岩石破裂过程分析系统在矿山的实际应用 被引量：1

1

作者 南世卿 唐春安 +1 位作者 马天辉 胡文剑 《金属矿山》 CAS 北大核心 2008年第12期24-26,30,共4页

在矿山工程中,岩体或矿体因开挖或开采,会引起围岩的应力重新分布,造成应力集中而发生破坏,给矿山生产建设带来严重的安全问题。因此,针对矿山工程中因矿岩体的开挖或开采产生的围岩稳定性问题进行分析和研究,找出危险部位,制定防控措... 在矿山工程中,岩体或矿体因开挖或开采,会引起围岩的应力重新分布,造成应力集中而发生破坏,给矿山生产建设带来严重的安全问题。因此,针对矿山工程中因矿岩体的开挖或开采产生的围岩稳定性问题进行分析和研究,找出危险部位,制定防控措施是非常必要的。阐述了应用岩石破裂过程分析系统对唐钢石人沟铁矿采矿工程围岩稳定性进行的分析和研究,制定了安全采矿方案,成功地指导了矿山的生产实践。 展开更多

关键词 岩石破裂过程 分析系统 围岩稳定性 采矿工程

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基于非均匀网格的岩石破坏过程分析系统 被引量：1

2

作者 马天辉 唐春安 +1 位作者 杨天鸿 梁正召 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1182-1185,共4页

提出了一个新型的能够分析岩石局部破坏过程的非耦合方法,即在岩石破裂过程分析系统(RFPA)中引入非均匀网格,利用其他商业数值模拟软件的优秀前处理功能进行建模,把建好的模型信息导入到RFPA中进行计算和后处理.为了验证程序的可靠性,同... 提出了一个新型的能够分析岩石局部破坏过程的非耦合方法,即在岩石破裂过程分析系统(RFPA)中引入非均匀网格,利用其他商业数值模拟软件的优秀前处理功能进行建模,把建好的模型信息导入到RFPA中进行计算和后处理.为了验证程序的可靠性,同原RFPA均匀网格做一个简单误差对比.最后给出一些计算实例.结果表明,此方法不仅突破了原来RFPA的网格和模型的限制,而且操作简便,是值得岩土工程应用和推广的新型数值模拟方法. 展开更多

关键词 非均匀网格 岩石破坏过程分析系统 数值模拟 前处理 有限元

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脆性岩石破裂过程损伤与渗流耦合数值模型研究 被引量：38

3

作者 杨天鸿 唐春安 +3 位作者 梁正召 李连崇 朱万成 谭国焕 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期533-541,共9页

大量的实验结果表明,脆性岩石的渗透性不是一个常量,而是应力和应力诱发损伤破裂的函数.建立了一个描述非均匀岩石渗流-应力-损伤耦合数学模型(FSD Model),开发出岩石破裂过程渗流-应力-损伤耦合分析计算系统(F-RFPA^(2D).在该系统中,... 大量的实验结果表明,脆性岩石的渗透性不是一个常量,而是应力和应力诱发损伤破裂的函数.建立了一个描述非均匀岩石渗流-应力-损伤耦合数学模型(FSD Model),开发出岩石破裂过程渗流-应力-损伤耦合分析计算系统(F-RFPA^(2D).在该系统中,单元的力学、水力学性质根据统计分布而变化,以体现材料的随机不均质性,材料在开裂破坏过程中流体压力传递通过单元渗流-损伤耦合迭代来实现.该系统能够对岩石试件在孔隙水压力和双轴荷载作用下裂纹的萌生、扩展过程中渗透率演化规律及其渗流-应力耦合机制进行模拟分析.最后,给出两个算例:算例1模拟载荷作用下岩石应力应变-渗透率全过程.模拟结果表明,非均匀性对岩石的应力峰值强度、峰值前后其渗透性演化规律及其破裂机制影响十分明显,模拟结果和实验结果较为一致;算例2模拟孔隙水压力作用下岩石拉伸断裂过程,通过和物理实验对比验证,验证了模型计算结果的可靠性. 展开更多

关键词 脆性岩石 破裂过程 损伤 渗流 耦合 数值模型 渗透性 F-RFPA^2D系统

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细观非均匀性对岩石破裂过程和微震序列类型影响的数值试验研究 被引量：37

4

作者 焦明若 唐春安 +2 位作者 张国民 石耀霖 侯万凯 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期659-666,共8页

运用岩石破裂过程分析RFPA2D系统 ,研究了岩石介质细观非均匀性对宏观力学行为的影响和微震序列特征 .通过对不同均质度系数m =1.1,1.5 ,2 ,3,5的 5个样本进行破裂过程的模拟 ,发现均质度不同会产生不同地震序列类型 ,主要有 :前震 -主... 运用岩石破裂过程分析RFPA2D系统 ,研究了岩石介质细观非均匀性对宏观力学行为的影响和微震序列特征 .通过对不同均质度系数m =1.1,1.5 ,2 ,3,5的 5个样本进行破裂过程的模拟 ,发现均质度不同会产生不同地震序列类型 ,主要有 :前震 -主震 -余震型、主震型和震群型 .此外 ,对 5种不同均质度系数的岩石样本破裂过程的模拟表明 ,岩石介质的非均匀性不仅对岩样宏观强度和宏观变形非线性行为有显著的影响 ,而且也显著地影响试样破裂模式 .随着均质度系数的提高 ,主破裂呈现脆断模式 .同时介质的细观结构随机性 ,也对试样宏观破裂模式产生重要影响 . 展开更多

关键词 岩石破裂过程分析 非均匀性 微震序列类型 变形局部化 数值试验

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脆性岩石破裂过程渗透性演化试验

5

作者 杨天鸿 徐涛 +1 位作者 冯启言 唐春安 《东北大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2003年第9期880-880,共1页

为探讨脆性岩石变形破裂过程中渗透性的演化规律,利用电液伺服控制岩石力学试验系统(MTS815.02)对不同岩性的岩石进行了应力-应变全过程渗透试验.试验结果表明岩石的渗透率与其应力状态密切相关,岩石峰后的渗透率普遍远大于峰前,常在应... 为探讨脆性岩石变形破裂过程中渗透性的演化规律,利用电液伺服控制岩石力学试验系统(MTS815.02)对不同岩性的岩石进行了应力-应变全过程渗透试验.试验结果表明岩石的渗透率与其应力状态密切相关,岩石峰后的渗透率普遍远大于峰前,常在应力-应变曲线峰后区出现"突跳"现象,而造成这一现象的根本原因在于岩石内部细观结构的变化.并根据试验结果建立了峰值前后反映岩石结构变化特征的分段应力-渗透率关系方程,为建立描述岩石破裂过程应力-渗透率耦合数值模型提供了可靠的试验依据. 展开更多

关键词 脆性岩石 破裂过程 渗透性 演化规律 试验 电液伺服控制系统 应力状态

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非均匀性对岩石水压致裂过程的影响 被引量：10

6

作者 杨天鸿 谭国焕 +2 位作者 唐春安 冷雪峰 李连崇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期724-728,共5页

使用岩石破裂失稳的渗流应力耦合系统研究带有圆孔的圆形岩石试件水压作用下的开裂、扩展和失稳过程。结果表明,岩石的非均质性导致破裂的初始压力和失稳压力明显不同,水压破裂路径不规则发展。

关键词 非均匀性 岩石 水压致裂 数值模拟 破裂过程 F-RFPA^2D系统

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考虑弱层置换的岩石边坡稳定性分析 被引量：10

7

作者 徐奴文 唐春安 +2 位作者 唐世斌 张永彬 沙椿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期495-500,共6页

锦屏一级水电站左岸边坡地质结构复杂,岩体存在大量深部裂隙、低波速松弛岩体、煌斑岩脉X及f2、f5断层,严重影响边坡的稳定性。采用基于强度折减法的岩石破裂过程分析RFPA方法对边坡典型部位在开挖后以及其对应弱层置换工况下的破坏全... 锦屏一级水电站左岸边坡地质结构复杂,岩体存在大量深部裂隙、低波速松弛岩体、煌斑岩脉X及f2、f5断层,严重影响边坡的稳定性。采用基于强度折减法的岩石破裂过程分析RFPA方法对边坡典型部位在开挖后以及其对应弱层置换工况下的破坏全过程进行计算和分析,计算结果表明,f5断层在进行置换加固处理后,边坡安全系数较未置换弱层前提高了0.403,说明在岩质边坡开挖和支护前优先进行深部软弱结构置换处理,可以大大提高工程结构的安全储备。同时,RFPA强度折减法不仅能直观再现边坡潜在滑裂面从萌生到扩展直至贯通导致边坡整体失稳的全过程,而且可以得出边坡安全系数。研究结果对于边坡工程实施前稳定性评价和施工工序具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 锦屏一级水电站 岩质边坡 弱层置换 稳定性 岩石破裂过程分析

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锚杆支护动态设计与应用系统研究 被引量：1

8

作者 桂祥友 马云东 郁钟铭 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第2期1-5,共5页

针对当前锚杆支护作用机理尚未完全清晰的现实,采用数学与力学相结合、理论分析及数值模拟与工程实测相结合的方法,利用RFPA2D岩石破裂过程分析系统软件,对神华集团乌达矿区五虎山煤矿9号煤层巷道围岩变形和破坏过程进行了动态仿真模拟... 针对当前锚杆支护作用机理尚未完全清晰的现实,采用数学与力学相结合、理论分析及数值模拟与工程实测相结合的方法,利用RFPA2D岩石破裂过程分析系统软件,对神华集团乌达矿区五虎山煤矿9号煤层巷道围岩变形和破坏过程进行了动态仿真模拟,研究了锚杆支护设计方法和合理设计程序问题,建立了基于可靠性的巷道锚杆支护动态设计理论,开发了基于可靠性的巷道锚杆支护动态设计计算机辅助系统,通过工业试验,取得了良好的经济效益和社会效益。 展开更多

关键词 顶板控制 岩石破裂过程分析系统 可靠性设计 锚杆支护 计算机辅助系统

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数值试验在岩石力学实验教学中的应用 被引量：50

9

作者 王述红 唐春安 +1 位作者 朱万成 刘泰强 《实验技术与管理》 CAS 2003年第6期140-143,共4页

讨论了传统岩石力学课程教学存在的局限性,介绍了数值试验的基本原理和方法,利用计算机数值模拟方法实施岩石力学数值试验,自主开发研制了岩石力学破坏过程分析系统RFPA(Rock Failure Process Analysis的简称)及其教学版,对岩石力学实... 讨论了传统岩石力学课程教学存在的局限性,介绍了数值试验的基本原理和方法,利用计算机数值模拟方法实施岩石力学数值试验,自主开发研制了岩石力学破坏过程分析系统RFPA(Rock Failure Process Analysis的简称)及其教学版,对岩石力学实验进行辅助教学.该系统(教学版)已在岩石力学实验教学中进行了2-3学年的教学尝试,取得了较为明显的教学效果. 展开更多

关键词 数值试验 岩石力学 实验教学 教学改革 岩石破裂 分析系统

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节理岩质边坡变形破坏的RFPA模拟分析 被引量：28

10

作者 李连崇 唐春安 +1 位作者 邢军 唐烈先 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期559-562,共4页

利用基于强度折减法的RFPA-Slope,对节理岩质边坡的稳定性进行了模拟分析,直观地得到了坡体的滑移破坏面,同时求得安全系数·研究了岩体中节理贯通率、几何位置、倾角以及节理间岩桥长度等因素对边坡变形破坏模式、安全系数大小的影... 利用基于强度折减法的RFPA-Slope,对节理岩质边坡的稳定性进行了模拟分析,直观地得到了坡体的滑移破坏面,同时求得安全系数·研究了岩体中节理贯通率、几何位置、倾角以及节理间岩桥长度等因素对边坡变形破坏模式、安全系数大小的影响,证明了节理是控制岩质边坡破坏的主要因素·RFPA-Slope对节理岩质边坡破裂过程的模拟对于理解边坡的破坏形成机理具有重要意义,算例的模拟分析说明RFPA-Slope能够较为准确地预测节理边坡潜在破坏面的形状与位置及相应的稳定安全系数,对于复杂的边坡稳定性分析是实用的· 展开更多

关键词 岩质边坡 节理岩体 稳定性分析 岩石破裂过程分析(RFPA) 数值分析

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数值模拟在岩石力学常规试验中的应用 被引量：5

11

作者 张文军 汤国水 张宏伟 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2003年第B08期9-11,共3页

用岩石破坏过程分析系统(RFPA)对岩石材料的抗压、抗拉、抗剪等几个基本岩石力学实验项目进行了数值实验,通过数值实验再现了岩石材料的破坏现象和破坏过程。同时也证明了利用数值实验,可以代替在材料试验机上进行的一些基本材料破坏力... 用岩石破坏过程分析系统(RFPA)对岩石材料的抗压、抗拉、抗剪等几个基本岩石力学实验项目进行了数值实验,通过数值实验再现了岩石材料的破坏现象和破坏过程。同时也证明了利用数值实验,可以代替在材料试验机上进行的一些基本材料破坏力学实验教学项目,可使学生通过自己动手实验,得到许多在实验室实验中观察不到的重要信息,对实验过程和结果加深印象和理解。 展开更多

关键词 岩石力学 常规岩石力学实验 数值模拟 岩石破坏过程分析系统 破坏力学

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水平采空区群动态失稳演化过程及工程控制 被引量：3

12

作者 姜立春 曾俊佳 贾晓川 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第8期821-825,共5页

为研究单层和多层水平采空区群的动态失稳演化过程,采用RFPA岩石破裂过程分析软件,并通过近似重度增加法在数值模型顶部施加增量载荷,表征水平采空区群围岩的折减过程.研究结果表明:对比单层水平采空区群,多层水平采空区群岩体结构具有... 为研究单层和多层水平采空区群的动态失稳演化过程,采用RFPA岩石破裂过程分析软件,并通过近似重度增加法在数值模型顶部施加增量载荷,表征水平采空区群围岩的折减过程.研究结果表明:对比单层水平采空区群,多层水平采空区群岩体结构具有较强的抗破坏能力;单层水平采空区群的间柱失稳过程较分散,而多层水平采空区群的间柱失稳过程则较集中;单层和多层水平采空区群动态失稳的演化过程具有一定的相似性,即按照从中部间柱(底层)、相邻间柱、顶板(底层)到左右两侧帮壁的顺序失稳破坏.根据单层和多层水平采空区群的失稳演化过程,从间柱、顶板、左右帮壁三个方面提出水平采空区群失稳破坏的工程控制措施. 展开更多

关键词 岩石力学 地下矿山 水平采空区群 动态失稳 岩石破裂过程分析 近似重度增加法 工程控制

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五虎山煤矿9号煤层巷道支护设计及模拟 被引量：10

13

作者 桂祥友 马云东 张立新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期752-756,共5页

利用RFPA2D岩石破裂过程分析系统软件,对神华集团乌达矿区五虎山煤矿9号煤层巷道围岩变形和破坏过程进行了动态仿真模拟,并根据模拟结果,分析了随着煤层上山的掘进中上覆岩层的破断过程、特征与来压特点,揭示了煤层顶板的破断及煤壁支... 利用RFPA2D岩石破裂过程分析系统软件,对神华集团乌达矿区五虎山煤矿9号煤层巷道围岩变形和破坏过程进行了动态仿真模拟,并根据模拟结果,分析了随着煤层上山的掘进中上覆岩层的破断过程、特征与来压特点,揭示了煤层顶板的破断及煤壁支撑压力的变化规律.同时研究了各种支护情况下巷道变形规律、破坏机理、围岩应力分布情况以及支护手段对巷道的加固效果.用RFPA岩石破坏过程分析系统进行仿真模拟时,其模型应力状态可以通过2种方法反映出来:①通过模型破坏过程图片上的灰度值反映;②通过系统中的功能命令———多单元信息———来获得.系统会自动生成截面上所有单元的应力状态数据文件,并可显示出每个单元计算步骤的应力和位移曲线. 展开更多

关键词 顶板控制 岩石破裂过程分析系统 顶底板移近量 联合支护

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新安煤矿16煤导水裂隙带高度研究 被引量：11

14

作者 王琳琳 魏久传 +1 位作者 尹会永 谢道雷 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第1期40-45,共6页

结合新安煤矿开采技术和水文地质条件,以岩石力学实验资料为基础,分别采用"三下开采规程"法、类比法、经验公式法和数值模拟法对新安煤矿16煤开采导水裂隙带高度进行综合对比研究。计算结果表明:数值模拟法可对裂隙带发育高... 结合新安煤矿开采技术和水文地质条件,以岩石力学实验资料为基础,分别采用"三下开采规程"法、类比法、经验公式法和数值模拟法对新安煤矿16煤开采导水裂隙带高度进行综合对比研究。计算结果表明:数值模拟法可对裂隙带发育高度直观显示,并和最终确定的导水裂隙带高度一致;综合确定新安煤矿16煤的最大导水裂隙带高度为30m,防水煤柱高度35.5m,为确定16煤合理开采上限提供理论依据。 展开更多

关键词 导水裂隙带 岩石破裂过程分析系统(RFPA) 数值模拟 开采上限

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丰城矿区排放钻孔有效影响半径确定 被引量：4

15

作者 江万刚 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第5期750-753,共4页

为了解决丰城矿区局部综合防止煤与瓦斯突出措施排放钻孔布置的问题,采用数值模拟方法对钻孔瓦斯排放半径进行分析,对排放钻孔周围应力及瓦斯流动进行研究,同时对该排放半径进行了现场考察.研究结果表明:该矿区瓦斯排放一天,其有效影响... 为了解决丰城矿区局部综合防止煤与瓦斯突出措施排放钻孔布置的问题,采用数值模拟方法对钻孔瓦斯排放半径进行分析,对排放钻孔周围应力及瓦斯流动进行研究,同时对该排放半径进行了现场考察.研究结果表明:该矿区瓦斯排放一天,其有效影响半径为0.5 m.该结论为矿井采取局部防止煤与瓦斯突出措施提供了合理的参数和重要的参考依据. 展开更多

关键词 排放半径 数值模拟 煤与瓦斯突出 岩石破裂过程分析系统 瓦斯 局部防突措施 钻孔 瓦斯流动

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基于可靠性的锚杆支护动态设计与应用研究 被引量：4

16

作者 桂祥友 马云东 郁钟铭 《金属矿山》 CAS 北大核心 2008年第3期68-70,86,共4页

针对当前锚杆支护作用机理尚未完全清晰的现实,采用数学与力学相结合、理论分析及数值模拟与工程实测相结合的方法,利用RFPA2D岩石破裂过程分析系统软件,对神华集团乌达矿区五虎山煤矿9#煤层巷道围岩变形和破坏过程进行了动态仿真模拟,... 针对当前锚杆支护作用机理尚未完全清晰的现实,采用数学与力学相结合、理论分析及数值模拟与工程实测相结合的方法,利用RFPA2D岩石破裂过程分析系统软件,对神华集团乌达矿区五虎山煤矿9#煤层巷道围岩变形和破坏过程进行了动态仿真模拟,研究了锚杆支护设计方法和合理设计程序问题,建立了基于可靠性的巷道锚杆支护动态设计理论,开发了基于可靠性的巷道锚杆支护动态设计计算机辅助系统,在神华集团五虎山煤矿进行的工业试验,取得了良好的经济效益和社会效益。 展开更多

关键词 顶板控制 岩石破裂过程分析系 统可靠性设计 锚杆支护 计算机辅助系统

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基于室内试验与数值模拟的煤岩围压效应研究 被引量：3

17

作者 刘晓辉 康佳辉 +1 位作者 余洁 郝齐钧 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第3期212-219,共8页

为研究不同围压下煤岩的变形破坏特征,对0、8、16、25 MPa 4种不同围压下的煤岩采用MTS 815岩石力学实验和RFPA 2D数值模拟软件展开应力应变特征、强度特征、声发射特征等研究,旨在揭示不同围压作用下煤岩的围压效应。结果表明:围压对... 为研究不同围压下煤岩的变形破坏特征,对0、8、16、25 MPa 4种不同围压下的煤岩采用MTS 815岩石力学实验和RFPA 2D数值模拟软件展开应力应变特征、强度特征、声发射特征等研究,旨在揭示不同围压作用下煤岩的围压效应。结果表明:围压对煤岩的变形破坏特征影响显著,随着围压的增大,煤岩最大抗压强度线性增大,煤岩逐渐由脆性破坏向延性破坏转变,破坏形态以单轴压缩下的压剪-劈裂破坏和三轴压缩下的剪切破坏为主;煤岩强度特征参数随围压增大而增大,弹性模量随围压增大呈非线性增大,围压越大,则塑性应变越大,残余应变增大;声发射现象在煤岩单轴压缩状态下十分强烈,但随着围压的升高,声发射现象、应变能释放等声发射特征参数均趋于稳定;RFPA可再现煤岩在不同围压下裂纹萌生、扩展至完全破坏的渐进破坏过程,模拟结果与室内试验耦合度较好,验证了数值模拟的可靠性。 展开更多

关键词 煤岩 围压效应 三轴压缩 真实破裂过程分析系统 和声发射测试系统 变形破坏

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分数维理论在地质学中的应用及其意义

18

作者 沈步明 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 1991年第3期197-200,共4页

1.分数维学在当代自然科学中的地位传统几何学研究的是简单的和规则的图形,经典物理学和化学研究的是一个封闭的、可逆的平衡过程,而大自然界是一个开放的、不可逆的非平衡系统,自然界中的许多物理和化学过程都是非平衡的过程,自然界中... 1.分数维学在当代自然科学中的地位传统几何学研究的是简单的和规则的图形,经典物理学和化学研究的是一个封闭的、可逆的平衡过程,而大自然界是一个开放的、不可逆的非平衡系统,自然界中的许多物理和化学过程都是非平衡的过程,自然界中许多物质、形状、现象都是非平衡作用的产物。因此,利用传统科学的观点去研究自然界,面临着严重困难。从七十年代开始,非线性科学的研究方兴未艾,耗散结构论、混沌论、分数维论、协同论、突变论等非线性科学理论相继问世,使自然科学进入了一个探索大自然系统奥秘的新阶段。 展开更多

关键词 分数维 化学过程 非平衡系统 非线性科学 采样间距 经典物理学 协同论 自相似性 拖尾 岩石破裂

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裂纹对直墙拱形隧道围岩损伤破坏模式的影响规律研究 被引量：10

19

作者 周磊 朱哲明 刘邦 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3688-3697,共10页

运用不同的有限元分析软件(RFPA^(2D)、ABAQUS)模拟研究隧道周边裂纹对直墙拱形隧道围岩稳定性的影响。裂纹分布在隧道拱底、边墙、拱肩、拱顶等部位,将两种数值模拟方法进行对比分析,研究隧道周边裂纹的起裂、扩展机制及隧道围岩在围... 运用不同的有限元分析软件(RFPA^(2D)、ABAQUS)模拟研究隧道周边裂纹对直墙拱形隧道围岩稳定性的影响。裂纹分布在隧道拱底、边墙、拱肩、拱顶等部位,将两种数值模拟方法进行对比分析,研究隧道周边裂纹的起裂、扩展机制及隧道围岩在围压载荷作用下的破坏形式。为了验证数值模拟结果,采用水泥砂浆制作隧道模型进行模型试验并与数值模拟结果进行对比分析,其数值分析与模型试验结果较为一致。结果表明,隧道墙脚处的裂纹是隧道围岩破坏的较弱位置;隧道拱顶圆弧位置处的裂纹与隧道拱顶圆弧圆心成45°夹角时,隧道模型的抗压强度最低,稳定性最差;隧道在围压作用下,破坏形式主要是拱底、拱顶的拉伸破坏和边墙、裂纹尖端的压剪破坏。 展开更多

关键词 裂纹 数值模拟 岩石破裂过程分析 隧道

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