基于统计参数的二维节理粗糙度系数非线性确定方法 被引量：17

1

作者 王昌硕 王亮清 +4 位作者 葛云峰 梁烨 孙自豪 董曼曼 张楠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期565-573,共9页

岩体节理粗糙度系数JRC与其统计参数之间具有复杂的非线性关系,单一统计参数因存在对结构面形貌描述的片面性,从而导致JRC计算结果的可靠性较低。从结构面起伏角、起伏高度及其分布特征的角度选取了平均起伏角avei、平均相对起伏度H/L... 岩体节理粗糙度系数JRC与其统计参数之间具有复杂的非线性关系,单一统计参数因存在对结构面形貌描述的片面性,从而导致JRC计算结果的可靠性较低。从结构面起伏角、起伏高度及其分布特征的角度选取了平均起伏角avei、平均相对起伏度H/L、起伏角标准偏差iSD和起伏高度标准偏差hSD 4个参数共同反映结构面形貌。以已知JRC试验反算值的102条结构面剖面线作为样本数据对支持向量机进行训练,构建JRC与所选取的统计参数之间的非线性映射关系,建立了JRC支持向量回归(SVR)预测模型,并通过Barton标准剖面线的JRC预测值与试验反算值的对比证明了模型的可靠性。以三峡库区秭归县马家沟滑坡所处地层岩体结构面为例,基于三维激光扫描试验获取了其表面形貌数据并建立了三维形貌模型,开展室内直剪试验反算得到了其JRC。实例JRC的计算结果表明,SVR模型预测结果与试验反算值的相对误差仅为4.5%,不同统计参数回归关系式对于相同剖面线的估算结果存在较大差异,表明基于所选取的统计参数,采用SVR模型预测得到的JRC更加可靠。该方法为JRC的定量确定提供了新思路。 展开更多

关键词 结构面 统计参数 节理粗糙度系数 支持向量机 三维激光扫描

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同节理粗糙度系数的裂隙渗流规律研究 被引量：17

2

作者 段慕白 李皋 +3 位作者 孟英峰 赵之 马骁 李洪涛 《水资源与水工程学报》 2013年第5期41-44,共4页

裂隙的研究对石油开采、水利工程以及地下空间的利用都具有重要的意义。真实裂隙表面粗糙的几何形态会影响流体的流动特性及裂隙的传导能力,立方体定律难以满足使用条件。根据节理粗糙度(JRC)标准剖面轮廓曲线,采用逆向数字化建模方法,... 裂隙的研究对石油开采、水利工程以及地下空间的利用都具有重要的意义。真实裂隙表面粗糙的几何形态会影响流体的流动特性及裂隙的传导能力,立方体定律难以满足使用条件。根据节理粗糙度(JRC)标准剖面轮廓曲线,采用逆向数字化建模方法,开展仿真模拟不同JRC裂隙渗流规律的研究。结果表明:作用在不同粗糙度裂隙两端的压差恒定时,随着节理粗糙度的增加裂隙内流体的流量逐渐减小;流入不同粗糙度裂隙单位体积流量恒定时,随着粗糙度的增加,作用在裂隙两端的压差逐渐增大;模拟结果与实验结果相对比,得出裂隙机械宽度与流量之间的关系曲线表现出明显的非线性特征,两条趋势线相吻合,均符合对数关系。 展开更多

关键词 节理粗糙度系数 裂隙 数字化建模 仿真模拟 渗流

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于随机森林方法的岩石节理粗糙度系数研究 被引量：6

3

作者 宋康明 姜阳厚 +3 位作者 谭志祥 周才文 陈锐 朱冬丽 《地质科技情报》 CSCD 北大核心 2018年第3期263-267,共5页

岩石节理粗糙度系数(JRC)是研究岩石力学的重要参数之一。为精确有效地描述JRC,提出了一种基于随机森林(Random forest,RF)算法研究JRC的新方法。首先,详细叙述了RF算法的原理和实现流程;然后,简要分析了影响JRC的一些统计参数,确定了7... 岩石节理粗糙度系数(JRC)是研究岩石力学的重要参数之一。为精确有效地描述JRC,提出了一种基于随机森林(Random forest,RF)算法研究JRC的新方法。首先,详细叙述了RF算法的原理和实现流程;然后,简要分析了影响JRC的一些统计参数,确定了7个重要的基本变量,即节理表面最大峰高Sp、表面最大高度Sz、表面最大谷深Sv、峰度系数Sku、偏斜度系数Ssk、均方根高度Sq、算数平均高度Sa;最后,结合R语言构建了一种RF回归预测分形维数D和JRC值的模型,其中用于训练和测试RF回归模型的样本资料源于某高校的实测数据。用6组实测数据对训练后的RF回归模型进行了测试,试验结果表明:(1)利用RF回归模型预计的D值、JRC值与实测值的最大相对误差仅为3.844%、4.553%。(2)RF回归模型具有较强的泛化能力,需要考虑的模型参数少,预测精度高,为今后继续研究D值和JRC值提供了一种新思路。 展开更多

关键词 决策树 随机森林 R语言 岩石节理粗糙度系数 分形维数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于离散标准节理粗糙度系数曲线的粗糙单裂隙等效水力隙宽的确定 被引量：3

4

作者 王报 王媛 牛玉龙 《水电能源科学》 北大核心 2017年第4期77-80,62,共5页

鉴于节理粗糙度、力学隙宽及迹线是影响确定粗糙单裂隙等效水力隙宽的三个关键因素,在既有研究的基础上,将光滑平行板和Barton提出的10条标准节理粗糙度系数曲线数字化,应用Fluent软件对不同节理粗糙度系数和不同力学隙宽模型进行数值模... 鉴于节理粗糙度、力学隙宽及迹线是影响确定粗糙单裂隙等效水力隙宽的三个关键因素,在既有研究的基础上,将光滑平行板和Barton提出的10条标准节理粗糙度系数曲线数字化,应用Fluent软件对不同节理粗糙度系数和不同力学隙宽模型进行数值模拟,探讨了节理粗糙度系数、力学隙宽、迹线与等效水力隙宽之间的关系。并与立方定理修正公式进行对比,结果表明等效水力隙宽随力学隙宽增大而线性增大,随节理粗糙度系数的增大而减小,并且考虑实际迹线情况的等效水力隙宽较不考虑的大。因此,在实际工程中,可采用所提出的拟合公式判断自然粗糙裂隙的渗透能力。 展开更多

关键词 立方定理修正 粗糙裂隙渗流 节理粗糙度系数 等效水力隙宽 渗流路径

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同节理粗糙度类岩石材料三轴压缩力学特性试验研究 被引量：26

5

作者 杨圣奇 陆家炜 +1 位作者 田文岭 唐劲舟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期21-32,共12页

粗糙度是影响节理岩体强度与变形特性的重要因素之一。首先使用3D打印机制作模具,并浇筑形成不同粗糙度(节理粗糙度系数JRC=2、7、12、17、22)的节理岩石试样。采用GCTS高温高压动静岩石三轴试验系统,对含有不同粗糙度节理岩石试样进行... 粗糙度是影响节理岩体强度与变形特性的重要因素之一。首先使用3D打印机制作模具,并浇筑形成不同粗糙度(节理粗糙度系数JRC=2、7、12、17、22)的节理岩石试样。采用GCTS高温高压动静岩石三轴试验系统,对含有不同粗糙度节理岩石试样进行了三轴压缩试验,获得了不同粗糙度节理岩石试样的三轴应力–应变曲线,分析了JRC对岩石三轴强度和变形特性的影响规律,在三轴加载过程中采用声发射测试系统,分析了不同粗糙度节理岩石试样的声发射特性。运用数字三维视频显微系统观察节理面形态,讨论了不同围压下节理岩石试样峰值强度与JRC之间的关系。研究结果表明,节理面的存在直接导致节理岩石试样强度的大幅度降低,JRC对岩石破坏裂纹的形态、数量和空间分布特征亦有很大的影响,随着JRC值的增大,岩石节理面的抗剪强度增大,岩石试样的三轴抗压强度也会增大,岩石试样由脆性破坏转变为延性破坏。 展开更多

关键词 节理粗糙度系数 强度特征 变形特性 声发射

在线阅读 下载PDF 职称材料

充填岩石节理剪切力学特性及强度经验公式研究 被引量：1

6

作者 高福洲 张俊云 +4 位作者 罗晓龙 翟恪祥 张乐 黄锐 武小菲 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期608-617,共10页

研究充填岩石节理的剪切力学特性对工程岩体的稳定性评价具有重要意义。为此,开展考虑法向应力σ_(n)、充填厚度t、节理粗糙度系数JRC影响下的充填岩石节理大型直剪试验,分析了剪切破坏特征、剪切特征曲线和峰值剪切强度τ_(p)的演化规... 研究充填岩石节理的剪切力学特性对工程岩体的稳定性评价具有重要意义。为此,开展考虑法向应力σ_(n)、充填厚度t、节理粗糙度系数JRC影响下的充填岩石节理大型直剪试验,分析了剪切破坏特征、剪切特征曲线和峰值剪切强度τ_(p)的演化规律,在此基础上建立了充填岩石节理峰值剪切强度经验公式。研究表明:充填岩石节理的剪切破坏位置以充填介质与节理岩壁接触面破坏为主;其剪切应力-剪切位移曲线通常在σ_(n)≥600k Pa,t≤5mm且JRC≥6.36条件下出现剪切应力峰值点;在充填度Δ=1.12时充填岩石节理峰值剪切强度τ_(p)与充填介质剪切强度τ_(i)相近,随着Δ进一步增大,τ_(p)降低至τ_(i)以下;充填岩石节理峰值剪切强度经验公式中引入描述充填介质与节理岩壁接触面相互作用对τ_(p)影响的参数W,公式计算值与试验值相对误差平均值δ≤9.01%。 展开更多

关键词 充填岩石节理 大型直剪试验 充填厚度 节理粗糙度系数 峰值剪切强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于小波变换理论的岩石节理面粗糙度分级表征 被引量：5

7

作者 元宙昊 叶义成 +1 位作者 罗斌玉 阎要锋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2623-2642,共20页

岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的,且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异,如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基... 岩石节理面粗糙度的准确量化表征一直是节理岩体力学领域关注的热点问题。节理面表面形貌是多尺度的,且一阶、二阶起伏体对节理面粗糙度的形貌贡献存在差异,如何在考虑节理面多尺度特征的前提下实现粗糙程度的准确表征有待深入研究。基于小波变换理论,提出了用于小波基优选的能-熵比准则,结合基于能量保持百分比及信号标准差定义的临界分解水平准则,形成了节理面形貌分解理论。然后,以节理面形貌分解理论为基础,以10条标准节理面粗糙度系数(JRC)曲线为对象,实现了标准曲线中一阶、二阶起伏体的准确分离。对一阶、二阶起伏体的统计参数(一阶导数均方根Z_(2)、节理面粗糙度指数R_(p)-1)进行了计算,分析了一阶、二阶起伏体统计参数之间的差异,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙度增加而出现局部凸起现象的原因,建立了节理面粗糙度的分级表征公式。最后,开展节理面剪切试验对粗糙度分级表征公式的可靠性进行验证。研究结果表明:①基于小波基优选准则确立的最优小波基coif5可实现节理面表面形貌的小波变换处理;②基于临界分解水平判别准则确立的第4分解水平适用于一阶、二阶起伏体的识别;③节理面中一阶、二阶起伏体的统计参数存在差异,二阶起伏体的统计参数普遍大于一阶起伏体的统计参数,揭示了标准曲线的统计参数随粗糙程度的增加而出现局部凸起的主要原因是未考虑一阶、二阶起伏体的形貌贡献差异;④基于粗糙度分级表征公式得出的节理面粗糙度系数与节理试样剪切试验结果的反算值吻合,且准确度比未分级的表征公式要好,表明粗糙度分级表征公式是合理的。 展开更多

关键词 小波变换 粗糙度分解 节理面粗糙度系数(JRC) 分级表征 统计参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

充填粗糙节理直剪数值模拟宏细观分析 被引量：13

8

作者 许万忠 林杭 曹日红 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期548-557,共10页

利用颗粒流数值计算方法对岩石充填节理直剪作用下力学性质进行研究,从细观角度分析不同法向荷载下粗糙节理面的损伤情况;探讨充填节理粗糙程度、充填物强度参数、充填物与围岩接触面强度以及充填厚度对节理剪切强度的影响,结果表明:(1... 利用颗粒流数值计算方法对岩石充填节理直剪作用下力学性质进行研究,从细观角度分析不同法向荷载下粗糙节理面的损伤情况;探讨充填节理粗糙程度、充填物强度参数、充填物与围岩接触面强度以及充填厚度对节理剪切强度的影响,结果表明:(1)随着法向荷载的增大,上下节理面接触状态及粘结力分布规律发生转变,充填节理面粘结破坏明显增加;(2)节理粗糙度系数(JRC)对峰值剪切应力的影响较大;随JRC的增加节理峰值剪切强度增大;节理面粘结力呈类线性增长,而内摩擦角随JRC的增大而呈明显的非线性变化;(3)随节理充填物粘结强度比的增加,峰值剪切应力增大;随充填物强度比的增加,节理面粘结力出现明显的增长,而内摩擦角呈现先下降后增加的趋势;(4)当法向荷载较小时,峰值剪切应力受接触面粘结强度比的影响较大;当法向荷载较大时,其对峰值剪切应力的影响程度明显降低.节理面粘结力和内摩擦角随接触面粘结的增加分别呈现出非线性增长和下降的趋势.(5)节理剪切力学形式随充填后的增加呈现降低的趋势,然而随着厚度的不断增加,所带来的剪切力学参数变化程度逐渐减小. 展开更多

关键词 节理粗糙度系数 直剪 充填节理 细观 抗剪强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩体裂隙粗糙度表征及其对裂隙渗流特性的影响 被引量：11

9

作者 甘磊 刘玉 +2 位作者 张宗亮 沈振中 马洪影 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1585-1592,共8页

岩体裂隙粗糙程度对裂隙渗流特性的影响显著。利用三维光学扫描系统获取岩体裂隙面点云数据,结合SURFER和GEOMAGIC STUDIO等软件计算裂隙面节理粗糙度系数JRC和表面粗糙比率Rs,建立JRC与Rs的定量关系,开展应力、渗流和化学耦合作用下石... 岩体裂隙粗糙程度对裂隙渗流特性的影响显著。利用三维光学扫描系统获取岩体裂隙面点云数据,结合SURFER和GEOMAGIC STUDIO等软件计算裂隙面节理粗糙度系数JRC和表面粗糙比率Rs,建立JRC与Rs的定量关系,开展应力、渗流和化学耦合作用下石灰岩裂隙渗流试验,研究JRC和Rs对粗糙裂隙渗流特性的影响。结果表明:JRC与Rs呈对数函数关系,其平方根R2为0.9128,该表征公式与裂隙渗流试验结果最大相对误差MRE、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为6.93%、0.34和0.27。JRC与渗流量、稳定期渗透率分别呈二次函数和对数函数关系,Rs和各参数的拟合关系与JRC相同。JRC值越大,渗流量和渗透率越小,且三场耦合作用下裂隙面JRC和Rs值均有所增大。该表征方法可用于岩体裂隙面粗糙度估算,由裂隙面JRC值可预测该裂隙渗流量和稳定时刻渗透率。 展开更多

关键词 岩体裂隙 粗糙度 三维扫描 节理粗糙度系数 渗流量 渗透率

在线阅读 下载PDF 职称材料

宽隙比及粗糙度对交叉裂隙高速非达西偏流效应的影响 被引量：3

10

作者 杨欢欢 王媛 +1 位作者 高玮 牛玉龙 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第7期44-49,共6页

目前针对交叉裂隙偏流现象的研究只局限于达西情况下,而实际工程中地下水渗流常常出现高速非达西现象。基于已有研究的基础,利用Fluent软件分别对不同隙宽比和不同粗糙度的交叉裂隙中的渗流进行数值模拟,以研究交叉裂隙在高流速下的非... 目前针对交叉裂隙偏流现象的研究只局限于达西情况下,而实际工程中地下水渗流常常出现高速非达西现象。基于已有研究的基础,利用Fluent软件分别对不同隙宽比和不同粗糙度的交叉裂隙中的渗流进行数值模拟,以研究交叉裂隙在高流速下的非达西偏流效应特性。通过设置变量裂隙和参照裂隙,探讨两条支裂隙隙宽比以及节理粗糙度系数JRC对达西与非达西情况下偏流量的影响;同时对比了不同隙宽、不同粗糙度的单裂隙的渗流量与交叉裂隙分支裂隙的渗流量。结果表明相比于单裂隙,高流速下交叉裂隙各支裂隙的惯性项系数β减小;这种现象在宽裂隙及粗糙度较小的裂隙中尤为明显;并且在高速非达西条件下,交叉裂隙中的偏流现象更为显著。 展开更多

关键词 交叉裂隙 非达西 偏流 隙宽比 节理粗糙度系数(JRC)

在线阅读 下载PDF 职称材料

单裂隙中开度及粗糙度对Forchheimer公式特征参数的影响 被引量：1

11

作者 于可 王媛 牛玉龙 《水电能源科学》 北大核心 2018年第5期98-101,136,共5页

Forchheimer公式已广泛应用于高速非达西渗流计算中,但裂隙开度与粗糙度对公式中的特征参数k和β的影响研究尚不够明确。为此,应用Fluent计算软件,用标准J_(JRC)曲线模拟裂隙结构表面粗糙度,研究了裂隙开度b与裂隙粗糙度(J_(JRC))对渗透... Forchheimer公式已广泛应用于高速非达西渗流计算中,但裂隙开度与粗糙度对公式中的特征参数k和β的影响研究尚不够明确。为此,应用Fluent计算软件,用标准J_(JRC)曲线模拟裂隙结构表面粗糙度,研究了裂隙开度b与裂隙粗糙度(J_(JRC))对渗透率k和非达西系数β的影响。结果表明,粗糙裂隙中发生高速渗流时,渗透率与J_(JRC)呈负相关关系,与裂隙开度呈正相关线性关系,裂隙开度是影响渗透率的主要因素;β随着J_(JRC)的增大而增大,随着裂隙开度的增大而减小;非达西系数与渗透率之间存在着负相关关系,这种关系可用幂函数来较好表达。 展开更多

关键词 Forchheimer公式 节理粗糙度系数 裂隙开度 渗透率 非达西系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于有限元的不同粗糙度裂隙等效渗透性预测 被引量：1

12

作者 王梦辉 涂福彬 +2 位作者 童俊 焦玉勇 郑翔 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第24期10388-10394,共7页

含裂隙岩体的渗透性预测是分析油气开采、污染物迁移等渗透问题的基础。采用自行编写的子单元程序来求解不可压缩黏性流体的稳态Navier-Stokes流动方程,通过引入周期性边界条件(periodic boundary conditions, PBC)来消除以往的数值模... 含裂隙岩体的渗透性预测是分析油气开采、污染物迁移等渗透问题的基础。采用自行编写的子单元程序来求解不可压缩黏性流体的稳态Navier-Stokes流动方程,通过引入周期性边界条件(periodic boundary conditions, PBC)来消除以往的数值模拟中仅选用一小段裂隙而忽略裂隙延伸长度所产生的误差,并采用该方法探究了节理面粗糙度系数(joint roughness coefficient, JRC)、裂隙宽度以及裂隙两表面相互错动对裂隙渗透性的影响。结果表明:随着裂隙宽度的增大,JRC值对渗透性的影响减小;仅使用JRC值无法精确评估裂隙的渗透性。 展开更多

关键词 裂隙 渗流 节理面粗糙度系数(JRC) 周期性边界条件(PBC) 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

节理粗糙度对岩石爆破破坏效应的影响研究

13

作者 门轩 刘红岩 +2 位作者 邹宗山 王光兵 张光雄 《工程爆破》 2025年第4期46-54,共9页

岩体中含有大量节理,粗糙性作为岩石节理的主要特性之一,其对岩石爆破效果也有较大影响。为此,首先通过MATLAB软件编写节理粗糙度系数(JRC)计算程序,而后采用LS-DYNA软件建立含不同粗糙度节理的岩体爆破数值模型,研究其爆破破坏效应,最... 岩体中含有大量节理,粗糙性作为岩石节理的主要特性之一,其对岩石爆破效果也有较大影响。为此,首先通过MATLAB软件编写节理粗糙度系数(JRC)计算程序,而后采用LS-DYNA软件建立含不同粗糙度节理的岩体爆破数值模型,研究其爆破破坏效应,最后以某地矿区岩体为研究对象,探究节理粗糙度对台阶爆破效果的影响,探究现有爆破参数的合理性。研究结果表明:节理迎波面反射和折射的应力波在节理迎波面的凹陷部分集中,该区域细小裂隙增多。随着节理粗糙度增加,应力波经过节理后的能量衰减加剧,节理对应力波的衰减效果增强,最终影响节理上部岩体的破坏,且其破坏程度弱于低粗糙度节理上部岩体。根据现场情况进行台阶爆破数值模拟,发现相同爆破参数作用下,节理粗糙性对台阶爆破效果有较大影响,当节理粗糙性较高时,大块率高,需要进一步优化爆破参数。当采用钻孔超深增加到1.2 m时,大块率显著降低,爆破效果明显改善。 展开更多

关键词 岩石爆破 数值模拟 节理粗糙度系数 分形维数

在线阅读 下载PDF 职称材料

裂隙岩体单元注浆扩散规律及强度演化模拟

14

作者 张二蒙 刘浪 +3 位作者 许延春 费宇 耿济世 蔺亚兵 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期207-222,共16页

为研究含粗糙裂隙岩体充填程度对改造后岩体强度的影响机制,采用数值试验方法,分析了具有节理粗糙度系数(Joint Roughness Coefficient, JRC)表征的粗糙裂隙内浆液扩散规律,并基于裂隙浆液典型时刻充填特征,开展了考虑不同粗糙度和充填... 为研究含粗糙裂隙岩体充填程度对改造后岩体强度的影响机制,采用数值试验方法,分析了具有节理粗糙度系数(Joint Roughness Coefficient, JRC)表征的粗糙裂隙内浆液扩散规律,并基于裂隙浆液典型时刻充填特征,开展了考虑不同粗糙度和充填度的改造岩体单轴压缩试验(UCS)与常法相刚度(CNS)条件下直剪试验,形成了浆液充填规律与改造岩体强度关系串联分析方法。结果表明:粗糙裂隙内浆液流动具有层流/紊流特征,平滑裂隙内浆液受裂隙壁面剪切力较小,易维持层流状态;粗糙裂隙对浆液的流动起到控制作用,靠近壁面处出现涡流。改造岩体的抗压强度与裂隙充填度成正比关系;完全充填裂隙塑性区由双“X”型逐渐变为单“X”型;裂隙未充填部分边界无有效约束,最大最小主应力差值较大。浆液凝固后,由于黏聚力与空间侵占共同作用,限制了裂隙凸台相对滑动,增加了裂隙初始摩擦力与接触面积,改造岩体抗剪强度提高。CNS边界条件下,剪切应变的增加导致应力集中程度增加;注浆体内新生微裂纹发育速度随剪切应变增加逐步提高,注浆体应力分布特征与内部微裂纹发育规律一致。研究成果为分析裂隙岩体内部浆液扩散规律与改造后岩体强度演化提供了试验依据。 展开更多

关键词 粗糙裂隙岩体 节理粗糙度系数(JRC) 浆液扩散规律 充填度 改造岩体 单轴压缩试验(UCS) 直剪试验 岩体强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

滑动过程中砂岩节理摩擦因数演化规律 被引量：5

15

作者 王来贵 赵国超 +2 位作者 刘向峰 赵娜 李喜林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2874-2882,共9页

砂岩等岩体内部通常含有节理,当受到外界载荷扰动时砂岩往往沿着节理贯通形成滑移面。砂岩沿着节理面滑动,节理表面凸体不断磨损,导致节理表面粗糙度不断变化,进而影响砂岩滑动的稳定性。利用自制滑动摩擦试验装置对劈裂砂岩节理进行了... 砂岩等岩体内部通常含有节理,当受到外界载荷扰动时砂岩往往沿着节理贯通形成滑移面。砂岩沿着节理面滑动,节理表面凸体不断磨损,导致节理表面粗糙度不断变化,进而影响砂岩滑动的稳定性。利用自制滑动摩擦试验装置对劈裂砂岩节理进行了滑动摩擦试验,采用高分辨率相机、电子分析天平、动态应变仪和激光共聚焦扫描显微镜测量滑动过程中磨损面积、摩擦质量、摩擦因数和表面粗糙度的变化。结果表明:滑动过程分为初始滑动、磨合和稳定滑动3个阶段。在初始滑动阶段,砂岩节理表面的初始粗糙度值较大,磨损面积较小,磨损质量和摩擦因数都较大;在磨合阶段,已磨损区域表面的微凸体不断被剪断、磨平,表面粗糙度降低趋势变缓,新增磨损面积不断减小,但在总磨损面积的占比仍大于10%,磨损质量和摩擦因数出现局部跳动的现象;在稳定滑动阶段,磨损区域与金刚石磨片表面已基本匹配,表面粗糙度趋近于定值,新增磨损面积在总磨损面积的占比小于10%,磨损质量和摩擦因数都逐渐趋于稳定,最终在某一稳定值附近波动。利用激光共聚焦扫描显微镜对砂岩节理表面轮廓进行了测量,选取轮廓的均方根估算了节理粗糙度系数,发现节理粗糙度系数主要受磨损区域面积影响,局部粗糙度对节理粗糙度系数影响较小。建立了以磨损面积为变量的摩擦因数预测模型,模型能够反映滑动过程中砂岩节理摩擦因数的变化,当修正系数a=2.5时,摩擦因数预测值与试验值吻合良好,最小误差为2.89%。 展开更多

关键词 摩擦因数 砂岩滑动 表面粗糙度 磨损面积 节理粗糙度系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩体节理表面几何特性描述 被引量：1

16

作者 黄国明 黄润秋 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 1999年第5期40-43,共4页

岩体节理表面几何特征对岩体变形、刚度、剪切强度和水渗导性有重要影响，一般用节理粗糙度系数（ＪＲＣ）、节理吻合系数（ＪＭＣ）来描述。本文用节理表面分维（ＪＳＦ）来描述节理表面形态的复杂性，为节理表面几何特征描述提供了一... 岩体节理表面几何特征对岩体变形、刚度、剪切强度和水渗导性有重要影响，一般用节理粗糙度系数（ＪＲＣ）、节理吻合系数（ＪＭＣ）来描述。本文用节理表面分维（ＪＳＦ）来描述节理表面形态的复杂性，为节理表面几何特征描述提供了一个新的方法。 展开更多

关键词 节理 节理粗糙度系数 表面几何 岩体节理

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于离散傅立叶变换的岩石节理形貌分析与随机重构 被引量：6

17

作者 赵炼恒 于诚浩 +3 位作者 黄栋梁 王翔 张帅浩 焦康甫 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1606-1614,共9页

为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度... 为了进一步开展节理面细观形貌特征对其宏观剪切特性影响的数值模拟研究,提出既可以定量地对实地采集节理试样的形貌特征进行正向分析,又能够根据预定的形貌特征范围随机地进行节理试样逆向重构的傅里叶形貌分析法。分别采用传统粗糙度分析法与傅里叶分析法对50 224个实测的节理样本进行形貌分析,得到傅里叶参数计算的经验公式;确定采用离散傅立叶变换法进行不同粗糙度节理试样逆向重构时的傅里叶参数取值范围;研究成果能为快速随机重构符合一定粗糙度特性的节理轮廓,建立一个完全数字化的虚拟试验系统提供重要基础。 展开更多

关键词 岩石节理 节理面粗糙度系数 随机重构 形貌分析 离散傅里叶变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

动水条件下裂隙粗糙度对浆液扩散影响研究

18

作者 刘伟韬 鲍传瑶 +2 位作者 孟祥喜 孙易达 徐传亮 《山东科技大学学报(自然科学版)》 2025年第4期1-12,共12页

裂隙的产状和特性对于矿井注浆效果影响较大,且矿井动水条件的影响使浆液扩散机理更为复杂。本研究利用COMSOL Multiphysics软件中的两相流数值计算方法,采用节理粗糙度系数(JRC)表征裂隙粗糙度,研究了不同JRC对浆液扩散形态、压力、流... 裂隙的产状和特性对于矿井注浆效果影响较大,且矿井动水条件的影响使浆液扩散机理更为复杂。本研究利用COMSOL Multiphysics软件中的两相流数值计算方法,采用节理粗糙度系数(JRC)表征裂隙粗糙度,研究了不同JRC对浆液扩散形态、压力、流速、截面流量及封堵率等参数的影响。研究结果表明:JRC的增加会使浆液沿水流方向的扩散距离缩短,浆液压力升高,但对横向扩散方向和远离注浆孔区域的浆液压力影响较小;同时JRC增加会降低浆液流速,浆液堆积会使两侧水流通道变窄导致动水流速增加;JRC减小可以提高注浆效率,降低出口出水流量,提升堵水效果,JRC为18~20时达到最大封堵率所用时间是JRC为14~16时的1.18倍,是JRC为8~10时的1.43倍。采用相似试验对浆液在不同粗糙程度裂隙内的扩散形态和封堵率进行了验证,试验结果与数值模拟结果基本吻合,进一步验证了数值模拟试验的可行性,研究结果可为裂隙动水注浆理论和工程实践提供参考。 展开更多

关键词 动水注浆 裂隙粗糙度 浆液扩散 节理粗糙度系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

JRC快速测量技术 被引量：12

19

作者 杜时贵 杨树峰 +2 位作者 姜舟 朱益军 万颖君 《工程地质学报》 CSCD 2002年第1期98-102,共5页

在回顾粗糙度测量方法的基础上 ,从岩石节理的具体特点出发 ,研制了轮廓曲线仪和粗糙度尺 ,为节理粗糙度系数的统计测量提拱了一种快速测量手段。

关键词 节理粗糙度系数 轮廓曲线仪 粗糙度尺 JRC 岩石

在线阅读 下载PDF 职称材料

统计参数与JRC的定量关系研究 被引量：6

20

作者 张建明 唐志成 +1 位作者 蒋景东 占婷 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第14期1-5,共5页

采用图像分析技术对10条JRC剖面线进行数字化处理,采用0.5mm、1.0mm、2.0mm及4.0mm的采样间距得到JRC曲线的坐标并计算相应的统计参数值(坡度均方根Z2、结构函数SF和粗糙度指数Rs)。研究发现Z2随采样间距的增加而变小,SF、Rs则随采样间... 采用图像分析技术对10条JRC剖面线进行数字化处理,采用0.5mm、1.0mm、2.0mm及4.0mm的采样间距得到JRC曲线的坐标并计算相应的统计参数值(坡度均方根Z2、结构函数SF和粗糙度指数Rs)。研究发现Z2随采样间距的增加而变小,SF、Rs则随采样间距的增加而增加,不同的剖面线对采样间距的敏感度不一样。采样间距为0.5mm时,对数函数适合描述JRC与Z2、SF和Rs的关系;当采样间距为1.0mm、2.0mm、4.0mm时,线性函数最适合表达JRC与Z2的关系,指数函数最适合表达JRC与SF、Rs的关系。 展开更多

关键词 节理粗糙度系数 统计参数 采样间距 相关性

在线阅读 下载PDF 职称材料