作者 梅小洪 杜伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1182-1188,共7页

针对开挖土体复杂卸荷应力路径,按不同初始应力状态和卸荷应力比,对南水北调南干渠粉质黏土开展了K_0固结排水卸荷应力路径试验。试样首先在不同围压条件下K_0固结稳定,然后根据不同的轴向应力和径向应力卸荷比,进行卸荷试验,以模拟实... 针对开挖土体复杂卸荷应力路径,按不同初始应力状态和卸荷应力比,对南水北调南干渠粉质黏土开展了K_0固结排水卸荷应力路径试验。试样首先在不同围压条件下K_0固结稳定,然后根据不同的轴向应力和径向应力卸荷比,进行卸荷试验,以模拟实际土体开挖过程中的应力路径。试验结果表明土体的应力应变特性与应力路径密切相关:不同卸荷应力比条件下,试样可能为压缩,先伸长再压缩或者为伸长变形;卸荷应力路径下压缩和伸长应力比临界值与初始固结状态和土性相关;相同平均应力增量条件下,卸荷应力比越小,试样体积膨胀绝对值越大;土体强度参数受加荷方式和应力路径影响不大。试验结果和常规三轴试验有显著区别,需要发展能够描述卸荷应力路径下的土体本构模型,对开挖土体开展符合工程实际的应力变形分析。 展开更多

关键词 卸荷应力路径 K0固结 应力比 应力应变特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

加卸荷应力路径下巷帮煤体力学特性与损伤破坏研究 被引量：9

5

作者 冯友良 鞠文君 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期210-217,共8页

为探究煤巷开挖卸荷帮部破坏机理,开展巷帮煤体常规三轴压缩及峰前卸围压2种应力路径下实验室试验,分析其力学特性与损伤破坏规律。结果表明:常规三轴压缩试验中,破坏特征表现出由低围压下的脆性向高围压下的塑形转变;峰前卸围压应力路... 为探究煤巷开挖卸荷帮部破坏机理,开展巷帮煤体常规三轴压缩及峰前卸围压2种应力路径下实验室试验,分析其力学特性与损伤破坏规律。结果表明:常规三轴压缩试验中,破坏特征表现出由低围压下的脆性向高围压下的塑形转变;峰前卸围压应力路径下,破坏更易发生,且全部为脆性破坏;煤体强度对围压变化较敏感,卸荷条件下其峰值更低;变形模量随围压被卸除而降低,开始阶段变化平缓,随后下降趋势不断加剧;泊松比随围压减小而增大,其变化趋势同变形模量基本一致;卸荷应力路径下,煤体破坏是一种以剪切破坏为主,但仍存在部分劈裂破坏的复合状态;破断角以抛物线趋势随初始围压的提高而增加,但卸荷应力路径下其值明显更小;卸荷条件下损伤因子与围压之间的变化关系及趋势同泊松比一致;随初始围压的增加,卸荷条件下围压差比λ逐渐降低。 展开更多

关键词 巷帮煤体 加卸荷应力路径 力学特性 损伤破坏

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Mindlin解的基坑分层卸荷附加应力计算及回弹变形的多因素影响分析 被引量：13

6

作者 童星 袁静 +2 位作者 姜叶翔 刘兴旺 李瑛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2432-2440,共9页

基于Mindlin应力解提出分层开挖条件下深大基坑底部土体卸荷附加应力计算方法,并在分层总和法计算回弹变形时考虑了基坑开挖过程中土体回弹模量与附加应力的非线性关系。计算结果表明:受分层卸荷作用深度的影响,大部分深度范围内分层开... 基于Mindlin应力解提出分层开挖条件下深大基坑底部土体卸荷附加应力计算方法,并在分层总和法计算回弹变形时考虑了基坑开挖过程中土体回弹模量与附加应力的非线性关系。计算结果表明:受分层卸荷作用深度的影响,大部分深度范围内分层开挖下土体卸荷附加应力小于一次性开挖,且在坑底以下3倍基坑深度范围内两者差值较为明显;基坑面积相同时,长条形基坑坑底卸荷附加应力小于正方形基坑;该方法结合当层法后可用于分析坑底加固对土体卸荷附加应力及回弹变形的影响,即随着加固体回弹模量或厚度增大,卸荷附加应力与回弹变形均减小,且回弹变形减小的幅度也相应递减。通过对杭州火车东站西广场项目的分析,验证了该方法的合理性,并基于参数分析提出了加固体回弹模量与厚度的等效设计方法,对实际工程具有指导意义。 展开更多

关键词 基坑 卸荷附加应力 回弹变形 加固 回弹模量

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷力学特性试验研究

7

作者 贾小兵 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2019年第5期83-86,共4页

开挖卸荷岩体在实际工程中随处可见,卸荷时的应力水平对其力学特性有较大影响。基于此,以三峡库区典型砂岩为研究对象,开展了不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷试验,研究了不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷力学特性。结果表明:岩样卸荷起点应... 开挖卸荷岩体在实际工程中随处可见,卸荷时的应力水平对其力学特性有较大影响。基于此,以三峡库区典型砂岩为研究对象,开展了不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷试验,研究了不同卸荷起点应力水平砂岩卸荷力学特性。结果表明:岩样卸荷起点应力水平越高,岩样的初始损伤越大;岩样的峰值强度、峰值应变与卸荷起点应力水平呈线性关系;岩样围压卸荷量与垂直变形量之间的关系曲线与卸荷起点应力水平有较大关系。该研究成果一方面验证了卸荷起点应力水平与岩样内部损伤之间的关系,另一方面也可为岩体开挖施工提供参考。 展开更多

关键词 砂岩 开挖卸荷 初始损伤 卸荷起点应力水平

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同卸荷应力路径下煤样破坏特征实验研究 被引量：8

8

作者 蔚斐 张通 +3 位作者 刘文杰 谭辉 杨鑫 于祥 《工矿自动化》 北大核心 2022年第4期96-104,共9页

现有对煤样破坏特征的研究存在力学参数测试较单一、应力加载方向局限性较大等问题,在反演真实地质情况下数值模拟效果存在偏差,并且对煤岩动力灾害和冲击倾向性判定是基于现场实验进行的宏观研究,对于真三轴不同卸荷应力路径下煤样的... 现有对煤样破坏特征的研究存在力学参数测试较单一、应力加载方向局限性较大等问题,在反演真实地质情况下数值模拟效果存在偏差,并且对煤岩动力灾害和冲击倾向性判定是基于现场实验进行的宏观研究,对于真三轴不同卸荷应力路径下煤样的破坏特性机理研究较少。针对上述问题,以陕西彬长胡家河煤矿工程地质为研究背景,利用高频振动采集及孔内成像三轴动静载实验系统设计了3种不同卸荷应力路径下煤样真三轴实验,对煤样破坏特征、峰值强度特性、声发射响应特征和分形规律进行研究。结果表明:①3种不同卸荷应力路径下煤样破坏模式均为拉-剪复合破坏,煤样宏观裂纹的起裂破坏大多发生在强度相对较低的煤样中;各煤样均为轴向应力不断增加,各水平应力在逐渐降低的过程中为煤样提供了拉应力,导致不同卸荷应力路径下煤样各表面破坏形态显著不同。②3种不同卸荷应力路径下,峰值破坏阶段的应力存在明显差异,标准差达4.35 MPa,占峰值强度平均值的29.25%,当应力载荷超出3种应力路径峰值强度平均值14.87 MPa时,煤样均发生破坏。③在高静载作用下,煤样初始受载后孔隙压密,内部结构较均匀,无裂隙扩展使得在初始阶段损伤变量为0;在损伤稳定发展阶段,煤样内部孔隙达到极限状态发生破裂形成微裂隙,损伤变量为0.04~0.17;在加载过程中微裂隙迅速发育、扩展并汇集成裂隙网,煤样出现宏观破坏,煤样承载能力迅速下降,在损伤加速发展阶段损伤变量呈先急剧增加后平稳的趋势,最大损伤变量达1.0。当煤样受力失稳发生拉-剪破坏后,声发射能量出现突增现象;当声发射能量与损伤变量曲线交汇时煤样开始破裂,声发射能量与煤样破坏具有良好的耦合性。④在不同卸荷应力路径下,煤样分形维数越大,破碎程度越高。 展开更多

关键词 煤炭开采 冲击地压 卸荷应力路径 煤样破坏特征 变形强度 声发射信号 分形维数 力学损伤机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

爆炸载荷诱发地应力瞬态卸荷对深部围岩的损伤特性 被引量：2

9

作者 王立武 朱传杰 +2 位作者 卢细苗 任洁 周靖轩 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第10期1349-1353,共5页

地应力瞬态卸荷是造成深部巷道空间变形垮塌的主要诱因。近似认为爆炸荷载与地应力瞬态卸荷的耦合应力场是在一定的地应力条件下,由爆炸荷载激发的动态应力场和地应力瞬态卸荷激发的动态应力场在相应的时域和空间上叠加而成。采用数值... 地应力瞬态卸荷是造成深部巷道空间变形垮塌的主要诱因。近似认为爆炸荷载与地应力瞬态卸荷的耦合应力场是在一定的地应力条件下,由爆炸荷载激发的动态应力场和地应力瞬态卸荷激发的动态应力场在相应的时域和空间上叠加而成。采用数值模拟的方法研究了爆炸载荷扰动诱发的高地应力瞬态卸荷对巷道围岩的损伤规律。研究表明:爆炸载荷对围岩的扰动先于地应力瞬态卸荷,二次应力分布时程曲线受爆炸应力波的影响显著,耦合应力场对巷道顶板拐角、两帮、顶板、底板中央围岩处的动力扰动仍以爆炸载荷为主,且对顶板的扰动作用更强。巷道两帮的围岩损伤比顶、底板深,质点振动速度峰值随着向围岩远处的传播呈衰减趋势。随着侧压系数的增大,巷道两帮围岩塑性损伤范围减小。 展开更多

关键词 瓦斯爆炸 地应力卸荷 围岩损伤 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究 被引量：10

10

作者 王铁行 金鑫 +1 位作者 罗扬 张松林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1281-1290,共10页

卸荷作用会导致湿陷性黄土部分湿陷量未发生,但目前黄土湿陷性评价方法中未考虑卸荷因素的影响。推导并建立了卸荷条件下黄土湿陷系数的表达式,并通过卸荷湿陷试验确定了表达式中的参数取值。首先定义湿陷完成比、卸荷应力比分别用来表... 卸荷作用会导致湿陷性黄土部分湿陷量未发生,但目前黄土湿陷性评价方法中未考虑卸荷因素的影响。推导并建立了卸荷条件下黄土湿陷系数的表达式,并通过卸荷湿陷试验确定了表达式中的参数取值。首先定义湿陷完成比、卸荷应力比分别用来表征卸荷作用发生前黄土湿陷变形的完成程度及卸荷作用发生时卸荷量的大小。运用湿陷完成比及卸荷应力比推导出卸荷湿陷系数的计算公式。该公式揭示出卸荷湿陷系数是对湿陷系数一定程度的折减,而该折减与湿陷完成比及卸荷应力比有关。随后进行黄土在不同湿陷完成比和卸荷应力比下的卸荷湿陷试验,得到上述条件下黄土卸荷湿陷量的取值。对试验结果进行分析得到卸荷湿陷系数的具体表达式。该公式可用于计算在不同初始压力下,任意湿陷完成比及卸荷应力比下的卸荷湿陷系数。通过对比卸荷湿陷系数的试验值与计算值验证了所推公式的合理性及准确性。得到了考虑卸荷作用的黄土湿陷性影响系数的确定方法,进一步总结了卸荷作用对黄土湿陷性的影响规律。 展开更多

关键词 卸荷作用 黄土湿陷性 湿陷系数 卸荷湿陷系数 湿陷完成比 卸荷应力比

在线阅读 下载PDF 职称材料

高应力硬岩开挖扰动的能量耗散规律 被引量：13

11

作者 曹文卓 李夕兵 +2 位作者 周子龙 叶海旺 吴浩 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2759-2767,共9页

基于离散元PFC 2D软件建立的深部岩体模型,根据巷道围岩的可释放应变能、岩石耗散能以及岩石颗粒总动能的能量,描述深部硬岩的能量耗散和释放规律,揭示深部能量演化机制。研究结果表明:所建立岩体离散元模型及微观参数能有效反映深部开... 基于离散元PFC 2D软件建立的深部岩体模型,根据巷道围岩的可释放应变能、岩石耗散能以及岩石颗粒总动能的能量,描述深部硬岩的能量耗散和释放规律,揭示深部能量演化机制。研究结果表明:所建立岩体离散元模型及微观参数能有效反映深部开挖应变能释放规律;当侧压系数λ=2.1时,高地应力作用下巷道围岩的破裂形式以集中于巷道顶底板位置的拉伸破裂为主,破裂区域随采深增加而增加,破裂面积以圆形断面最小;开挖卸载后的能量演化是一个动态调整的过程,巷道附近围岩的应变能积累较动能释放有约2.5 ms的滞后;开挖后岩体后续应变能的积累量远大于巷道围岩总释放动能与总耗散能之和,约为两者之和的10倍,这也是开挖扰动容易引起围岩破裂的重要原因之一;岩体的总耗散能主要用于岩体颗粒间裂纹的萌生、扩展及贯通,裂纹总数和岩体总耗散能表现出极好的线性相关关系。 展开更多

关键词 开挖扰动 高应力卸荷 能量耗散 PFC 2D软件

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同应力路径下卸围压流变试验分析及模型辨识 被引量：4

12

作者 杨文东 张强勇 +4 位作者 陈芳 李文纲 王建洪 贺如平 曾纪全 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1885-1893,共9页

以大岗山水电站坝基的辉绿岩为研究对象,进行σ1恒定卸围压和σ1-σ3恒定卸围压流变试验,分析2种不同应力路径下辉绿岩的流变变形特征。引入屈服接近度指标来评价卸围压流变过程中不同三向应力状态下岩样临近屈服破坏的程度,并以此作为... 以大岗山水电站坝基的辉绿岩为研究对象,进行σ1恒定卸围压和σ1-σ3恒定卸围压流变试验,分析2种不同应力路径下辉绿岩的流变变形特征。引入屈服接近度指标来评价卸围压流变过程中不同三向应力状态下岩样临近屈服破坏的程度,并以此作为试验曲线中等速蠕变和加速蠕变的区分标准。最后对Burgers模型进行参数变异处理。研究结果表明:在2种方式下和在卸围压过程中,岩样的横向变形都表现为侧向膨胀,但轴向变形规律并不相同:σ1恒定时轴向变形一直轴向压缩,而σ1-σ3恒定时先是有微小增大再逐渐转变为轴向压缩。这说明随着围压的不断卸载,岩体变形逐渐由弹性向塑性转变并最终破裂,线弹性理论已不再适用。加速蠕变阶段的串联黏滞系数出现了非线性变化,以此来描述加速蠕变。参数变异的Burgers模型可以描述岩体的减速、等速和加速蠕变阶段,拟合结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 岩石力学 卸围压流变试验 屈服接近度 卸荷应力路径

在线阅读 下载PDF 职称材料

边坡支护应力重塑方法的数值模拟 被引量：6

13

作者 王国体 赖焕枫 陈登伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期729-732,共4页

关键词 应力重塑 数值模拟 卸荷应力 膨胀锚

在线阅读 下载PDF 职称材料

10 m超大采高工作面煤壁片帮“支-卸”协同防控原理

14

作者 刘江斌 黄志增 +5 位作者 刘前进 张震 韩存地 蔺星宇 马镕山 赵振 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1965-1978,共14页

煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提... 煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提出了超大采高工作面围岩“支-卸”协同防控原理。结果表明:10 m超大采高工作面煤壁片帮形态以“半月”状和“斜台”状为主,工作面周期来压强矿压显现加剧了煤壁的片帮;煤壁片帮是采动应力作用的结果,煤壁前方煤体塑性损伤破坏主要发生在超前支承压力的峰后卸荷阶段,在该阶段,煤体水平应力和侧压系数呈梯度衰减变化,由于煤壁中部受顶底板夹持作用弱,水平应力衰减程度最大,且随着采高的增大,煤壁前方水平应力卸荷程度显著增强;水平应力卸荷导致的围压降低是脆性裂隙煤岩体超高煤壁破坏失稳的主控因素,煤壁破坏优先朝向水平应力卸荷程度最大和侧压系数最小的方向发展,据此得出了煤壁微裂隙群贯通轨迹,解释了煤壁“半月”状和“斜台”状片帮的机制。可通过减小作用在煤壁上的顶板载荷和增大煤壁水平支护力2方面来减轻超大采高工作面煤壁损伤破坏,形成了“高强度支护-大流量压裂卸压”协同控制技术,10 m超大采高工作面强矿压显现和煤壁片帮问题得到有效管控。 展开更多

关键词 10 m超大采高 煤壁片帮 水平应力卸荷 脆性煤体 “支-卸”协同控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式 被引量：14

15

作者 李春元 雷国荣 +4 位作者 何团 左建平 于祥 郑建伟 齐庆新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期678-692,共15页

受开采卸荷扰动影响,深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一。为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响,室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验,获得了不同初始围压下原生煤岩组合... 受开采卸荷扰动影响,深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一。为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响,室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验,获得了不同初始围压下原生煤岩组合体围压卸荷致裂的竖向、倾斜及环向裂隙分类特征,研究了其轴压卸荷起点、围压卸荷终点的强度特征及主导破裂模式的力学机制;结合CT扫描与三维重构技术,获取了原生煤岩组合体卸荷破裂的几何特征;建立了围压卸荷量与岩体卸荷致拉破裂、致剪破裂的关系,揭示了围压卸荷致裂模式与渗透率突变关系,验证并判定了不同初始围压下原生煤岩组合体的主导卸荷致裂模式。结果表明:在围压卸荷和轴压加载共同作用下,原生煤岩组合体卸荷破裂模式主要分为围压卸荷致拉破裂、致剪破裂及轴压协同卸荷致裂模式3类;随初始围压增加,原生煤岩组合体围压卸荷致拉破裂的围压卸荷终点临界值及致剪破裂的轴压卸荷起点临界值均线性增加;围压卸荷可致轴压协同卸荷突降并驱动煤岩分界面及层理等原生裂隙结构环向张拉破裂,且以沟通倾斜及竖向裂隙为主导;而围压卸荷致拉破裂与致剪破裂模式均可致原生煤岩组合体渗透率突变增高,突变点致裂模式与其围压卸荷终点的卸荷量临界值密切相关。 展开更多

关键词 深部开采 煤岩组合体 围压 应力卸荷 拉破裂 剪破裂

在线阅读 下载PDF 职称材料

粉质黏土基坑卸荷隆起变形的简化计算方法 被引量：5

16

作者 崔瑜瑜 吴立鹏 +5 位作者 沈兴华 王兴召 秦亚琼 刘杰 卢正 吴磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1425-1434,共10页

基坑卸荷隆起变形计算对基坑稳定性分析具有重要意义。基于现有土体压缩-回弹试验数据及多个地区粉质黏土基坑变形数据进行分析,推导出土体回弹模量与卸荷比之间的指数关系,并结合Mindlin应力解与分层总和法,利用两个实际工程案例进行... 基坑卸荷隆起变形计算对基坑稳定性分析具有重要意义。基于现有土体压缩-回弹试验数据及多个地区粉质黏土基坑变形数据进行分析,推导出土体回弹模量与卸荷比之间的指数关系,并结合Mindlin应力解与分层总和法,利用两个实际工程案例进行验证对比,提出了一种卸荷条件下基坑隆起变形的简化计算方法。结果表明:简化计算方法仅根据常规土工试验参数(重度、压缩模量等)即可快速对基坑卸荷隆起变形量进行预估,且计算结果与现场实测值较为接近。进一步分析可知,基坑形状相同时,随着基坑面积的线性增大,基坑底部隆起变形会非线性增大;基坑面积相同时,长条形基坑的隆起变形小于正方形基坑。该方法可为粉质黏土地区卸荷条件下的基坑隆起变形预测提供参考。 展开更多

关键词 基坑 卸荷附加应力 回弹模量 卸荷比 隆起变形

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部岩体爆破开挖围岩动态破坏机理研究

17

作者 陶明 徐源泉 赵瑞 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第5期143-152,共10页

为了揭示高地应力下爆破开挖损伤区(EDZ)形成机理,建立了非均匀应力场条件下深部岩体爆破开挖卸荷数学模型,并利用模态分解和拉普拉斯变换获得不同应力环境中爆破开挖围岩的应力重分布解析解。结合有限元数值模拟,采用Hoek-Brown准则确... 为了揭示高地应力下爆破开挖损伤区(EDZ)形成机理,建立了非均匀应力场条件下深部岩体爆破开挖卸荷数学模型,并利用模态分解和拉普拉斯变换获得不同应力环境中爆破开挖围岩的应力重分布解析解。结合有限元数值模拟,采用Hoek-Brown准则确定岩体强度参数,揭示了爆破加载和初始应力卸载对EDZ形成的定量化贡献。结果表明:爆破加载与初始应力卸载以及产生的次生应力在弹性阶段线性叠加。在浅部较低应力环境下,爆破加载是EDZ形成的主导因素。随着应力的增加,初始应力状态对EDZ的影响更加显著,而爆破加载是高度损伤区(HDZ)形成的主要因素。 展开更多

关键词 深部岩体 爆破开挖 应力卸荷 围岩损伤

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同工况下地下连续墙内支撑支护结构的土压力

18

作者 喻莹 王忠凯 王翠英 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期57-66,共10页

目前在基坑支护设计时,土压力仍按朗肯理论进行计算,而现有的弹性抗力法模型的计算结果并未将基坑开挖的实际工况纳入考虑范围。通过理论分析,考虑基坑开挖卸荷应力路径,推导出地下连续墙内支撑支护结构土压力与位移之间的关系式;通过... 目前在基坑支护设计时,土压力仍按朗肯理论进行计算,而现有的弹性抗力法模型的计算结果并未将基坑开挖的实际工况纳入考虑范围。通过理论分析,考虑基坑开挖卸荷应力路径,推导出地下连续墙内支撑支护结构土压力与位移之间的关系式;通过荷载增量法,计算出每种工况下挡墙的内力和位移表达式,采用Fortran语言编写了TPX程序,计算出了不同工况下支护结构的土压力及位移;以武汉绿地中心深基坑工程为例,采用Midas GTS软件对不同工况下支护结构的内力、位移和土压力进行了数值模拟分析。支护结构土压力和位移的理论计算值和数值模拟分析结果与实测值的对比结果表明其吻合较好,说明本文理论计算方法可行、实用。研究成果可为基坑工程的设计及施工提供一定的科学指导和理论依据。 展开更多

关键词 基坑支护设计 地下连续墙 内支撑 土压力 卸荷应力路径

在线阅读 下载PDF 职称材料

新建地铁隧道上穿既有隧道引起的结构隆起变形 被引量：39

19

作者 许有俊 陶连金 +2 位作者 文中坤 刘忻梅 张玥 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期48-54,共7页

针对新建地铁隧道上穿既有隧道工程,基于新建地铁隧道开挖引起的卸荷附加应力解析解,建立既有地铁隧道结构的弹性地基梁模型,推导得到预测既有地铁隧道结构隆起变形的计算公式;采用该公式对北京地铁4号线西单站隧道上穿既有1号线隧道时... 针对新建地铁隧道上穿既有隧道工程,基于新建地铁隧道开挖引起的卸荷附加应力解析解,建立既有地铁隧道结构的弹性地基梁模型,推导得到预测既有地铁隧道结构隆起变形的计算公式;采用该公式对北京地铁4号线西单站隧道上穿既有1号线隧道时引起的既有隧道结构的隆起量进行预测,分析土体基床系数及卸荷参数对既有地铁隧道结构隆起变形的影响。结果表明:计算得到的既有隧道结构隆起曲线形态为单峰,近似服从正态分布;提高地基基床系数可以明显减小既有隧道结构的隆起量;随着卸荷宽度不断增加,既有隧道隆起量不断增加,但当卸荷宽度大于30m时对既有隧道的隆起变形影响甚微;随着双矩形卸荷间距的逐渐增大,既有隧道的隆起曲线分别呈基本符合正态分布的单峰形态、中间为直线段而两侧近似服从正态分布的形态及2条正态分布曲线叠加的双峰形态。 展开更多

关键词 弹性地基梁理论 地铁上穿工程 既有隧道 卸荷附加应力 隆起变形

在线阅读 下载PDF 职称材料

拖拉机驱动轮轴断裂分析及设计优化

20

作者 曹耕原 刘师多 易良均 《拖拉机与农用运输车》 2014年第1期19-21,共3页

对法兰断裂的驱动轮轴进行了材料检测和断口分析,采用有限元计算方法分析了驱动轮轴法兰圆角在标定工况下的应力分布。结果表明,法兰圆角的应力集中导致了驱动轮轴的疲劳断裂,在圆角附近的轴颈上增加一个环形应力卸荷槽,可以缓解应力集... 对法兰断裂的驱动轮轴进行了材料检测和断口分析,采用有限元计算方法分析了驱动轮轴法兰圆角在标定工况下的应力分布。结果表明,法兰圆角的应力集中导致了驱动轮轴的疲劳断裂,在圆角附近的轴颈上增加一个环形应力卸荷槽,可以缓解应力集中,避免驱动轮轴的疲劳断裂。 展开更多

关键词 驱动轮轴 应力集中 疲劳断裂 应力卸荷槽

在线阅读 下载PDF 职称材料