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干湿交替对砂岩力学特性影响的试验研究
被引量：
103
1
作者
姚华彦
张振华
+2 位作者
朱朝辉
施一春
李元
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第12期3704-3708,3714,共6页
由于地下水位的升降等原因,岩体经常处于干湿交替状态,这对岩体工程的长期稳定性不利。以红砂岩为研究对象,进行了干燥-饱水干湿交替作用后的常规单轴和三轴压缩试验研究,获得了砂岩应力-应变曲线,分析了其变形破坏特征。相对于没有经...
由于地下水位的升降等原因,岩体经常处于干湿交替状态,这对岩体工程的长期稳定性不利。以红砂岩为研究对象,进行了干燥-饱水干湿交替作用后的常规单轴和三轴压缩试验研究,获得了砂岩应力-应变曲线,分析了其变形破坏特征。相对于没有经过干湿交替作用的干燥试件,经过不同次数的干燥-饱水交替作用后,砂岩的弹性模量、单轴和三轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角等都有不同程度的降低。各力学指标的总体变化趋势是在第1次饱水之后均有较大幅度的下降,此后,随着干湿交替作用次数增加其降低的幅度逐渐减小,干湿交替作用使岩石的延性增强。在围压作用下,砂岩的峰值强度均随着围压的增大而增大,干燥试件强度的围压效应要比多次干湿交替作用后的试件显著。
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关键词
岩石力学
试验研究
力学特性
干湿交替
变形:强度
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职称材料
堆石料应力-应变特性大型三轴试验研究
被引量：
19
2
作者
徐志华
孙大伟
张国栋
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1565-1572,共8页
通过对水布垭筑坝堆石料进行0.2~3.5 MPa围压下的大型三轴固结排水剪(CD)试验,分析了不同围压下堆石料的偏应力-轴应变关系及体应变-轴应变关系的变化规律;引入破坏强度和体变与围压的关系,采用临界偏应力σ_(cre)和临界体应变ε_(vcre...
通过对水布垭筑坝堆石料进行0.2~3.5 MPa围压下的大型三轴固结排水剪(CD)试验,分析了不同围压下堆石料的偏应力-轴应变关系及体应变-轴应变关系的变化规律;引入破坏强度和体变与围压的关系,采用临界偏应力σ_(cre)和临界体应变ε_(vcre)作为归一化因子对不同围压下的应力-应变关系试验结果进行归一化处理,建立了不同围压下的应力-应变关系表达式,并将计算预测与试验结果进行对比验证。研究表明:对于颗粒级配确定的密实堆石料,初始变形期存在一定的弹性增长阶段,且该直线段的斜率受围压的影响较大;低围压时表现为应变软化,先剪缩后剪胀为主的力学特性,且围压越低,剪胀效应越明显;高围压(0.8 MPa≤σ_3≤3.0 MPa)时表现为应变硬化、剪缩为主的特性;剪胀消失的临界围压处于0.45~0.8 MPa之间;超高围压(σ_3>3.0 MPa)条件下,虽表现为应变软化、剪缩的特性,但其应变软化的机制与低围压下不同;分析认为,超高围压下剪切过程中颗粒的相对破碎率达15%以上,颗粒破碎引起的堆石料强度降低大于围压的增大对堆石料强度的提高。峰值主应力比随围压的增大而降低,且随轴应变的增大而趋于一致。堆石料的破坏强度与围压呈线性相关。最后,通过计算预测结果证明了该应力-应变关系表达式的正确性。
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关键词
堆石料
超高围压
大变形
大型三轴试验
应力-应变
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职称材料
基于图像数字技术的砂岩裂隙可视化渗流特性试验研究
被引量：
4
3
作者
刘杰
唐洪宇
+5 位作者
杨渝南
石谦
李政
黎照
高进
兰俊
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期2024-2033,共10页
自主研发的可视化裂隙渗流试验装置,应用颜色示踪的图像数字化处理技术,在不同渗透压和法向应力分级加卸载耦合作用下,进行空间垂直角度的砂岩裂隙可视化渗流试验。通过毫秒级分帧技术捕捉裂隙渗流状态并对渗流面积色域分区,基于数字化...
自主研发的可视化裂隙渗流试验装置,应用颜色示踪的图像数字化处理技术,在不同渗透压和法向应力分级加卸载耦合作用下,进行空间垂直角度的砂岩裂隙可视化渗流试验。通过毫秒级分帧技术捕捉裂隙渗流状态并对渗流面积色域分区,基于数字化图像技术进行二值化处理,通过图层二次叠加渲染,自识别渗流面积参数,建立渗透压与法向应力作用下的渗流面积扩散规律。研究裂隙渗流优势路径各断面的过流宽度变化特征,提出可视化渗流速度求取公式,指出渗流速度沿流径变化为骤增、骤降、均匀损耗3个阶段,建立最小断面宽度对应的峰值流速与渗透压和法向应力耦合作用下的函数模型。基于实测数据建立主渗流路径中法向应力、渗透压与雷诺数的幂函数关系,标定渗流状态的惯性作用区与黏性作用区的转变临界点,构建可视化裂隙渗流雷诺数预测模型,对裂隙渗流中真实渗流路径识别、流速矢量实时变化、流体状态判定等关键科学问题提出了新的研究理论及方法。
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关键词
可视化渗流
图像数字化处理
渗流扩散面积
过流断面宽度
渗流速度
雷诺数
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职称材料
基于等效裂隙的表观渗透率模型改进及变滑脱效应研究
4
作者
肖智勇
王刚
+3 位作者
刘杰
邓华锋
郑程程
姜枫
《岩土力学》
北大核心
2025年第5期1466-1476,1488,共12页
滑脱效应可以显著增强裂隙性岩石的渗透率,正确认识滑脱效应的影响对了解储层内气体流动规律具有重要意义。现有理论模型大多认为本征渗透率和滑脱系数均为常数,且对滑脱效应显著的临界孔隙压力没有较好的界定方式。为此,基于等效裂隙...
滑脱效应可以显著增强裂隙性岩石的渗透率,正确认识滑脱效应的影响对了解储层内气体流动规律具有重要意义。现有理论模型大多认为本征渗透率和滑脱系数均为常数,且对滑脱效应显著的临界孔隙压力没有较好的界定方式。为此,基于等效裂隙和岩桥模型,建立了一个动态表观渗透率模型,该模型认为滑脱系数和本征渗透率是与有效应力和吸附膨胀有关的函数。在建立的动态表观渗透率模型基础上,分析了不同围压和不同渗透介质下本征渗透率和滑脱系数的动态变化,提出了滑脱效应贡献率计算了滑脱效应显著的临界孔隙压力。研究结果表明:(1)本征渗透率随孔隙压力增加而增加,滑脱系数则相反;(2)对于不同渗透介质,本征渗透率随孔隙压力的增加趋势与气体吸附性能有关,滑脱系数的变化则更加复杂;(3)滑脱效应贡献率与孔隙压力之间呈幂函数关系,滑脱效应显著的临界孔隙压力N_(2)<CO_(2)<He。本研究可以为裂隙性岩石的渗透率预测和现场开采提供一定的理论指导。
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关键词
滑脱效应
围压
渗透介质
临界压力
渗透率
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职称材料
粗颗粒对黏性土干缩开裂影响的试验研究
被引量：
3
5
作者
李正辉
王世梅
金来福
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2019年第6期99-105,共7页
在极端干旱条件下,黏性土失水将会产生裂隙,并会对土的工程性状产生显著影响。自然界中的土通常还含有一些粗颗粒。目前关于粗颗粒对黏性土失水开裂影响的研究很少,特别是有关粗颗粒对黏性土开裂影响的定量描述鲜见报道。为了研究粗颗...
在极端干旱条件下,黏性土失水将会产生裂隙,并会对土的工程性状产生显著影响。自然界中的土通常还含有一些粗颗粒。目前关于粗颗粒对黏性土失水开裂影响的研究很少,特别是有关粗颗粒对黏性土开裂影响的定量描述鲜见报道。为了研究粗颗粒含量对黏性土失水开裂的影响,在黏性土中掺入石英砂颗粒制作含粗颗粒的黏性土样,在自制的可自动实时摄像的恒温恒湿箱中开展失水开裂试验,采用计算机图像处理技术,定量描述了蒸发过程中含粗颗粒黏性土的开裂特征和表面裂隙的几何分维特征,定量分析和讨论了粗颗粒对黏性土开裂的影响机理。结果表明:①在蒸发过程中,黏性土中的粗颗粒会增加水分从下至上的运移距离,并且减小了过水面积,使得土样表面孔隙失水后得不到足够的补充,空气进入土样表面孔隙,提高了土样进气值含水率;②土样开裂含水率只与是否含有粗颗粒有关,与粗颗粒含量关系较小,并且土中粗颗粒能明显提高土的开裂含水率;③土中粗颗粒对裂隙宽度的发展具有阻碍作用,对裂隙长度的发展有促进作用,裂隙面积随粗颗粒含量增加先增加后减小;④土样表面裂隙的分形维数和裂隙率正相关。
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关键词
黏性土
干缩开裂
粗颗粒
蒸发试验
分形维数
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职称材料
冻融循环中低应力水平加卸载作用下砂岩动力特性研究
被引量：
14
6
作者
刘杰
雷岚
+3 位作者
王瑞红
王飞
王连
肖蕾
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期2539-2550,共12页
采用不会造成较大附加损伤的近似无损低应力水平加、卸载的方法,开展了考虑时间效应的冻融循环作用试验。在试验成本受限的情况下大幅度地降低了试验所需的岩样数。较常规试验方法,在试验岩样数不变的前提下,无需因岩样的离散性而进行...
采用不会造成较大附加损伤的近似无损低应力水平加、卸载的方法,开展了考虑时间效应的冻融循环作用试验。在试验成本受限的情况下大幅度地降低了试验所需的岩样数。较常规试验方法,在试验岩样数不变的前提下,无需因岩样的离散性而进行主观地筛选数据,从而使得有效数据增多。随着冻融循环周期数增加,岩样表面孔隙及微裂隙不断扩大并出现软化层,裂纹加深,颗粒脱落程度加剧,发生片落、剥蚀,水分向岩石内部迁移,冻融损伤程度由内向外逐渐加深,并研发滴定技术定量标定了这种层进式损伤。进一步分析不同冻融循环周期数下岩样在不同上限应力循环作用下的动力响应变化规律。研究显示,阻尼比、阻尼系数及动泊松比均与冻融循环周期数呈线性递增的关系,动弹性模量与冻融循环周期数呈线性递减的关系;阻尼比、动泊松比均与幅值应力呈线性递减的关系,动弹性模量与幅值应力呈线性递增的关系。给出了阻尼比、动泊松比、阻尼系数、动弹性模量相互之间的定量关系,可通过一种参数的变化规律,预测另一种参数的变化趋势。在有限的试验条件、试验次数下,可有效地精简试验所需检测的参数。幅值应力越大,加、卸载转换时岩样弹性变形响应越迅速,不可逆变形越小,在同一幅值应力的情况下所吸收的能量减少。随着冻融循环周期数的增加,循环加、卸载前岩样的斜坡加载段逐渐变长,应力-应变曲线斜率逐渐变小;循环加、卸载后,不同加、卸载幅值应力下的每个周期中首次达到应力上限时岩样的轴向应变与冻融周期数呈线性关系,说明在冻融循环作用下,岩样孔隙率逐渐变大,密实程度降低,岩样有逐步软化的趋势。当幅值应力较大时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈指数型关系加速递增;当幅值应力较小时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈线性关系匀速递增;说明幅值应力会带来显著的加速劣化效果。
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关键词
冻融循环
阻尼比
阻尼系数
动弹性模量
动泊松比
线性关系
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职称材料
考虑渗流与蠕变耦合作用的水库滑坡变形数值分析
被引量：
8
7
作者
王力
王世梅
+1 位作者
李高
王琳
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期66-74,共9页
水库滑坡土体的变形主要是流固耦合作用的结果,但是变形并不是立刻发生的,大都经历了一个时间发展的过程,具有典型的流变特性。本文基于某滑坡土体的蠕变试验结果,推导了扩展的Burgers蠕变模型M–2K,并将其推广至3维形式,应用蠕变试验...
水库滑坡土体的变形主要是流固耦合作用的结果,但是变形并不是立刻发生的,大都经历了一个时间发展的过程,具有典型的流变特性。本文基于某滑坡土体的蠕变试验结果,推导了扩展的Burgers蠕变模型M–2K,并将其推广至3维形式,应用蠕变试验数据对推导的M–2K蠕变模型进行拟合,求得了蠕变模型参数。在传统的流固耦合分析中引入了时间变量关系,构建了渗流与蠕变耦合作用的数学模型,对其进行有限元求解,并应用MATLAB软件编写了有限元程序。以三峡库区白家包滑坡为例,应用该程序分别对滑坡体进行了考虑蠕变及不考虑蠕变的流固耦合计算。研究结果表明:3维形式的M–2K蠕变模型拟合程度较高,能反映土体的蠕变性质;有限元计算结果说明考虑渗流与蠕变耦合作用下孔压减少值大于不考虑耦合作用下时孔压减小值;选取关键点的耦合及非耦合条件位移计算结果与实际的GPS位移进行比较,两种计算值与实际监测值变形趋势基本一致,考虑渗流与蠕变耦合条件下两个监测点的位移值比不考虑耦合时大,而且与实际值比较接近。研究结果表明:所建立的渗流与蠕变耦合数学模型是合理的,有限元数值求解程序是正确的,该成果为水库滑坡的预测与预报提供了新途径。
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关键词
滑坡
流固耦合
蠕变模型
渗流
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职称材料
某岩质边坡卸荷作用下分步开挖动态响应分析
8
作者
肖志勇
邓华锋
+3 位作者
黄强
胡安龙
李春波
常德龙
《水电能源科学》
北大核心
2015年第11期122-125,共4页
鉴于岩质边坡在分步开挖过程中,边坡内应力会相应发生动态变化,每一步开挖都会对边坡产生不同程度的影响,基于卸荷岩体力学理论,通过模拟某水电站放空洞进水口岩质边坡的开挖,分析了分步开挖引起的水平向应力场动态变化规律。结果表明,...
鉴于岩质边坡在分步开挖过程中,边坡内应力会相应发生动态变化,每一步开挖都会对边坡产生不同程度的影响,基于卸荷岩体力学理论,通过模拟某水电站放空洞进水口岩质边坡的开挖,分析了分步开挖引起的水平向应力场动态变化规律。结果表明,随着边坡分步开挖的进行,边坡内部应力因开挖距离的变化而变化,在应力剧变阶段,受开挖影响强烈,不利于边坡稳定。因此,边坡开挖和加固设计应合理适时地进行,以避免地质灾害发生。
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关键词
岩质边坡
开挖
动态变化
卸荷
分析
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职称材料
膨胀土表面裂隙对降雨入渗的影响研究
被引量：
4
9
作者
张英莹
张华
+2 位作者
朱潇钰
黄亮
张言
《三峡大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2019年第2期59-62,共4页
为了研究膨胀土土体表面裂隙率的发展规律及表面裂隙与渗流的关系,以湖北省宜昌市某地膨胀土为例,利用称重、拍照以及Matlab编写图像处理程序等技术,开展了循环降雨入渗蒸发试验.结果表明,土体表面在干湿循环反复作用下,裂隙率逐渐增大...
为了研究膨胀土土体表面裂隙率的发展规律及表面裂隙与渗流的关系,以湖北省宜昌市某地膨胀土为例,利用称重、拍照以及Matlab编写图像处理程序等技术,开展了循环降雨入渗蒸发试验.结果表明,土体表面在干湿循环反复作用下,裂隙率逐渐增大,最终达到一个稳定值;雨水入渗的速度随着裂隙率的增加而加快;随着干湿循环次数的增加,土体变得疏松且饱和含水率逐渐增加.研究结果为降雨入渗引起的膨胀土边坡失稳的研究以及对滑坡灾害的预测预防提供了理论依据.
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关键词
膨胀土
表面裂隙
降雨入渗蒸发
渗透性
含水率
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职称材料
题名
干湿交替对砂岩力学特性影响的试验研究
被引量：
103
1
作者
姚华彦
张振华
朱朝辉
施一春
李元
机构
合肥工业大学土木与水利工程学院
三峡
大学
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
二滩水电开发有限责任公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第12期3704-3708,3714,共6页
基金
国家自然科学基金项目(No.50909053)
三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室开放基金(No.2008KDZ07)
+1 种基金
三峡大学博士启动基金(No.0620080083)
合肥工业大学博士专项资助项目(No.GDBJ2009-013)
文摘
由于地下水位的升降等原因,岩体经常处于干湿交替状态,这对岩体工程的长期稳定性不利。以红砂岩为研究对象,进行了干燥-饱水干湿交替作用后的常规单轴和三轴压缩试验研究,获得了砂岩应力-应变曲线,分析了其变形破坏特征。相对于没有经过干湿交替作用的干燥试件,经过不同次数的干燥-饱水交替作用后,砂岩的弹性模量、单轴和三轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角等都有不同程度的降低。各力学指标的总体变化趋势是在第1次饱水之后均有较大幅度的下降,此后,随着干湿交替作用次数增加其降低的幅度逐渐减小,干湿交替作用使岩石的延性增强。在围压作用下,砂岩的峰值强度均随着围压的增大而增大,干燥试件强度的围压效应要比多次干湿交替作用后的试件显著。
关键词
岩石力学
试验研究
力学特性
干湿交替
变形:强度
Keywords
rock mechanics
experimental study
mechanical properties
cyclic drying and wetting
deformation
strength
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
堆石料应力-应变特性大型三轴试验研究
被引量：
19
2
作者
徐志华
孙大伟
张国栋
机构
三峡
大学
三峡
地区
地质
灾害
与生态环境湖北省协同创新中心
湖北长江
三峡
滑坡国家野外科学观测研究站
湖北省
地质
灾害
防治工程技术研究中心
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第6期1565-1572,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.51179097)
湖北省自然科学基金创新群体(No.2012FFA040)
+1 种基金
湖北省科技支撑计划(No.2013BEC005
No.2015BCE038)~~
文摘
通过对水布垭筑坝堆石料进行0.2~3.5 MPa围压下的大型三轴固结排水剪(CD)试验,分析了不同围压下堆石料的偏应力-轴应变关系及体应变-轴应变关系的变化规律;引入破坏强度和体变与围压的关系,采用临界偏应力σ_(cre)和临界体应变ε_(vcre)作为归一化因子对不同围压下的应力-应变关系试验结果进行归一化处理,建立了不同围压下的应力-应变关系表达式,并将计算预测与试验结果进行对比验证。研究表明:对于颗粒级配确定的密实堆石料,初始变形期存在一定的弹性增长阶段,且该直线段的斜率受围压的影响较大;低围压时表现为应变软化,先剪缩后剪胀为主的力学特性,且围压越低,剪胀效应越明显;高围压(0.8 MPa≤σ_3≤3.0 MPa)时表现为应变硬化、剪缩为主的特性;剪胀消失的临界围压处于0.45~0.8 MPa之间;超高围压(σ_3>3.0 MPa)条件下,虽表现为应变软化、剪缩的特性,但其应变软化的机制与低围压下不同;分析认为,超高围压下剪切过程中颗粒的相对破碎率达15%以上,颗粒破碎引起的堆石料强度降低大于围压的增大对堆石料强度的提高。峰值主应力比随围压的增大而降低,且随轴应变的增大而趋于一致。堆石料的破坏强度与围压呈线性相关。最后,通过计算预测结果证明了该应力-应变关系表达式的正确性。
关键词
堆石料
超高围压
大变形
大型三轴试验
应力-应变
Keywords
rockfill material
super-high confining pressure
large strain
large-scale triaxial test
stress-strain
分类号
TU453 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于图像数字技术的砂岩裂隙可视化渗流特性试验研究
被引量：
4
3
作者
刘杰
唐洪宇
杨渝南
石谦
李政
黎照
高进
兰俊
机构
三峡
大学湖北省
地质
灾害
防治工程技术中心
三峡
大学
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
武汉天华华中建筑设计有限公司
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期2024-2033,共10页
基金
湖北省技术创新重点项目(2017ACA189)
国家自然科学基金项目(51579138)
+2 种基金
湖北省自然科学基金杰出青年人才计划项目(2018CFA065)
湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站开放基金项目(2018KTL08)
湖北省自然科学基金一般面上项目(2020CFB584)。
文摘
自主研发的可视化裂隙渗流试验装置,应用颜色示踪的图像数字化处理技术,在不同渗透压和法向应力分级加卸载耦合作用下,进行空间垂直角度的砂岩裂隙可视化渗流试验。通过毫秒级分帧技术捕捉裂隙渗流状态并对渗流面积色域分区,基于数字化图像技术进行二值化处理,通过图层二次叠加渲染,自识别渗流面积参数,建立渗透压与法向应力作用下的渗流面积扩散规律。研究裂隙渗流优势路径各断面的过流宽度变化特征,提出可视化渗流速度求取公式,指出渗流速度沿流径变化为骤增、骤降、均匀损耗3个阶段,建立最小断面宽度对应的峰值流速与渗透压和法向应力耦合作用下的函数模型。基于实测数据建立主渗流路径中法向应力、渗透压与雷诺数的幂函数关系,标定渗流状态的惯性作用区与黏性作用区的转变临界点,构建可视化裂隙渗流雷诺数预测模型,对裂隙渗流中真实渗流路径识别、流速矢量实时变化、流体状态判定等关键科学问题提出了新的研究理论及方法。
关键词
可视化渗流
图像数字化处理
渗流扩散面积
过流断面宽度
渗流速度
雷诺数
Keywords
visualized seepage
digital image processing
seepage diffusion area
cross section width
seepage velocity
Reynolds number
分类号
TU411 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
基于等效裂隙的表观渗透率模型改进及变滑脱效应研究
4
作者
肖智勇
王刚
刘杰
邓华锋
郑程程
姜枫
机构
三峡
大学
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
福建理工大学土木工程学院
山东科技大学山东省土木工程防灾减灾
重点
实验室
出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第5期1466-1476,1488,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.52079077)
湖北省自然科学基金(No.2025AFB358)。
文摘
滑脱效应可以显著增强裂隙性岩石的渗透率,正确认识滑脱效应的影响对了解储层内气体流动规律具有重要意义。现有理论模型大多认为本征渗透率和滑脱系数均为常数,且对滑脱效应显著的临界孔隙压力没有较好的界定方式。为此,基于等效裂隙和岩桥模型,建立了一个动态表观渗透率模型,该模型认为滑脱系数和本征渗透率是与有效应力和吸附膨胀有关的函数。在建立的动态表观渗透率模型基础上,分析了不同围压和不同渗透介质下本征渗透率和滑脱系数的动态变化,提出了滑脱效应贡献率计算了滑脱效应显著的临界孔隙压力。研究结果表明:(1)本征渗透率随孔隙压力增加而增加,滑脱系数则相反;(2)对于不同渗透介质,本征渗透率随孔隙压力的增加趋势与气体吸附性能有关,滑脱系数的变化则更加复杂;(3)滑脱效应贡献率与孔隙压力之间呈幂函数关系,滑脱效应显著的临界孔隙压力N_(2)<CO_(2)<He。本研究可以为裂隙性岩石的渗透率预测和现场开采提供一定的理论指导。
关键词
滑脱效应
围压
渗透介质
临界压力
渗透率
Keywords
slip effect
confining stress
permeable media
critical pressure
permeability
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
粗颗粒对黏性土干缩开裂影响的试验研究
被引量：
3
5
作者
李正辉
王世梅
金来福
机构
三峡
大学土木与建筑学院
三峡
大学
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
三峡
地区
地质
灾害
与生态环境湖北省协同创新中心
出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2019年第6期99-105,共7页
基金
国家自然科学基金面上项目(41372359)
文摘
在极端干旱条件下,黏性土失水将会产生裂隙,并会对土的工程性状产生显著影响。自然界中的土通常还含有一些粗颗粒。目前关于粗颗粒对黏性土失水开裂影响的研究很少,特别是有关粗颗粒对黏性土开裂影响的定量描述鲜见报道。为了研究粗颗粒含量对黏性土失水开裂的影响,在黏性土中掺入石英砂颗粒制作含粗颗粒的黏性土样,在自制的可自动实时摄像的恒温恒湿箱中开展失水开裂试验,采用计算机图像处理技术,定量描述了蒸发过程中含粗颗粒黏性土的开裂特征和表面裂隙的几何分维特征,定量分析和讨论了粗颗粒对黏性土开裂的影响机理。结果表明:①在蒸发过程中,黏性土中的粗颗粒会增加水分从下至上的运移距离,并且减小了过水面积,使得土样表面孔隙失水后得不到足够的补充,空气进入土样表面孔隙,提高了土样进气值含水率;②土样开裂含水率只与是否含有粗颗粒有关,与粗颗粒含量关系较小,并且土中粗颗粒能明显提高土的开裂含水率;③土中粗颗粒对裂隙宽度的发展具有阻碍作用,对裂隙长度的发展有促进作用,裂隙面积随粗颗粒含量增加先增加后减小;④土样表面裂隙的分形维数和裂隙率正相关。
关键词
黏性土
干缩开裂
粗颗粒
蒸发试验
分形维数
Keywords
clayey soil
desiccation crack
coarse particle
evaporation
fractal dimension
分类号
TU411.4 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
冻融循环中低应力水平加卸载作用下砂岩动力特性研究
被引量：
14
6
作者
刘杰
雷岚
王瑞红
王飞
王连
肖蕾
机构
三峡
大学
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第9期2539-2550,共12页
基金
国家自然科学基金项目(No.51439003
No.51579138
+3 种基金
No.51479102)
国家科技支撑计划项目(No.2015BAB07B08)
成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点试验室开放基金项(No.SKLGP2016K023)
2016年三峡大学研究生科研创新基金项目(No.SDYC2016025)~~
文摘
采用不会造成较大附加损伤的近似无损低应力水平加、卸载的方法,开展了考虑时间效应的冻融循环作用试验。在试验成本受限的情况下大幅度地降低了试验所需的岩样数。较常规试验方法,在试验岩样数不变的前提下,无需因岩样的离散性而进行主观地筛选数据,从而使得有效数据增多。随着冻融循环周期数增加,岩样表面孔隙及微裂隙不断扩大并出现软化层,裂纹加深,颗粒脱落程度加剧,发生片落、剥蚀,水分向岩石内部迁移,冻融损伤程度由内向外逐渐加深,并研发滴定技术定量标定了这种层进式损伤。进一步分析不同冻融循环周期数下岩样在不同上限应力循环作用下的动力响应变化规律。研究显示,阻尼比、阻尼系数及动泊松比均与冻融循环周期数呈线性递增的关系,动弹性模量与冻融循环周期数呈线性递减的关系;阻尼比、动泊松比均与幅值应力呈线性递减的关系,动弹性模量与幅值应力呈线性递增的关系。给出了阻尼比、动泊松比、阻尼系数、动弹性模量相互之间的定量关系,可通过一种参数的变化规律,预测另一种参数的变化趋势。在有限的试验条件、试验次数下,可有效地精简试验所需检测的参数。幅值应力越大,加、卸载转换时岩样弹性变形响应越迅速,不可逆变形越小,在同一幅值应力的情况下所吸收的能量减少。随着冻融循环周期数的增加,循环加、卸载前岩样的斜坡加载段逐渐变长,应力-应变曲线斜率逐渐变小;循环加、卸载后,不同加、卸载幅值应力下的每个周期中首次达到应力上限时岩样的轴向应变与冻融周期数呈线性关系,说明在冻融循环作用下,岩样孔隙率逐渐变大,密实程度降低,岩样有逐步软化的趋势。当幅值应力较大时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈指数型关系加速递增;当幅值应力较小时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈线性关系匀速递增;说明幅值应力会带来显著的加速劣化效果。
关键词
冻融循环
阻尼比
阻尼系数
动弹性模量
动泊松比
线性关系
Keywords
freezing-thawing cycle
damping ratio
damping coefficient
dynamic elastic modulus
dynamic Poisson＇s ratio
linear relationship
分类号
TU458.3 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
考虑渗流与蠕变耦合作用的水库滑坡变形数值分析
被引量：
8
7
作者
王力
王世梅
李高
王琳
机构
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
三峡
大学
出处
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期66-74,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目（41372359）
中国地质调查局项目（DD20190716）
三峡大学学位论文培优基金项目（2020BSPY004)
文摘
水库滑坡土体的变形主要是流固耦合作用的结果,但是变形并不是立刻发生的,大都经历了一个时间发展的过程,具有典型的流变特性。本文基于某滑坡土体的蠕变试验结果,推导了扩展的Burgers蠕变模型M–2K,并将其推广至3维形式,应用蠕变试验数据对推导的M–2K蠕变模型进行拟合,求得了蠕变模型参数。在传统的流固耦合分析中引入了时间变量关系,构建了渗流与蠕变耦合作用的数学模型,对其进行有限元求解,并应用MATLAB软件编写了有限元程序。以三峡库区白家包滑坡为例,应用该程序分别对滑坡体进行了考虑蠕变及不考虑蠕变的流固耦合计算。研究结果表明:3维形式的M–2K蠕变模型拟合程度较高,能反映土体的蠕变性质;有限元计算结果说明考虑渗流与蠕变耦合作用下孔压减少值大于不考虑耦合作用下时孔压减小值;选取关键点的耦合及非耦合条件位移计算结果与实际的GPS位移进行比较,两种计算值与实际监测值变形趋势基本一致,考虑渗流与蠕变耦合条件下两个监测点的位移值比不考虑耦合时大,而且与实际值比较接近。研究结果表明:所建立的渗流与蠕变耦合数学模型是合理的,有限元数值求解程序是正确的,该成果为水库滑坡的预测与预报提供了新途径。
关键词
滑坡
流固耦合
蠕变模型
渗流
Keywords
landslide
fluid solid coupling
creep model
seepage
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
某岩质边坡卸荷作用下分步开挖动态响应分析
8
作者
肖志勇
邓华锋
黄强
胡安龙
李春波
常德龙
机构
三峡
大学
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
三峡
大学土木与建筑学院
出处
《水电能源科学》
北大核心
2015年第11期122-125,共4页
基金
水利部公益性行业科研专项经费项目(201401029)
国家自然科学基金项目(51279091
+1 种基金
51309141)
三峡大学研究生科研创新基金项目(2014CX016)
文摘
鉴于岩质边坡在分步开挖过程中,边坡内应力会相应发生动态变化,每一步开挖都会对边坡产生不同程度的影响,基于卸荷岩体力学理论,通过模拟某水电站放空洞进水口岩质边坡的开挖,分析了分步开挖引起的水平向应力场动态变化规律。结果表明,随着边坡分步开挖的进行,边坡内部应力因开挖距离的变化而变化,在应力剧变阶段,受开挖影响强烈,不利于边坡稳定。因此,边坡开挖和加固设计应合理适时地进行,以避免地质灾害发生。
关键词
岩质边坡
开挖
动态变化
卸荷
分析
Keywords
rock slope
excavation
dynamic change
unloading
analysis
分类号
TV223.31 [水利工程—水工结构工程]
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
膨胀土表面裂隙对降雨入渗的影响研究
被引量：
4
9
作者
张英莹
张华
朱潇钰
黄亮
张言
机构
三峡
大学
三峡库区地质灾害教育部重点试验室
出处
《三峡大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2019年第2期59-62,共4页
基金
国家自然科学基金"简单屋顶绿化水分运移试验与数值模拟研究"(51178251)
文摘
为了研究膨胀土土体表面裂隙率的发展规律及表面裂隙与渗流的关系,以湖北省宜昌市某地膨胀土为例,利用称重、拍照以及Matlab编写图像处理程序等技术,开展了循环降雨入渗蒸发试验.结果表明,土体表面在干湿循环反复作用下,裂隙率逐渐增大,最终达到一个稳定值;雨水入渗的速度随着裂隙率的增加而加快;随着干湿循环次数的增加,土体变得疏松且饱和含水率逐渐增加.研究结果为降雨入渗引起的膨胀土边坡失稳的研究以及对滑坡灾害的预测预防提供了理论依据.
关键词
膨胀土
表面裂隙
降雨入渗蒸发
渗透性
含水率
Keywords
expansive soil
surface cracks
rainfall infiltration and evaporation
permeability
moisture content
分类号
TV223 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
干湿交替对砂岩力学特性影响的试验研究
姚华彦
张振华
朱朝辉
施一春
李元
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
103
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职称材料
2
堆石料应力-应变特性大型三轴试验研究
徐志华
孙大伟
张国栋
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
19
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职称材料
3
基于图像数字技术的砂岩裂隙可视化渗流特性试验研究
刘杰
唐洪宇
杨渝南
石谦
李政
黎照
高进
兰俊
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
4
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职称材料
4
基于等效裂隙的表观渗透率模型改进及变滑脱效应研究
肖智勇
王刚
刘杰
邓华锋
郑程程
姜枫
《岩土力学》
北大核心
2025
0
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职称材料
5
粗颗粒对黏性土干缩开裂影响的试验研究
李正辉
王世梅
金来福
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2019
3
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职称材料
6
冻融循环中低应力水平加卸载作用下砂岩动力特性研究
刘杰
雷岚
王瑞红
王飞
王连
肖蕾
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
14
在线阅读
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职称材料
7
考虑渗流与蠕变耦合作用的水库滑坡变形数值分析
王力
王世梅
李高
王琳
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
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职称材料
8
某岩质边坡卸荷作用下分步开挖动态响应分析
肖志勇
邓华锋
黄强
胡安龙
李春波
常德龙
《水电能源科学》
北大核心
2015
0
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职称材料
9
膨胀土表面裂隙对降雨入渗的影响研究
张英莹
张华
朱潇钰
黄亮
张言
《三峡大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2019
4
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职称材料
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