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考虑自愈合效应的泥岩巷道开挖扰动区渗透性反演分析 被引量：5
1
作者 贾善坡 龚俊 +2 位作者 高敏 罗金泽 于洪丹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1444-1454,共11页
泥岩自愈合特性是核废料库选址评价及储库安全稳定性分析的一项重要研究内容。以某泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内和现场试验的基础上,采用指数模型建立了巷道围岩渗透性分布模型和裂隙渗透性自愈合模型;结合巷道围岩孔隙水压力... 泥岩自愈合特性是核废料库选址评价及储库安全稳定性分析的一项重要研究内容。以某泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内和现场试验的基础上,采用指数模型建立了巷道围岩渗透性分布模型和裂隙渗透性自愈合模型;结合巷道围岩孔隙水压力的多年观测资料,通过建立能够反映实际施工过程的水-力耦合计算模型,采用精确罚函数法以及Nelder-Mead算法相结合的有限元优化反分析程序,对巷道围岩渗透性参数进行反演研究。结果表明:反演所得的围岩渗透系数量级与试验值量级均为10-12m/s,反演孔隙水压力值与实测值比较接近;围岩垂向渗透系数的扰动程度和范围明显大于水平向渗透系数,垂向渗透系数提高了2个数量级,扰动范围约为25 m,渗透性恢复到初始水平时间约需5 a。 展开更多
关键词 泥岩 开挖扰动区 自愈合 渗透性演化 反演
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复杂地下洞室围岩开挖扰动空间效应参数化研究 被引量：11
2
作者 刘会波 肖明 陈俊涛 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期47-54,共8页
复杂地下洞室围岩开挖扰动区的形成和发展具有明显的空间效应。岩体开挖扰动损伤总体上表现为岩体变形模量的劣化。考虑到基于厚壁圆筒弹性力学分析的弹性模量压力和半径相关模型的应用局限性,提出开挖扰动区岩体变形模量的半径-位移相... 复杂地下洞室围岩开挖扰动区的形成和发展具有明显的空间效应。岩体开挖扰动损伤总体上表现为岩体变形模量的劣化。考虑到基于厚壁圆筒弹性力学分析的弹性模量压力和半径相关模型的应用局限性,提出开挖扰动区岩体变形模量的半径-位移相关模型,并对模型的多洞室适用性和参数敏感性进行了分析。该模型实质上是一个参数场模型,通过变形模量劣化参数场分布量化揭示开挖扰动的空间效应。以瀑布沟水电站大型地下厂房洞室群工程为例,基于位移监测信息,应用半径-位移相关模型对主厂房围岩开挖扰动的空间效应及围岩稳定性进行了参数化分析。围岩变形模量劣化参数场沿厂房轴线具有明显的空间不均匀性,沿深度方向呈现指数函数分布特征。结果表明:该模型为开挖扰动区岩体变形模量参数的确定提供了合理的数值计算方法;通过岩体变形模量半径-位移相关模型参数化分析开挖扰动的空间效应,对于地下洞室施工期快速监测反馈和围岩安全稳定性评判以及支护优化设计具有显著的工程适用性。 展开更多
关键词 地下洞室 开挖扰动区 空间效应 变形模量 劣化参数场
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深部开采中的强扰动特性探讨 被引量：33
3
作者 彭瑞东 薛东杰 +1 位作者 孙华飞 周宏伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1359-1368,共10页
深部岩体具有高地应力、高地温、高渗压的独特赋存环境,其采动影响远较浅部复杂。通过将深部岩体的赋存环境和深部开采的扰动特征两方面相结合,系统分析了深部岩体开采中的强扰动特性。首先对扰动激励的动静组合特点进行了分析。根据深... 深部岩体具有高地应力、高地温、高渗压的独特赋存环境,其采动影响远较浅部复杂。通过将深部岩体的赋存环境和深部开采的扰动特征两方面相结合,系统分析了深部岩体开采中的强扰动特性。首先对扰动激励的动静组合特点进行了分析。根据深部开采中的应力变化路径,给出了不同深度类型下原岩应力状态以及扰动应力状态的分布区域,揭示了深部开采中应力变化更加复杂的必然性,并初步给出了考虑赋存深度、开采工艺、岩体重度、残余应力以及采动速度影响的岩体卸荷速率计算公式。根据深部开采中的动力扰动类型和波动传播规律,分析指出了深部岩体中的流体压力传播特征,揭示了深部动力扰动时间延长和扰动范围扩大的特点。然后基于扰动状态概念(DSC)对扰动影响水平进行了分析。通过对深部岩体能量蓄积、能量耗散以及释放规律的分析,定义了基于能量特征的扰动函数,可以籍此构建基于DSC的深部岩体统一本构模型,并定量描述深部岩体扰动的大小。最后定性描述了深部岩体开采中开挖扰动区的分布特点以及相应的应力应变状态,将其划分为原岩弹性区、开挖损伤区(EDZ)以及开挖破碎区,其中开挖损伤区又可分为峰前损伤区、塑性流变区、外部损伤区。并初步给出了开挖损伤区大小的计算公式,讨论了各项参数的意义及影响因素。研究表明,深部岩体的高应力状态以及复杂的多场多相耦合环境使其在更大范围内受到扰动的影响,EDZ的范围将显著增大,并表现出复杂的时空演化特征。利用扰动状态概念(DSC)建立的扰动函数,以及基于能量分析建立的开挖损伤区(EDZ)大小计算公式,可以定量刻画深部扰动的程度,分别反映了深部扰动激励增大和扰动影响增大的特点。 展开更多
关键词 岩石 深部开采 扰动 能量 损伤 开挖扰动区
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高孔低渗泥岩渗流-损伤耦合模型与数值模拟 被引量：7
4
作者 贾善坡 高敏 +1 位作者 于洪丹 龚俊 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期558-568,共11页
以泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内试验和现场试验研究的基础上,以泥岩损伤为主线,研究开挖扰动对泥岩渗透性的影响规律,通过在渗流-应力耦合控制方程中引入损伤变量,建立泥岩的渗流-损伤耦合模型,完成了有限元程序的二次开发。对... 以泥岩高放废物处置库为研究背景,在室内试验和现场试验研究的基础上,以泥岩损伤为主线,研究开挖扰动对泥岩渗透性的影响规律,通过在渗流-应力耦合控制方程中引入损伤变量,建立泥岩的渗流-损伤耦合模型,完成了有限元程序的二次开发。对泥岩巷道由于开挖施工引起的围岩卸载以及支护过程进行数值模拟,探讨开挖扰动影响下围岩的损伤分布形态以及渗透性质的演化规律。研究结果表明:计算所得的渗透率分布规律与实测结果一致,渗透性扰动区近似为椭圆形,扰动区最大渗透率约为原岩的397倍,与工程实际相吻合。 展开更多
关键词 泥岩 开挖扰动区 渗透性演化 损伤 耦合
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不同温度条件下盐岩卤水浸泡后损伤自恢复特性 被引量：7
5
作者 康燕飞 陈结 +4 位作者 姜德义 刘伟 范金洋 吴斐 蒋昌奇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期601-609,共9页
为了研究地下盐穴开挖扰动区(EDZ)损伤盐岩在盐穴综合利用过程中的自恢复特性,设计了损伤盐岩在卤水温度作用下的自恢复试验。结果表明:损伤盐岩经过卤水浸泡后在不同温度下烘干时力学性质可以得到恢复,在试验温度范围35～80℃内,其恢... 为了研究地下盐穴开挖扰动区(EDZ)损伤盐岩在盐穴综合利用过程中的自恢复特性,设计了损伤盐岩在卤水温度作用下的自恢复试验。结果表明:损伤盐岩经过卤水浸泡后在不同温度下烘干时力学性质可以得到恢复,在试验温度范围35～80℃内,其恢复效果随着温度的增加而增强。经过恢复处理的损伤盐岩试件二次加载时的声发射特征显示,其Felicity比低于0.1,Kaiser效应基本不成立,说明损伤盐岩在自恢复处理过程中其内部损伤在细观尺度上发生愈合。根据损伤盐岩试件自恢复处理后的细观形貌特征,总结出盐岩损伤恢复3种不同的细观机制:基于扩散作用的损伤微裂纹愈合,基于NaCl晶体重结晶作用的微裂隙充填以及破碎区NaCl晶体颗粒的愈合黏结。盐岩损伤恢复过程中,裂纹中充填的饱和卤水为裂纹中的物质传递提供了通道,同时提供了大量的结晶基础物质,为盐岩损伤愈合奠定了基础。温度的升高为盐岩损伤恢复提供了更高的能量,提升了损伤愈合速度,同时使氯化钠重结晶密度增加,从而提高了损伤恢复程度。 展开更多
关键词 盐穴 盐岩 开挖扰动区 损伤恢复
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急倾斜煤层煤岩变形局部化特征现场监测 被引量：6
6
作者 来兴平 马敬 +2 位作者 张卫礼 王青松 崔峰 《西安科技大学学报》 CAS 2012年第4期409-414,共6页
急倾斜煤层开挖扰动区煤体动态变形具有明显局部化特征,易诱致动力学破坏。以大洪沟矿巷道动压防治为目标,通过煤岩局部化变形指标分析,室内测试、现场光学观测和表面变形监测等方法,定量分析了动压巷道两帮和顶板不同深度的侧向与垂直... 急倾斜煤层开挖扰动区煤体动态变形具有明显局部化特征,易诱致动力学破坏。以大洪沟矿巷道动压防治为目标,通过煤岩局部化变形指标分析,室内测试、现场光学观测和表面变形监测等方法,定量分析了动压巷道两帮和顶板不同深度的侧向与垂直变形及演化特征。结果表明:巷道局部化变形差异性显著,在两巷交汇区域,B3巷道最大侧向变形达0.5 m,顶板最大垂直变形达0.6 m.确定动压破坏严重区域范围为15.0～20.0 m.这为现场灾害预测和调控提供判据。 展开更多
关键词 急倾斜特厚煤层 开挖扰动区 动压作用 变形局部化 现场光学观测
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基于节理岩体损伤本构的洞室位移反分析研究与应用 被引量：3
7
作者 杨云浩 徐卫亚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2723-2732,共10页
基于对洞室位移反分析中开挖扰动区处理方法的总结分析,探讨将节理岩体损伤本构应用于反分析研究中的实现方法。通过FLAC3D预留的二次开发接口,修改其内置应变软化模型的数值计算格式,即对位于屈服面以外的应力点采用修正应力张量分量... 基于对洞室位移反分析中开挖扰动区处理方法的总结分析,探讨将节理岩体损伤本构应用于反分析研究中的实现方法。通过FLAC3D预留的二次开发接口,修改其内置应变软化模型的数值计算格式,即对位于屈服面以外的应力点采用修正应力张量分量的方式替代主应力修正的方式,使修改后的本构模型可适用于各向异性的节理岩体,同时结合FISH语言编制的节理裂隙几何参数随开挖过程的演化程序实现对节理岩体等效柔度张量的更新,从而完成节理岩体损伤本构的FLAC3D二次开发。采用基于支持向量回归机与PSO-DE优化算法的增量位移反分析方法,应用该本构模型对思林水电站地下厂房围岩参数进行反分析。研究结果表明：对于开挖于含成组展布且相对结构尺寸为小量的断续节理岩体内的地下洞室位移反分析问题,将节理岩体损伤本构引入其中是一个很好的尝试,扰动区内围岩的等效弹模平均降低约为20.13%,计算增量位移值与量测值的相对误差在7.54%~16.56%,反分析成果是合理和可靠的。 展开更多
关键词 节理岩体 开挖扰动区 损伤 位移反分析 FLAC3D自定义本构
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压密试验后破碎岩石的透水系数试验研究 被引量：1
8
作者 雷鸣 羽柴公博 +1 位作者 福井胜则 大久保诚介 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第2期235-241,共7页
通过室内试验研究探讨了破碎岩石压密后试样的透水系数降低.对于田下凝灰岩、来待砂岩、河津凝灰岩、三城目安山岩、本小松安山岩等5种岩石,在MTS伺服试验机下压碎空心钢制圆筒中的岩石试样,并持续加载压密至指定的最大轴向荷载.卸载后... 通过室内试验研究探讨了破碎岩石压密后试样的透水系数降低.对于田下凝灰岩、来待砂岩、河津凝灰岩、三城目安山岩、本小松安山岩等5种岩石,在MTS伺服试验机下压碎空心钢制圆筒中的岩石试样,并持续加载压密至指定的最大轴向荷载.卸载后将钢制圆筒取出置于自制的试验装置中,利用变水头透水试验求解压密后试样的透水系数.试验结果表明,压密后的岩石试样的透水系数变小,透水系数的对数值与压密试验中的最终的轴向应变成反比例关系,且与压密试验中最大轴向应力/完整岩石单轴抗压强度的比值的对数值成反比例关系.挖掘扰动区内的部分岩石在满足一定的支护条件下,强度恢复和渗透性降低是值得期待的.研究结果可以为建立挖掘扰动区损伤恢复模型提供参考依据. 展开更多
关键词 岩石 压密试验 开挖扰动区 透水系数 损伤恢复
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