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节理间距对滚刀破岩影响的线性破岩试验研究 被引量:20
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作者 龚秋明 苗崇通 +1 位作者 马洪素 赵晓豹 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期97-105,共9页
掘进机(TBM)开挖过程中受到各种地质因素的影响,其中节理间距是影响TBM滚刀破岩的一个重要因素。设计节理间距为100mm和400mm两组试验方案。试样为甘肃北山花岗岩,应用北京工业大学自行研制的大型机械破岩实验平台,选用17英寸(432mm)的... 掘进机(TBM)开挖过程中受到各种地质因素的影响,其中节理间距是影响TBM滚刀破岩的一个重要因素。设计节理间距为100mm和400mm两组试验方案。试样为甘肃北山花岗岩,应用北京工业大学自行研制的大型机械破岩实验平台,选用17英寸(432mm)的常截面盘形滚刀进行线性切割破岩试验。试验过程中记录滚刀三向力、滚刀下岩样裂纹扩展并收集了岩片。从三向力、裂纹的扩展模式和岩片等角度分析节理间距对滚刀破岩的影响。结果表明:节理间距100mm的岩体切入所需要的推力小于完整岩石的推力,节理间距400mm的岩体破岩过程中推力有一突变的过程。节理间距100mm岩体滚刀作用下存在两种破坏模式,节理间距400mm的岩体破岩过程则包括了正常破岩和节理面影响破岩两个过程,并且节理对竖向主裂纹向节理面扩展有加剧的作用。节理面下方岩石较完整,节理面阻碍裂纹朝节理面下方岩石传播。 展开更多
关键词 节理间距 滚刀破岩试验 裂纹扩展 盘形滚刀
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岩体节理间距分布的分形模型研究 被引量:8
2
作者 张继春 钮强 徐小荷 《金属矿山》 CAS 北大核心 1994年第2期19-23,共5页
援引实测数据作基础,从分形几何角度研究了对爆破块度起极大影响作用的节理间距分布特征,通过均匀康托集构造过程说明节理间距组成的自相似结构,研究了反映其分布特征的分形模型。
关键词 节理间距 分形模型 岩体节理
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一种岩石中不连续节理间距的研究方法 被引量:1
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作者 李鑫 侯升起 +1 位作者 吴鹏飞 聂金旺 《甘肃水利水电技术》 2023年第2期47-51,56,共6页
崩塌落石是一种常见的地质灾害,对人们的生命及财产安全有着严重的威胁。目前,对崩塌落石灾害规模的判定主要以对已发生地区的调查或对较明显危岩的测量为依据,而对首次发生或征兆不明显的崩塌落石灾害规模的判断依据较少。因此,研究提... 崩塌落石是一种常见的地质灾害,对人们的生命及财产安全有着严重的威胁。目前,对崩塌落石灾害规模的判定主要以对已发生地区的调查或对较明显危岩的测量为依据,而对首次发生或征兆不明显的崩塌落石灾害规模的判断依据较少。因此,研究提出了一种基于扫描线上节理间距值的统计分布,计算不连续节理间距和岩石质量指标的理论方法,并对该理论结果与现场不连续节理间距测量中获得的实验数据进行了比较,建立了岩石质量指标(RQD^(*))与每米长度中平均不连续节理间距频率(λ)之间的关系:RQD=100e^(-0.1λ)(0.1λ+1)。研究还提出了分析不连续节理间距数据的方法,并合理估计了不连续节理间距频率所需的扫描线长度,以及测量所需的样本数量。该研究结果可用于估计崩塌时可能产生的最大块径,从而对崩塌灾害规模及破坏性进行预测,以便于进行针对性较强的防护。 展开更多
关键词 崩塌 岩石 节理间距 厚度
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岩体崩塌块径特征与节理间距、岩层厚度的相关性分析
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作者 聂金旺 李鑫 +1 位作者 张琦 吴鹏飞 《甘肃水利水电技术》 2023年第10期42-45,共4页
研究了四川省绵阳市红层地区砂泥岩互层的岩层厚度、节理间距等参数,发现节理间距与岩层厚度呈现出明显的线性正相关,且受到岩层倾角的影响。同时,利用FLAC 3D软件对砂泥岩互层岩体进行数值模拟,分析了能干层在非能干层中受到挤压时产... 研究了四川省绵阳市红层地区砂泥岩互层的岩层厚度、节理间距等参数,发现节理间距与岩层厚度呈现出明显的线性正相关,且受到岩层倾角的影响。同时,利用FLAC 3D软件对砂泥岩互层岩体进行数值模拟,分析了能干层在非能干层中受到挤压时产生的弯曲褶皱,以及褶皱的主导波长对节理裂隙间距的影响。提出了一种基于褶皱主导波长来预测崩塌体块径大小的方法,为今后红层地区崩塌灾害的防护和预警提供了新的思路。将纵弯褶皱作用的理论应用于砂泥岩互层中,揭示了能干层在非能干层中受力变形时产生褶皱的形态和特征。建立了一种基于褶皱主导波长的崩塌体块径预测模型,为崩塌规模的评估提供了一种新的方法和依据。通过野外调查、数值模拟等方法,对节理间距与岩层厚度之间的关系进行了系统的分析和验证,为崩塌灾害的防治提供了数据支撑。 展开更多
关键词 崩塌规模 节理间距 纵弯褶皱 主导波长 数值模拟
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节理倾角和间距对TBM双刃盘形滚刀破岩效率的影响 被引量:11
5
作者 曹平 林奇斌 +1 位作者 李凯辉 韩东亚 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1293-1299,共7页
通过实验研究不同节理倾角和间距对TBM双刃滚刀破岩的影响效果。实验采用预制节理水泥砂浆试件模拟节理岩体,节理面与侵入力方向夹角?分别为0°,30°,60°和90°,节理面间距分别为20,30,40和50 mm,采集整个加载过程中... 通过实验研究不同节理倾角和间距对TBM双刃滚刀破岩的影响效果。实验采用预制节理水泥砂浆试件模拟节理岩体,节理面与侵入力方向夹角?分别为0°,30°,60°和90°,节理面间距分别为20,30,40和50 mm,采集整个加载过程中滚刀的侵入深度和侵入力,并采用相机进行实时拍摄,获得试件表面破坏的发展过程以及最终破坏形态。研究结果表明:节理岩体存在3种基本破碎模式,主要与节理倾角有关;相邻滚刀的协同破岩作用导致滚刀间岩体产生贯通裂纹,形成片状岩碴;当节理倾角为60°时,破岩比能耗最小,滚刀破岩效率最高;节理间距对岩碴的形成有较大影响,比能耗随着节理间距增大而增大,破岩效率降低。 展开更多
关键词 节理倾角 节理间距 TBM双刃滚刀 破岩模式 破岩效率
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节理特征对截齿截割力影响的模拟研究 被引量:1
6
作者 任春平 刘凤顺 《煤炭技术》 CAS 2024年第6期208-211,共4页
为探究节理参数对截齿截割力影响的变化规律,利用SolidWorks构建镐形截齿三维模型,运用有限元软件ABAQUS,建立截齿截割节理煤岩的有限元耦合模型,研究不同节理参数下截割力变化趋势。结果表明:随节理倾角增加,截割力均值、截割力峰值均... 为探究节理参数对截齿截割力影响的变化规律,利用SolidWorks构建镐形截齿三维模型,运用有限元软件ABAQUS,建立截齿截割节理煤岩的有限元耦合模型,研究不同节理参数下截割力变化趋势。结果表明:随节理倾角增加,截割力均值、截割力峰值均值呈先增加后减小的趋势,其在节理倾角为30°时最小;随节理间距增加,截割力均值、截割力峰值均值呈增大的趋势。该研究可为复杂煤层工况下滚筒合理参数匹配奠定研究基础。 展开更多
关键词 截齿 节理倾角 节理间距 截割力
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贯通型标准JRC双节理剪切力学及声发射特性研究
7
作者 王刚 刘廷方 +4 位作者 王长盛 蒋宇静 王鹏举 张书博 肖智勇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期500-509,共10页
节理岩体的抗剪性能是影响工程岩体强度及稳定性的关键因素。基于3D打印技术制作标准JRC节理面模具和固定夹板,采取一体化浇筑方式制备不同节理面间距和不同粗糙度的双节理试样,结合声发射(acousticemission,AE)技术探究不同法向应力条... 节理岩体的抗剪性能是影响工程岩体强度及稳定性的关键因素。基于3D打印技术制作标准JRC节理面模具和固定夹板,采取一体化浇筑方式制备不同节理面间距和不同粗糙度的双节理试样,结合声发射(acousticemission,AE)技术探究不同法向应力条件下粗糙双节理岩体剪切力学特性和破坏演化特征。结果表明:剪切应力-剪切位移曲线形态受节理粗糙度和法向应力共同影响。随JRC和法向应力的增加,剪切应力软化程度加重;法向应力较大时,峰后阶段剪切应力存在多次突降现象,突降值随法向应力的增加而增大。峰值剪切强度出现在双节理间岩石夹层断裂时刻,随JRC和法向应力的增加呈增大趋势,随节理面间距增加呈减小趋势。AE结果表明:岩石夹层断裂时刻AE能量大幅突增,AE能量峰值稍滞后于剪切应力峰值,随法向应力的增加,AE能量峰值和累积AE能量值增大;AE定位点空间上集中于岩石夹层部分,时间上频发于200~600 s内,随节理面间距的增加,AE定位点的集中范围扩大。 展开更多
关键词 岩石力学 节理 直剪试验 节理间距 JRC 声发射
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不同围压与节理特征下盘形滚刀破岩数值研究 被引量:20
8
作者 谭青 张旭辉 +3 位作者 夏毅敏 朱逸 易念恩 张佳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1220-1228,共9页
为了研究围压、节理特征对盘形滚刀破岩的影响,采用颗粒离散元法建立了不同围压、节理特征下的盘形滚刀破岩模型并进行数值仿真,研究不同围压与节理特征下对应的破碎模式、破岩比能耗和裂纹数目。研究表明:盘形滚刀破岩时,随着围压与... 为了研究围压、节理特征对盘形滚刀破岩的影响,采用颗粒离散元法建立了不同围压、节理特征下的盘形滚刀破岩模型并进行数值仿真,研究不同围压与节理特征下对应的破碎模式、破岩比能耗和裂纹数目。研究表明:盘形滚刀破岩时,随着围压与节理特征的变化,会呈现4种破碎模式;其中当围压为50 MPa,节理间距小于60 mm以及节理倾角在30°附近时呈围压促进破碎模式,该破碎模式类似于岩爆,破岩比能耗极低;当围压和节理间距一定时,比能耗随着节理倾角的增大先减小后增大,且在30°时取得最小值;当围压和节理倾角一定时,比能耗随着节理间距的增大而增大;当节理间距一定时,节理倾角在0°,90°附近时,比能耗随着围压的增大而增大。而当节理倾角在15°~75°时,比能耗随围压由1 MPa增加到25 MPa时而增大,由25 MPa增加到50 MPa时而减小;另外,破碎模式、比能耗和裂纹数目三者关系密切,其中比能耗和裂纹数目之间的变化趋势相反。 展开更多
关键词 盘形滚刀 围压 节理间距 节理倾角 破碎模式 比能耗 裂纹数目
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基于ABAQUS的岩石节理特征对滚刀破岩影响研究 被引量:10
9
作者 吴玉厚 田军兴 +4 位作者 孙健 何冬梅 张弛 刘敏 赵海峰 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第3期534-542,共9页
目的研究岩石节理特征对全断面硬岩掘进机(TBM)滚刀破岩的影响,提高滚刀破岩效率.方法利用ABAQUS对含有不同节理特征的岩石进行建模仿真,模拟TBM滚刀切割含有不同节理特征岩石的过程,并观察分析其破碎效果.结果节理岩石破碎后的塑性应... 目的研究岩石节理特征对全断面硬岩掘进机(TBM)滚刀破岩的影响,提高滚刀破岩效率.方法利用ABAQUS对含有不同节理特征的岩石进行建模仿真,模拟TBM滚刀切割含有不同节理特征岩石的过程,并观察分析其破碎效果.结果节理岩石破碎后的塑性应变在节理面处向岩石内部延伸;岩石的节理间距越大,岩石的破碎量越小;在节理间距相同的条件下,节理倾角为60°时,岩石破碎效率最高,而在节理倾角为90°时,岩石破碎效率最低.结论岩石的节理倾角对节理岩石裂纹的扩展有影响,而节理间距为150 mm时对其裂纹的扩展基本没有影响;当节理间距在80~100 mm范围内变化时,节理间距对岩石破碎效率影响较大.研究结果对于理解滚刀破岩机理,优化滚刀布置和提高掘进机刀具破岩效率具有重要意义. 展开更多
关键词 全断面硬岩掘进机 滚刀 破岩机理 节理间距 节理倾角
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纵波垂直入射层状非线性节理岩体的半数值时域解 被引量:3
10
作者 郭力群 俞缙 +2 位作者 张亚洲 蔡燕燕 彭兴黔 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期158-165,共8页
基于改进的节理弹性非线性法向变形本构关系,建立可描述纵波垂直入射层状非线性节理岩体的波传播位移不连续模型,结合一维波动方程特征线法推导层状非线性节理岩体透射波质点速度半数值时域解。利用该解建立差分格式并编写计算程序,通... 基于改进的节理弹性非线性法向变形本构关系,建立可描述纵波垂直入射层状非线性节理岩体的波传播位移不连续模型,结合一维波动方程特征线法推导层状非线性节理岩体透射波质点速度半数值时域解。利用该解建立差分格式并编写计算程序,通过参数研究初步探求弹性纵波在层状非线性节理处的传播过程及特征,着重分析节理条数N、无量纲节理间距ζ、变形非线性系数ξ、入射波最大振幅vinc与频率f等因素对透射系数|TIMP|、透射波能量比etra、首波波形畸变和时间延迟Tdel产生的影响。研究表明,随着节理条数增加和变形非线性系数增大,|TIMP|、etra减小,Tdel增大;随着节理间距增大,|TIMP|、etra、Tdel均先增大后减小并最终稳定。 展开更多
关键词 层状岩体 纵波 节理间距 位移不连续模型 非线性系数 半数值时域解
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节理面构成块体的概率公式及其工程应用 被引量:7
11
作者 赵奎 王晓军 +2 位作者 赵康 金解放 任育林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期369-372,共4页
利用块体理论和概率分析理论,建立了同时考虑节理面间距和延展性随机特性的情况下构成块体体积的理论公式,据此分析了节理间距、延展性随机特性与构成块体体积的关系,进而得到了具有实用价值的计算公式,该公式结合可动块体分析方法,可... 利用块体理论和概率分析理论,建立了同时考虑节理面间距和延展性随机特性的情况下构成块体体积的理论公式,据此分析了节理间距、延展性随机特性与构成块体体积的关系,进而得到了具有实用价值的计算公式,该公式结合可动块体分析方法,可以有效地解决赤平投影难以计算小型结构面构成块体体积的问题。工程实例表明,该公式具有实用性和应用前景。 展开更多
关键词 节理间距 节理面延展性 块体体积 概率分析
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剪应力作用下Ⅱ型平行节理扩展模式的分叉研究 被引量:7
12
作者 周小平 王建华 张永兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期639-642,共4页
利用伪力法考虑了剪应力作用下Ⅱ型平行节理之间的相互作用,提出利用节理的长度和间距之比,λ=a/H,来确定平行裂纹发生分叉的条件。从理论上研究了2条,3条和任意多条平行节理在剪应力作用下的分叉。对于2条平行节理,当节理的长度和间距... 利用伪力法考虑了剪应力作用下Ⅱ型平行节理之间的相互作用,提出利用节理的长度和间距之比,λ=a/H,来确定平行裂纹发生分叉的条件。从理论上研究了2条,3条和任意多条平行节理在剪应力作用下的分叉。对于2条平行节理,当节理的长度和间距之比λcrp大于0.816 497 5时,节理的扩展模式要发生分叉;对于3条平行节理,当节理的长度和间距之比λcpr大于0.717 572 8时,节理的扩展模式要发生分叉;对于无穷多条平行节理,当节理的长度和间距之比λcrp大于0.636 638 5时,节理的扩展模式要发生分叉。计算了2条到150条平行节理的分叉问题,结果表明节理数越大,节理发生分叉时节理的长度和间距之比越小。 展开更多
关键词 平行节理 剪应力 分叉 节理的长度和间距之比
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四川盆地近水平红层岩体崩塌块径特征研究
13
作者 张淳 蹇黎明 李夺 《路基工程》 2024年第3期1-7,共7页
四川盆地近水平红层多为砂、泥岩交互,在构造和风化作用下,易诱发崩塌灾害。选择4处研究区,实地测量砂岩层层厚、节理间距及岩层倾角,调查崩塌体三维尺度上的块径特征并研究其与节理间距、层厚之间的对应关系。分析发现:缓倾砂岩层其层... 四川盆地近水平红层多为砂、泥岩交互,在构造和风化作用下,易诱发崩塌灾害。选择4处研究区,实地测量砂岩层层厚、节理间距及岩层倾角,调查崩塌体三维尺度上的块径特征并研究其与节理间距、层厚之间的对应关系。分析发现:缓倾砂岩层其层厚与所发育节理间距之间呈极显著正相关,且二者近似满足1∶1的比例关系。结合节理间距为崩塌块径主控因素这一性质,得出由层厚预测崩塌体体积的方法,提出近水平红层崩塌落石危害预测的判别依据。 展开更多
关键词 盆地岩体 小倾角 崩塌落石 节理间距 块径特征 灾害预测
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基于分形几何理论的DFN模型构建方法研究 被引量:10
14
作者 刘波 金爱兵 +1 位作者 高永涛 肖术 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期625-630 638,638,共7页
以重庆梁-忠(梁平县-忠县)高速公路礼让隧道为工程研究背景,通过测线法调查现场节理,获得了节理产状分布概率密度函数,并从分形几何学的角度分析了节理间距及迹长的分形分布规律,推导出能反映节理间距及迹长分布状态的分形维数D及分形... 以重庆梁-忠(梁平县-忠县)高速公路礼让隧道为工程研究背景,通过测线法调查现场节理,获得了节理产状分布概率密度函数,并从分形几何学的角度分析了节理间距及迹长的分形分布规律,推导出能反映节理间距及迹长分布状态的分形维数D及分形分布概率密度函数。在该基础上采用Matlab软件以及Monte-Carlo随机分析方法,产生节理参数随机数,结合3DEC中最新模块离散裂隙网络(DFN)技术,建立了能反映节理裂隙分布特征的离散裂隙网络模型并验证了模型的有效性,结果表明,分形分布比负指数分布包含更多的间距、迹长分布信息,更接近于实际分布;分形维数D反映了节理间距、迹长在其变化范围内的分布特征,分形维数的大小取决于小间距、小迹长部分数量在总节理数量中的比例,为节理裂隙岩体网络模型构建提供了一种新方法。 展开更多
关键词 节理裂隙岩体 节理间距 节理迹长 分形分布概率模型 离散裂隙网络(DFN)模型
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一种改进的岩体质量分级方法RMR_(Kv) 被引量:6
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作者 宋彦辉 冯满 巨广宏 《西北水电》 2022年第6期39-44,共6页
RMR(Rock Mass Rating)是国际上广泛应用的岩体质量分级系统,它包含5项基本指标,即岩石单轴抗压强度(Rc)、岩石质量指标RQD、节理间距(D)、节理条件(Jcond)及地下水条件(GW)。其中岩石质量指标和节理间距均用来反映岩体的节理化程度,两... RMR(Rock Mass Rating)是国际上广泛应用的岩体质量分级系统,它包含5项基本指标,即岩石单轴抗压强度(Rc)、岩石质量指标RQD、节理间距(D)、节理条件(Jcond)及地下水条件(GW)。其中岩石质量指标和节理间距均用来反映岩体的节理化程度,两者之间存在一定的相关关系,故在岩体分级系统中存在重复使用的问题,并且在实际应用中,岩石质量指标和节理间距的获取往往存在一定的困难,且具有一定的方向性和不确定性。采用岩体完整性指数代替原分级方案中的岩石质量指标及节理间距,建立了一种改进的RMR分级体系,从而省去了对这两项指标的野外测量和计算,提高了工作效率。该方法在玛尔挡工程中进行实例验证,与原RMR方法及国标BQ的分级对比结果表明:利用这一改进的分级方法获得的结果介于RMR与BQ之间,是一种切实可行的分级方案,可在更多的工程中应用。 展开更多
关键词 岩体质量分级 岩体完整性指数 岩石质量指标RQD 节理间距
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Prediction of blast boulders in open pit mines via multiple regression and artificial neural networks 被引量:5
16
作者 Ghiasi Majid Askarnejad Nematollah +1 位作者 Dindarloo Saeid R. Shamsoddini Hamed 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2016年第2期183-184,共2页
The most important objective of blasting in open pit mines is rock fragmentation.Prediction of produced boulders(oversized crushed rocks) is a key parameter in designing blast patterns.In this study,the amount of boul... The most important objective of blasting in open pit mines is rock fragmentation.Prediction of produced boulders(oversized crushed rocks) is a key parameter in designing blast patterns.In this study,the amount of boulder produced in blasting operations of Golegohar iron ore open pit mine,Iran was predicted via multiple regression method and artificial neural networks.Results of 33 blasts in the mine were collected for modeling.Input variables were:joints spacing,density and uniaxial compressive strength of the intact rock,burden,spacing,stemming,bench height to burden ratio,and specific charge.The dependent variable was ratio of boulder volume to pattern volume.Both techniques were successful in predicting the ratio.In this study,the multiple regression method was superior with coefficient of determination and root mean squared error values of 0.89 and 0.19,respectively. 展开更多
关键词 Blast boulder Artificial neural networks Multiple regression Golegohar iron ore mine
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