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题名加载速率对白云岩力学特性影响的颗粒流数值试验研究
被引量：10
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作者
刘汉香
高克凡
邓叶林
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机构
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第25期10182-10189,共8页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金(41702316)
地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室自主研究课题(SKLGP2018Z015)。
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文摘
青川县东河口滑坡是2008年汶川地震诱发的一处典型深层岩质滑坡,体积约1500×10^4 m^3。地震过后,针对该滑坡的形成机制展开了不少研究,但在考虑组成该滑坡体材料的力学参数时,均尚未考虑到岩体在动荷载条件下的力学特性,导致研究结果与实际有出入。为了获得滑坡岩体在不同加载速率下的力学行为,同时借助于颗粒流程序在模拟岩体微细观损伤演化过程上的优势,首先对从滑坡现场取得的白云岩试样开展了室内常规单轴压缩试验,以试验结果作为拟合依据确定了白云岩试样的颗粒流程序数值模型以及细观参数,进而开展了白云岩在不同加载速率下的力学特性、宏观破裂形态、裂隙扩展规律等的研究。结果表明:在0.5 m/s和1 m/s的较高速率加载时,白云岩力学性能出现“伪增强”现象,岩体表现为延性破坏,最终的破坏形态为粉碎状。当加载速率小于等于0.05 m/s时,岩体表现为脆性破坏,破坏形态较为完整,主要在端部发生局部剪切破坏,裂纹并未在整个岩样内发育,并且,高加载速率下破坏时的裂隙总数明显多于低加载速率下的裂隙总数,在峰值强度后微裂隙的产生速率明显较大。尽管只是对组成该滑坡的其中一类岩体开展了研究,暂无法用于准确解释该滑坡的地震诱发机制,但研究结果预示了在实际地震过程中,由于加载速率时刻在变化,岩体在高、低加载速率交替变化的荷载作用下将变得更加破碎,从而为滑坡的形成创造了先决条件。
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关键词
白云岩
颗粒流程序数值试验
加载速率
力学特性
破坏形态
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Keywords
dolomite
numerical test in particle flow code
loading rate
mechanical behavior
failure pattern
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分类号
P642
[天文地球—工程地质学]
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题名基于颗粒流的砂岩三轴破裂演化宏-细观机理
被引量：22
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作者
周杰
汪永雄
周元辅
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机构
重庆交通大学土木工程学院
重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室培育基地
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第S1期76-82,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51308574)
重庆市科委基础与前沿研究基金资助项目(cstc2014jcyj A30023)
重庆市教委科学技术研究基金资助项目(KJ1400310)
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文摘
以重庆地区砂岩的三轴压缩试验应力-应变曲线为基准,完成了二维颗粒流PFC^(2d)数值砂岩试样的细观参数标定。针对0.5~20 MPa围压下数值砂岩在双轴试验中的宏观力学响应,从试样内部位移、3种类型裂纹(总裂纹、拉裂纹和剪裂纹)的数目演化和角度分布等细观层面进行了解释。研究结果表明:PFC^(2d)数值试样能代表物理砂岩的主要宏观力学特性;试验过程中,试样内3种裂纹数目均呈"S"型累积,其突变点与宏观应力-应变曲线的弹、塑和破坏特征点对应;随着围压增大,由试验过程中剪裂纹始终占主导逐渐变为拉裂纹始终占主导,拉裂纹的占比逐渐增大;对于整个试样和破裂带,破裂带内拉裂纹的占比始终高于整个试样;总裂纹和剪裂纹角度分布的主方向明显,与加载方向相同;拉裂纹的角度分布较为均匀,在加载方向、破裂面及共轭破裂面方向的集中度相对明显。
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关键词
砂岩
三轴压缩试验
颗粒流数值试验
细观分析
裂纹演化
围压
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Keywords
sandstone
triaxial compression tests
PFC2d numerical tests
micro-mechanism analysis
evolution of cracks
confining pressure
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分类号
TU45
[建筑科学—岩土工程]
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