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广义Hoek-Brown破坏准则平面应变问题的滑移线场理论 被引量:1
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作者 曾钱帮 刘彤 马平 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期4-11,共8页
根据弹塑性力学平面应变问题的特点,推导广义Hoek-Brown破坏准则平面应变问题应力分量的双参数表达式。代入静力平衡微分方程,得到双曲型一阶拟线性偏微分方程组。运用行列式方法,在适当的变量代换后,获得应力偏微分方程组的特征方向和... 根据弹塑性力学平面应变问题的特点,推导广义Hoek-Brown破坏准则平面应变问题应力分量的双参数表达式。代入静力平衡微分方程,得到双曲型一阶拟线性偏微分方程组。运用行列式方法,在适当的变量代换后,获得应力偏微分方程组的特征方向和特征上的微分关系。特征方向表明塑性区中的共轭斜交剪切滑移面形成两族非正交滑移线,其共轭角随极限应力状态和Hoek-Brown岩体材料物性参数而变化。由于对称初始应力场条件下圆形硐室理想弹塑性围岩塑性区内最大主应力方向为环向,而滑移线切线方向与最大主应力方向的夹角是最小主应力(径向应力)的函数,结合圆形硐室理想弹塑性围岩的应力分布的分析解,获得滑移线的极坐标曲线所满足的微分方程,进而得到其极坐标曲线方程。 展开更多
关键词 理想弹塑性 广义Hoek—Brown破坏准则 平面应变问题 滑移线场 圆形硐室 极坐标曲线方程 岩体 剪应力
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基于广义Hoek-Brown准则强度折减法的岩坡稳定性分析 被引量:25
2
作者 李远耀 殷坤龙 代云霞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S01期347-352,共6页
针对岩质高边坡的稳定性分析问题,开展了基于广义Hoek-Brown破坏准则强度折减法的研究。提出了判别强度折减法合理性的两个基本标准:与Mohr-Coulomb准则强度折减法的一致性和能否体现节理岩体的真实破坏特征。基于以上标准,对比了3种不... 针对岩质高边坡的稳定性分析问题,开展了基于广义Hoek-Brown破坏准则强度折减法的研究。提出了判别强度折减法合理性的两个基本标准:与Mohr-Coulomb准则强度折减法的一致性和能否体现节理岩体的真实破坏特征。基于以上标准,对比了3种不同的基于广义Hoek-Brown破坏准则的强度折减方法:σci、mi,σci、GSI和mi、GSI均同比折减,理论分析表明:mi、GSI同比折减更符合前述标准。最后,通过对工程实例的对比研究,验证了这一结论,并提出mi、GSI同比折减更能体现节理岩体的真实破坏特征,因而其安全系数的计算结果也更加真实可靠。 展开更多
关键词 广义hoek-brown破坏准则 Mohr-Coulomb破坏准则 强度折减法 岩质边坡 稳定性分析
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基于广义Hoek-Brown准则的隧道纵向变形曲线研究 被引量:28
3
作者 吴顺川 耿晓杰 +3 位作者 高永涛 赵国军 李健 严琼 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期946-952,987,共8页
纵向变形曲线是隧道开挖面空间约束效应的直观反映,多数纵向变形曲线的研究并未考虑围岩质量和应力水平的影响。基于广义Hoek-Brown准则,采用有限差分法,提出了能够量化不同围岩质量及应力水平下开挖面空间效应差异的纵向变形曲线函数... 纵向变形曲线是隧道开挖面空间约束效应的直观反映,多数纵向变形曲线的研究并未考虑围岩质量和应力水平的影响。基于广义Hoek-Brown准则,采用有限差分法,提出了能够量化不同围岩质量及应力水平下开挖面空间效应差异的纵向变形曲线函数表达式,可以简便地得到不同地质条件下的隧道纵向变形曲线,通过误差分析及与已有研究成果对比,验证了该方法的合理性与普适性。研究结果表明:围岩基本质量指标值相同时,围岩纵向变形曲线随着埋深增加变得更加平缓,即围岩应力及位移的释放过程越缓慢,埋深相同时,随着围岩基本质量指标值的降低,围岩纵向变形曲线显示出同样的趋势,相对于开挖面前方,开挖面后方纵向变形曲线的这种特点更加明显;开挖面处纵向变形也是围岩质量与应力水平的函数,最大值不超过隧道径向变形最终值的30%。 展开更多
关键词 隧道工程 纵向变形曲线 广义hoek-brown屈服准则 围岩质量
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基于Hoek-Brown准则的煤层钻孔失稳破坏类型数值模拟研究 被引量:16
4
作者 韩颖 张飞燕 +1 位作者 刘晓 李贤忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期308-318,共11页
高瓦斯松软煤层、软硬复合煤层和突出煤层深孔钻进是公认的世界性难题,已成为制约部分高瓦斯和突出矿井瓦斯治理效果的瓶颈。为深入探讨煤层钻孔失稳机制,引入Hoek-Brown强度准则及地质强度指标GSI,在考虑孔隙率与渗透率动态变化特性的... 高瓦斯松软煤层、软硬复合煤层和突出煤层深孔钻进是公认的世界性难题,已成为制约部分高瓦斯和突出矿井瓦斯治理效果的瓶颈。为深入探讨煤层钻孔失稳机制,引入Hoek-Brown强度准则及地质强度指标GSI,在考虑孔隙率与渗透率动态变化特性的前提下,在弹塑性本构方程中引入塑性流动因子,使瓦斯渗流场方程含有体应变、煤岩体变形场方程含有瓦斯压力项,进而建立了基于H-B准则的含瓦斯煤流固耦合动态模型;采用COMSOL软件对模型进行解算,探讨了不同侧压系数条件下不同煤体结构煤层钻孔周围塑性区分布规律,并对煤层钻孔失稳破坏类型进行了划分。研究表明:无论在何种侧压系数条件下,孔周塑性区分布范围皆随GSI值的增大而逐渐减小,2者遵循幂函数关系;塑性区分布形状因侧压系数、GSI值不同而差别较大;当GSI值较小时,在不同侧压系数条件下,塑性区分别呈扇形、椭圆、"X"状分布;当GSI值较大时,塑性区分别呈圆形、"V"状、"平底锅"状分布;煤层钻孔失稳破坏类型分为应力控制型破坏、结构面控制型破坏、软煤中的喷孔破坏3类,分别发生在高应力硬煤中(60≤GSI≤100)、强度中等的煤体中(30<GSI<60)以及软煤中(0≤GSI≤30),失稳破坏的主控因素分别为应力、结构面力学性质、煤体力学性质及瓦斯内能。 展开更多
关键词 hoek-brown准则 地质强度指标 流固耦合模型 煤层钻孔 失稳破坏类型
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Hoek-Brown破坏准则求解圆形硐室塑性区半径与修正的芬纳公式比较 被引量:22
5
作者 曾钱帮 王恩志 王思敬 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 EI CAS 2008年第6期933-938,共6页
目的为定量确定围岩塑性区半径和给支护锚杆的深度设计提供科学依据.方法以Hoek-Brown破坏准则为极限平衡条件,推求侧压力系数为1.0时圆形硐室理想弹塑性围岩的弹塑性应力和塑性区半径,运用Mohr-Coulomb准则直线拟合Hoek-Brown准则曲... 目的为定量确定围岩塑性区半径和给支护锚杆的深度设计提供科学依据.方法以Hoek-Brown破坏准则为极限平衡条件,推求侧压力系数为1.0时圆形硐室理想弹塑性围岩的弹塑性应力和塑性区半径,运用Mohr-Coulomb准则直线拟合Hoek-Brown准则曲线和面积差补方法,求取等效的岩体Mohr-Coulomb强度参数后,建立相对塑性区半径随支护力和地质强度指标变化的二元非线性回归数学模型,并与源自于Mohr-Coulomb强度准则为屈服条件的修正的芬纳公式进行比较研究.结果支护力每增加1.0 MPa,就可确保地质强度指标降低10-20的岩体中不会出现塑性区.在支护力较小和岩体质量较差情况下,采用Hoek-Brown破坏准则推导得出的塑性区半径和修正的芬纳公式计算得出的塑性区半径差别稍大.相对塑性区半径与地质强度指标都呈负乘幂函数关系,随着支护力的增大,塑性区半径随着岩体质量等级的升高而下降的趋势逐渐变缓.建立的相对塑性区半径随地质强度指标和支护力变化的二元非线性回归数学模型简明,使支护力连续变化,提高了工程实用性.结论在岩体质量较差情况下,锚杆深度取1.8-3.0倍硐半径为宜. 展开更多
关键词 hoek-brown破坏准则 地质强度指标 相对塑性区半径 Mohr-Coulomb强度准则 修正的芬纳公式
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基于Hoek-Brown非线性破坏准则的软岩地基极限承载力数值模拟 被引量:8
6
作者 高文华 朱建群 +1 位作者 张志敏 黄自永 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期593-598,共6页
基于有限差分分析(FLAC)的软质岩石地基承载力数值计算模型,分析中将软质岩石地基视为均质、各向同性的连续介质,采用理想线性弹塑性本构关系模拟和Hoek-Brown非线性破坏准则及非关联流动法则。为便于数值模拟,采用切线法,把Hoek-Brown... 基于有限差分分析(FLAC)的软质岩石地基承载力数值计算模型,分析中将软质岩石地基视为均质、各向同性的连续介质,采用理想线性弹塑性本构关系模拟和Hoek-Brown非线性破坏准则及非关联流动法则。为便于数值模拟,采用切线法,把Hoek-Brown非线性破坏准则转换成Mohr-Coulomb线性破坏准则,并依据等量原则推导了瞬时内摩擦角和瞬时黏聚力的计算公式,编制了基于FLAC内置FISH语言的子程序。通过施加竖向速度向量,分别获得了圆形基础下考虑和忽略岩体自重的极限承载力。与理论值和现场载荷板承载力试验结果进行的对比分析表明,Hoek-Brown解结果比Bell解结果更接近实测值,但都偏于保守,而数值计算结果与实测值非常接近,特别是在考虑自重的情况下,误差仅为2%。说明对于软质岩石地基的极限承载力,采用基于Hoek-Brown非线性破坏准则的FLAC数值模型进行分析是合适的。 展开更多
关键词 hoek-brown非线性破坏准则 软岩地基 极限承载力 FLAC 数值模型
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基于广义Hoek-Brown准则的岩体等效强度 被引量:4
7
作者 朱志明 章广成 +1 位作者 朱娇燕 路辉 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期52-55,共4页
为了更方便地求出岩体的等价粘聚力C和摩擦角φ,基于Hoek-Brown准则与RMR法岩体质量分级,求出不同RMR值下的C和φ,拟合出C和φ的折减系数关于RMR值的变化曲线。结果表明:对于质量等级较好的岩体,根据RMR值可以分别求得岩体的C和φ的折... 为了更方便地求出岩体的等价粘聚力C和摩擦角φ,基于Hoek-Brown准则与RMR法岩体质量分级,求出不同RMR值下的C和φ,拟合出C和φ的折减系数关于RMR值的变化曲线。结果表明:对于质量等级较好的岩体,根据RMR值可以分别求得岩体的C和φ的折减系数,对已知岩石的C和φ值进行折减,求得岩体的C和φ值。岩体的C值随岩石单轴抗压强度成线性正相关,岩体的φ值不随单轴抗压强度变化而变化。C和φ的折减系数不随岩石的单轴抗压强度变化而变化,只与岩体RMR值有关。 展开更多
关键词 广义hoek-brown准则 RMR法 折减系数
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基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法 被引量:5
8
作者 周兴涛 盛谦 +3 位作者 崔臻 朱泽奇 胡之锋 马亚丽娜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期477-487,共11页
Hoek-Brown强度准则的屈服面与塑性势面在棱角处导数无定义,具有数值奇异性,采用圆角进行光滑过渡只能满足一阶导数连续性,而二阶导数仍然无定义,使得棱边上一致切线模量矩阵无法正确计算,导致有限元总体平衡方程组Newton-Raphson隐式... Hoek-Brown强度准则的屈服面与塑性势面在棱角处导数无定义,具有数值奇异性,采用圆角进行光滑过渡只能满足一阶导数连续性,而二阶导数仍然无定义,使得棱边上一致切线模量矩阵无法正确计算,导致有限元总体平衡方程组Newton-Raphson隐式迭代二阶收敛性丧失。提出基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法,使得棱角处函数曲面二阶连续可导,棱边上一致切线模量矩阵可精确计算。基于ABAQUS数值开发平台,采用FORTRAN语言编制Hoek-Brown准则理想弹塑性UMAT用户子程序,通过数值算例验证所提方法的正确性。 展开更多
关键词 广义hoek-brown强度准则 屈服函数与塑性势函数 C2阶连续函数 圆化
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基于广义Hoek-Brown强度准则的PEM节理边坡可靠性分析 被引量:3
9
作者 王宇 黄力华 +1 位作者 李腾飞 张搏 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期48-52,共5页
广义Hoek-Brown强度准则(简称GH-B准则)作为估计完整岩石或节理岩体剪切强度的半经验准则,已成为岩体强度预测及数值计算领域中应用最广的准则之一。经验公式中涉及3个与岩体特性有关的材料参数mb、s和a,实际应用中还不能直接对这3个参... 广义Hoek-Brown强度准则(简称GH-B准则)作为估计完整岩石或节理岩体剪切强度的半经验准则,已成为岩体强度预测及数值计算领域中应用最广的准则之一。经验公式中涉及3个与岩体特性有关的材料参数mb、s和a,实际应用中还不能直接对这3个参数进行精确取值,只能通过中间变量推导或结合地质经验来确定。为尽可能大地消除因用Hoek-Brown经验公式(简称H-B经验公式)的中间变量推导带来的累积误差,消除边坡稳定性评价结果的偏差,提出了从基本随机变量着手,考虑基本变量的可变性与不确定性,借助可靠性理论来综合分析评价边坡潜在破坏概率和风险程度的方法。研究基于GH-B准则的节理岩质边坡的可靠性问题,首先从决定H-B经验公式的4个基本参数GSI、σci、mi和D出发,研究变量的分布概型及取值范围,然后引入到H-B经验公式中去,利用有效地可靠性计算方法求解边坡的失稳概率,将统计矩点估计法(PEM法)引入到节理岩质边坡失稳概率的求解中,通过对一开挖桥墩承台边坡的可靠性分析表明,基于GH-B准则的PEM方法提高了稳定性评价的客观性,结果更加真实可靠。 展开更多
关键词 广义hoek-brown强度准则 点估计法 节理边坡 失稳概率
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基于Hoek-Brown破坏准则的均质岩石边坡动力稳定性拟静力分析(英文) 被引量:4
10
作者 赵炼恒 李亮 +1 位作者 林宇亮 彭浩 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期541-547,共7页
将"外切线法"与强度折减技术相结合,采用拟静力法分析符合非线性Hoek-Brown破坏准则均质岩石边坡的动力稳定性。采用"外切线法"的Hoek-Brown破坏准则的瞬时抗剪强度参数(瞬时内黏聚力ct和瞬时内摩擦角φt)作为变量... 将"外切线法"与强度折减技术相结合,采用拟静力法分析符合非线性Hoek-Brown破坏准则均质岩石边坡的动力稳定性。采用"外切线法"的Hoek-Brown破坏准则的瞬时抗剪强度参数(瞬时内黏聚力ct和瞬时内摩擦角φt)作为变量参数引入稳定性分析过程。采用内点迭代方法对岩坡动力稳定性拟静力安全系数的上限计算表达式进行求解,通过与已有研究成果的对比验证本文方法的有效性和正确性。为便于工程应用,将均质岩坡安全系数Fs与地质强度指标参数GSI之间的关系绘制成图形。 展开更多
关键词 均质岩石边坡 动态稳定性拟静力分析 安全系数 hoek-brown破坏准则 强度折减法 极限分析上限法
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基于Hoek-Brown准则的薄基岩厚松散层覆岩变形破坏特征研究 被引量:13
11
作者 李全生 徐祝贺 +1 位作者 张勇 何文瑞 《矿业科学学报》 2019年第5期417-424,共8页
基于Hoek-Brown准则,以实验数据为基础确定了乌兰木伦矿的岩体力学参数,并运用FLAC3D研究了煤层开采引起的覆岩破坏特征。结果表明:①在浅埋深条件下覆岩破坏直至地表,地表形成偏态下沉盆地,最大下沉值2.1 m,下沉系数0.6。②在开采区域... 基于Hoek-Brown准则,以实验数据为基础确定了乌兰木伦矿的岩体力学参数,并运用FLAC3D研究了煤层开采引起的覆岩破坏特征。结果表明:①在浅埋深条件下覆岩破坏直至地表,地表形成偏态下沉盆地,最大下沉值2.1 m,下沉系数0.6。②在开采区域四周边界一定范围内分别形成应力降低区和应力增高区,呈现“外紧内松”状态,在工作面煤壁前方垂直应力集中程度最高,应力集中系数为2.2,在工作面煤壁上方和开切眼上方均存在“压力拱”,但两者的跨度、拱脚区域大小及应力集中程度不同。③乌兰木伦矿12403工作面垮落带高度为18.9 m,导水裂隙带高度为62.5 m。 展开更多
关键词 hoek-brown准则 力学参数 浅埋深 数值模拟 覆岩破坏
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完整岩石的Hoek-Brown破坏准则适用条件及其与一种新的破坏准则对比 被引量:3
12
作者 彭坤 沈青 +2 位作者 彭俊 姚孟迪 曾严谨 《水电能源科学》 北大核心 2017年第7期129-133,共5页
作为一种非线性经验强度模型,Hoek-Brown(H-B)破坏准则有一定的适用条件。基于H-B破坏准则的基本公式,建议将围压范围0<σ3<0.5σc(σ3为岩石破坏时的最小主应力;σc为单轴抗压强度)作为其适用条件,在该条件下H-B破坏准则能较好... 作为一种非线性经验强度模型,Hoek-Brown(H-B)破坏准则有一定的适用条件。基于H-B破坏准则的基本公式,建议将围压范围0<σ3<0.5σc(σ3为岩石破坏时的最小主应力;σc为单轴抗压强度)作为其适用条件,在该条件下H-B破坏准则能较好地拟合岩石三轴压缩试验数据。进而采用一种新的完整岩石破坏准则与H-B破坏准则对几组岩石三轴压缩试验数据进行拟合,对比发现,在适用条件内,H-B破坏准则可较好地拟合岩石三轴压缩试验数据,然而将拟合延伸到高围压阶段会高估岩石强度,需引起注意;新模型可在较大围压范围内较好地拟合岩石三轴压缩试验数据,有更强的非线性能力和适用性。 展开更多
关键词 hoek-brown破坏准则 适用条件 岩石三轴压缩试验 单轴抗压强度
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基于广义Hoek-Brown准则隧道围岩抗力系数研究 被引量:2
13
作者 彭亚雄 吴立 +1 位作者 苏莹 李波 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第5期132-136,共5页
基于广义Hoek-Brown准则,并引入罗德参数ξ反映中间主应力的影响,在研究隧道围岩力学性质的基础上,推导出围岩抗力系数公式;并运用于工程实践。讨论在不同ξ及不同埋深条件下,抗力系数的变化规律。由研究结果可知,围岩抗力系数随着ξ的... 基于广义Hoek-Brown准则,并引入罗德参数ξ反映中间主应力的影响,在研究隧道围岩力学性质的基础上,推导出围岩抗力系数公式;并运用于工程实践。讨论在不同ξ及不同埋深条件下,抗力系数的变化规律。由研究结果可知,围岩抗力系数随着ξ的增大逐渐减小;随隧道埋置深度增加而减小。 展开更多
关键词 围岩抗力系数 广义hoek-brown准则 罗德参数 中间主应力
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基于广义八面体理论的混凝土多轴破坏准则综述 被引量:1
14
作者 杨健辉 杨滢涛 +1 位作者 李桂 茹忠亮 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第5期642-649,共8页
广义八面体单元体系(含衍生单元体)是在真三轴应力状态下,根据不同材料的破坏(屈服)面特征,依次采用3组破坏面对正六面单元体进行截取所得到的,而依据这些单元体所建立的各种理论模型即构成为广义八面体理论内容.因广义八面体理论的显... 广义八面体单元体系(含衍生单元体)是在真三轴应力状态下,根据不同材料的破坏(屈服)面特征,依次采用3组破坏面对正六面单元体进行截取所得到的,而依据这些单元体所建立的各种理论模型即构成为广义八面体理论内容.因广义八面体理论的显著特点是对称性,所以基于这一理论的混凝土多轴破坏准则将具有简洁的特点.为此可通过特定试验方法探求混凝土新的损伤变量、确定表达混凝土本征的内在变量及其联系,并采用损伤-断裂等方法建立起混凝土的多轴破坏准则,其包括强度准则、变形准则和强度-变形准则,及其在应力空间和偏平面上的屈服演化规律等,以便更好地描述混凝土在多轴应力状态下的破坏行为. 展开更多
关键词 混凝土 破坏准则 损伤 多轴应力 广义八面体
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广义HOEK-BROWN经验准则在边坡岩体力学参数估计的应用研究 被引量:1
15
作者 张广泽 刘伟鹏 +2 位作者 侯伟龙 蒋良文 毛邦燕 《铁道标准设计》 北大核心 2018年第5期1-7,共7页
岩体因结构面切割作用而具有非均质、各向异性和不连续性的特性,这使得岩体强度与普通均质材料强度有所区别。工程实践中,岩体力学参数只能通过原位试验或经验公式进行估计。原位试验费钱费力且部分地区无法进行试验,因此通过经验公式... 岩体因结构面切割作用而具有非均质、各向异性和不连续性的特性,这使得岩体强度与普通均质材料强度有所区别。工程实践中,岩体力学参数只能通过原位试验或经验公式进行估计。原位试验费钱费力且部分地区无法进行试验,因此通过经验公式获取岩体力学参数是很好的选择。广义Hoek-Brown强度准则考虑岩体结构、岩块强度、岩体扰动等多方面因素,能够很好反映岩体非线性破坏特征,利用该准则可对边坡岩体力学参数进行估计。通过量化GSI的广义Hoek-Brown强度准则估算吉尔木隧道出口边坡岩体力学参数,结果表明:该方法估计获得的参数是合理的。通过计算表明边坡主体部分岩体单轴抗压强度为1.5 MPa,变形模量为4 GPa,抗剪强度指标C=0.6 MPa,φ=32°。广义Hoek-Brown强度准则在高陡边坡岩体参数的估计中能更加方便、及时、准确地反映岩体的实际情况,在工程实践中具有很好可操作性。 展开更多
关键词 岩质边坡 广义hoek-brown强度准则 量化GSI 岩体力学参数
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基于Hoek-Brown准则的岩体高温-荷载耦合损伤模型及其验证
16
作者 姜谙男 黄炫茜 +1 位作者 许梦飞 蒋浩鹏 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期442-448,共7页
针对隧道岩体在高温和荷载共同作用下产生的耦合损伤问题,基于连续损伤力学理论,引入高温-荷载耦合损伤因子,建立了考虑高温作用的广义Hoek-Brown(H-B)准则的弹塑性损伤本构模型,解决了模型在数值积分过程中的奇异点问题,并利用Fortran... 针对隧道岩体在高温和荷载共同作用下产生的耦合损伤问题,基于连续损伤力学理论,引入高温-荷载耦合损伤因子,建立了考虑高温作用的广义Hoek-Brown(H-B)准则的弹塑性损伤本构模型,解决了模型在数值积分过程中的奇异点问题,并利用Fortran语言编写了模型的有限元程序。结果表明:模型计算的应力-应变曲线与试验所得到的曲线趋势一致且计算结果误差在5%以内,温度作用下隧洞围岩损伤逐渐加剧,验证了模型的准确性和程序的稳健性,可为火灾作用下隧道围岩安全稳定性评价提供一种有效计算方法。 展开更多
关键词 广义hoek-brown准则 耦合损伤模型 完全隐式应力返回映射算法 弹塑性模型 高温-荷载耦合 单轴压缩试验 应力-应变曲线 隧洞
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考虑应变率效应的广义Hoek-Brown动态强度准则 被引量:4
17
作者 马林建 阳发 +1 位作者 王明洋 李增 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期27-32,共6页
岩石强度特性具有明显的围压效应和应变率效应,研究复杂应力状态下动态强度准则对于岩石动力学分析至关重要。利用10^(-5)~10^(2.32) s^(-1)应变率范围内砂岩静动态间接拉伸和单、三轴压缩强度试验数据,进行了广义Hoek-Brown强度准则预... 岩石强度特性具有明显的围压效应和应变率效应,研究复杂应力状态下动态强度准则对于岩石动力学分析至关重要。利用10^(-5)~10^(2.32) s^(-1)应变率范围内砂岩静动态间接拉伸和单、三轴压缩强度试验数据,进行了广义Hoek-Brown强度准则预测砂岩动态强度的适用性研究,分析了材料参数的应变率效应。结果表明,广义Hoek-Brown强度准则能够较好地描述同一应变率下较低拉应力区到较高压应力区砂岩强度规律,低应变率区单轴抗压强度c_s和参数a变化不大,高应变率区随应变率的增加非线性增大,而参数m几乎不受应变率影响。基于分析建立了单轴抗压强度c_s和参数a的应变率效应函数关系,提出了由低应变率到高应变率下的广义Hoek-Brown动态强度准则统一表达式,进一步探讨了岩石强度依赖应变率效应和围压效应的物理机制。 展开更多
关键词 动态强度 广义hoek-brown强度准则 应变率效应 围压效应
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基于广义Hoek-Brown准则的瞬时线性化强度折减技术 被引量:11
18
作者 任晋岚 陈曦 +1 位作者 王冬勇 吕彦楠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期4865-4872,共8页
广义Hoek-Brown(HB)准则广泛应用于岩体的计算和分析,然而,广义HB准则是典型的非线性强度准则,不能直接在有限元强度折减法中采用来开展岩体的稳定性分析。针对这一问题,开展瞬时线性化研究,根据已有的应力状态将HB强度包线上一点的抗... 广义Hoek-Brown(HB)准则广泛应用于岩体的计算和分析,然而,广义HB准则是典型的非线性强度准则,不能直接在有限元强度折减法中采用来开展岩体的稳定性分析。针对这一问题,开展瞬时线性化研究,根据已有的应力状态将HB强度包线上一点的抗剪强度转化为该点切线对应的黏聚力和内摩擦角,并提出了两种瞬时线性化强度折减方案:(1)基于弹塑性分析获得的应力场,对每个应力点专属的瞬时Mohr-Coulomb(MC)强度参数进行折减,相应的方法记为Point-IL-SSRFEM;(2)由于传统有限元法要求单元的抗剪强度参数保持不变,在每个单元上各个应力点获得瞬时MC强度参数后,对这些参数进行单元均一化处理并进行折减,相应的方法记为Element-IL-SSRFEM。基于岩质边坡算例,对比和评述了三参数等比折减技术和瞬时线性化强度折减技术。数值分析结果表明:与Element-IL-SSRFEM相比,Point-IL-SSRFEM对网格划分的要求较低,计算精度和计算效率相对较高;与三参数等比折减相比,Point-IL-SSRFEM的计算精度高、计算性能稳定。因此,推荐使用Point-IL-SSRFEM来分析岩质边坡的稳定性。 展开更多
关键词 岩质边坡 广义hoek-brown准则 瞬时线性化 强度折减 安全系数
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基于Hoek-Brown破坏准则的盾构隧道开挖面支护力上限研究 被引量:6
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作者 黄阜 王芬 +1 位作者 张芝齐 凌同华 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2892-2900,共9页
针对目前盾构隧道开挖面稳定性研究大多是基于线性破坏准则进行的现状,采用曲线拟合法将Hoek-Brown破坏准则引入盾构隧道开挖面支护力能耗计算,推导出非线性破坏准则作用下的支护力上限目标函数,通过对目标函数进行优化计算,得到开挖面... 针对目前盾构隧道开挖面稳定性研究大多是基于线性破坏准则进行的现状,采用曲线拟合法将Hoek-Brown破坏准则引入盾构隧道开挖面支护力能耗计算,推导出非线性破坏准则作用下的支护力上限目标函数,通过对目标函数进行优化计算,得到开挖面支护力的最优上限解。为验证上限计算结果的正确性,采用有限差分软件,对Hoek-Brown破坏准则作用下的盾构隧道开挖面支护力数值解进行计算。开挖面支护力上限解和数值解的对比表明,上限解和数值解比较接近且随单一参数的变化规律一致,这说明本文的理论计算结果是有效的。在此基础上,对不同岩体参数作用下开挖面的支护力和破坏模式进行分析,研究结果表明:Hoek-Brown破坏准则中的参数对开挖面的支护力和破坏模式有很大影响。开挖面支护力随着地质强度指标GSI和参数m_i的增大而减小,随扰动因子D的增大而增大。开挖面破坏范围随GSI和m_i值的增加而减小,随D值的增加而增大。 展开更多
关键词 开挖面支护力 上限分析 hoek-brown破坏准则 空间离散技术 非线性破坏
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考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道支护结构内力分析 被引量:4
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作者 杜佃春 郭鹏 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2330-2338,共9页
现有研究中,可高效地给出考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道衬砌结构内力分布规律的研究方法较少。为探究考虑Hoek-Brown破坏准则时的圆形隧道支护结构内力分布规律,基于超静定响应法,通过将Hoek-Brown破坏准则中的岩石强度参数转化为等... 现有研究中,可高效地给出考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道衬砌结构内力分布规律的研究方法较少。为探究考虑Hoek-Brown破坏准则时的圆形隧道支护结构内力分布规律,基于超静定响应法,通过将Hoek-Brown破坏准则中的岩石强度参数转化为等效Mohr-Coulomb强度参数,给出考虑Hoek-Brown破坏准则的圆形隧道支护结构内力计算方法。通过将本文方法所得结果与经典解析解答进行对比,验证方法的有效性。利用给出的弯矩和轴力的计算表达式,探究了不同的隧道埋深H,不同的岩石无侧限抗压强度σci和地质强度参数GSI对隧道支护结构内力分布的影响规律。研究发现:参数H,σci和GSI对圆形衬砌结构内力影响较大,衬砌结构的弯矩和轴力值随H的增加而增长,但随σci和GSI的增加而减小;隧道开挖后岩石完整越好,围岩的整体自稳定性越好,使得衬砌结构内力越小。衬砌结构弯矩绝对值的最大值出现在隧道拱顶、侧墙和拱底处,而轴力绝对值的最大值仅出现在侧墙处。给出的方法既可为隧道设计初期支护结构的力学行为分析提供参考,又能为在服从Hoek-Brown破坏准则的岩体中开挖的圆形隧道支护结构设计提供理论参考。 展开更多
关键词 hoek-brown破坏准则 圆形隧道 结构内力 超静定响应法 等效Mohr-Coulomb强度参数
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