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考虑裂隙粗糙度的岩体单轴压缩动态损伤模型
1
作者
刘红岩
薛雷
+4 位作者
张光雄
王光兵
王基禹
和铁柱
邹宗山
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第6期42-52,共11页
为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩...
为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩体宏观损伤变量计算模型;其次,将该计算模型引入到前人提出的考虑宏细观缺陷耦合的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型中,建立了能够考虑裂隙粗糙度的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型;最后,通过参数敏感性分析研究了裂隙粗糙度(JRC)、裂隙面基本摩擦角φb、裂隙长度2a对岩体动态力学特性的影响。结果显示,当JRC由0分别增加到10和20时,岩体动态峰值强度由26.42 MPa分别增加到27.28和28.37 MPa;当φb由0°分别增加到15°和30°时,岩体动态峰值强度由26.24 MPa分别增加到27.28和28.80 MPa;当2a由1 cm分别增加到2和3 cm时,岩体动态峰值强度由31.37 MPa分别降低至27.28和23.90 MPa。同时为了更精确地刻画裂隙面粗糙度的影响,将裂隙面分形维数引入到岩体动态损伤模型中,不但提高了模型计算精度,而且拓宽了其应用范围,更便于实际工程应用。
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关键词
非贯通
裂隙
岩体
裂隙粗糙度系数
应力强度因子
JRC-JCS抗剪强度模型
单轴压缩动态损伤模型
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职称材料
基于Weierstrass-Mandelbrot函数的岩体裂隙映射重构
被引量:
1
2
作者
刘宏伟
陈世江
+2 位作者
许有俊
张旭
鲍先凯
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3058-3070,共13页
重构岩体裂隙对精准构建裂隙岩体模型以及准确获取其力学性质具有重要意义。鉴于此,为使重构裂隙与天然状态相吻合,提出了D-n_(max)阈值公式,修正了用于岩体裂隙模拟的Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数。通过二值化灰度图像对Barton10...
重构岩体裂隙对精准构建裂隙岩体模型以及准确获取其力学性质具有重要意义。鉴于此,为使重构裂隙与天然状态相吻合,提出了D-n_(max)阈值公式,修正了用于岩体裂隙模拟的Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数。通过二值化灰度图像对Barton10条剖面线进行数字化,经试错法及综合分析法,以等差方式确定10个粗糙度水平的Hurst值。通过对10条剖面线进行傅里叶变换得到了幅值特征新参数Spp,结合起伏角标准差σ_i线性构建新裂隙粗糙度系数(joint roughness coefficient,简称JRC)计算公式。采用二分法获得目标JRC值对应W-M函数的最佳尺度常数G值,建立了JRC与W-M函数的映射关系。W-M函数考虑了随机项,实现了重构裂隙的差异化。对重构裂隙进行粗糙度定量化研究和室内试验,验证了新参数Spp、新JRC计算公式及映射关系的有效性。所作研究为拓展岩体裂隙获取方法提供了新的思路,为裂隙岩体力学性质研究奠定了基础。
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关键词
岩体
裂隙
自仿射分形
Weierstrass-Mandelbrot函数
裂隙粗糙度系数
(JRC)
映射重构
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职称材料
题名
考虑裂隙粗糙度的岩体单轴压缩动态损伤模型
1
作者
刘红岩
薛雷
张光雄
王光兵
王基禹
和铁柱
邹宗山
机构
中国地质大学(北京)工程技术学院
中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室
保利民爆哈密有限公司
出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第6期42-52,共11页
基金
北京市自然科学基金(8222031)
2024年河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(242103220059)
+1 种基金
河南省高等学校青年骨干教师培养计划(2024GGJS200)
新疆维吾尔自治区“天池英才”领军人才计划(2023)。
文摘
为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩体宏观损伤变量计算模型;其次,将该计算模型引入到前人提出的考虑宏细观缺陷耦合的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型中,建立了能够考虑裂隙粗糙度的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型;最后,通过参数敏感性分析研究了裂隙粗糙度(JRC)、裂隙面基本摩擦角φb、裂隙长度2a对岩体动态力学特性的影响。结果显示,当JRC由0分别增加到10和20时,岩体动态峰值强度由26.42 MPa分别增加到27.28和28.37 MPa;当φb由0°分别增加到15°和30°时,岩体动态峰值强度由26.24 MPa分别增加到27.28和28.80 MPa;当2a由1 cm分别增加到2和3 cm时,岩体动态峰值强度由31.37 MPa分别降低至27.28和23.90 MPa。同时为了更精确地刻画裂隙面粗糙度的影响,将裂隙面分形维数引入到岩体动态损伤模型中,不但提高了模型计算精度,而且拓宽了其应用范围,更便于实际工程应用。
关键词
非贯通
裂隙
岩体
裂隙粗糙度系数
应力强度因子
JRC-JCS抗剪强度模型
单轴压缩动态损伤模型
Keywords
the rockmass with the non-persistent crack
crack roughness coefficient
stress intensity factor
JRC-JCS shear strength model
a uniaxial compressive dynamic damage model
分类号
O346 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
基于Weierstrass-Mandelbrot函数的岩体裂隙映射重构
被引量:
1
2
作者
刘宏伟
陈世江
许有俊
张旭
鲍先凯
机构
内蒙古科技大学土木工程学院
内蒙古科技大学矿山安全与地下工程院士工作站
内蒙古科技大学内蒙古自治区高校城市地下工程研究中心
六盘水师范学院矿业与机械工程学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3058-3070,共13页
基金
国家自然科学基金(No.51564038)
内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目(No.NJZY22442)
+1 种基金
六盘水师范学院高层次人才引进科研启动专项(No.LPSSYKYJJ202308)
内蒙古科技大学基本科研业务费专项资金(No.2023QNJS165)。
文摘
重构岩体裂隙对精准构建裂隙岩体模型以及准确获取其力学性质具有重要意义。鉴于此,为使重构裂隙与天然状态相吻合,提出了D-n_(max)阈值公式,修正了用于岩体裂隙模拟的Weierstrass-Mandelbrot(W-M)函数。通过二值化灰度图像对Barton10条剖面线进行数字化,经试错法及综合分析法,以等差方式确定10个粗糙度水平的Hurst值。通过对10条剖面线进行傅里叶变换得到了幅值特征新参数Spp,结合起伏角标准差σ_i线性构建新裂隙粗糙度系数(joint roughness coefficient,简称JRC)计算公式。采用二分法获得目标JRC值对应W-M函数的最佳尺度常数G值,建立了JRC与W-M函数的映射关系。W-M函数考虑了随机项,实现了重构裂隙的差异化。对重构裂隙进行粗糙度定量化研究和室内试验,验证了新参数Spp、新JRC计算公式及映射关系的有效性。所作研究为拓展岩体裂隙获取方法提供了新的思路,为裂隙岩体力学性质研究奠定了基础。
关键词
岩体
裂隙
自仿射分形
Weierstrass-Mandelbrot函数
裂隙粗糙度系数
(JRC)
映射重构
Keywords
rock mass fracture
self-affine fractals
Weierstrass-Mandelbrot function
joint roughness coefficient(JRC)
mapping reconstruction
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑裂隙粗糙度的岩体单轴压缩动态损伤模型
刘红岩
薛雷
张光雄
王光兵
王基禹
和铁柱
邹宗山
《爆炸与冲击》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于Weierstrass-Mandelbrot函数的岩体裂隙映射重构
刘宏伟
陈世江
许有俊
张旭
鲍先凯
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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